電子工藝技術基礎論文04362

1、這學期我們學習了電子工藝技術基礎，電子工藝包括很多種技術。其中表面安裝技術smt就是一種非常有用的電子工藝技術。下面我對smt技術簡單的進行一個概述。首先是制程設計，表面黏著組裝制程，特別是針對微小間距組件，需要不斷的監(jiān)視制程，及有系統(tǒng)的檢視。其次是量產(chǎn)的設計，量產(chǎn)設計包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測性及可靠性，而且是以書面文件需求為起點。一份完整且清晰的組裝文件，對從設計到制造一系列轉換而言，是絕對必要的也是成功的保證。其相關文件及cad數(shù)據(jù)清單包括材料清單(bom)、合格廠商名單、組裝細節(jié)、特殊組裝指引、pc板制造細節(jié)及磁盤內(nèi)含gerber資料或是ipc-d-350程序。在磁盤上的ca

2、d資料對開發(fā)測試及制程冶具，及編寫自動化組裝設備程序等有極大的幫助。其中包含了x-y軸坐標位置、測試需求、概要圖形、線路圖及測試點的x-y坐標。還有是pcb板的品質(zhì)，從每一批貨中或某特定的批號中，抽取一樣品來測試其焊錫性。這pc板將先與制造廠所提供的產(chǎn)品資料及ipc上標定的品質(zhì)規(guī)范相比對。接下來就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。在評估焊點的品質(zhì)的同時，也要一起評估pc板在經(jīng)歷回焊后外觀及尺寸的反應。同樣的檢驗方式也可應用在波峰焊錫的制程上。最后是組裝制程發(fā)展，這一步驟包含了對每一機械動作，以肉眼及自動化視覺裝置進行不間斷的監(jiān)控。舉例說明，建議使用雷

3、射來掃描每一pc板面上所印的錫膏體積。在將樣本放上表面黏著組件(smd)并經(jīng)過回焊后，品管及工程人員需一一檢視每組件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細紀錄被動組件及多腳數(shù)組件的對位狀況。在經(jīng)過波峰焊錫制程后，也需要在仔細檢視焊錫的均勻性及判斷出由于腳距或組件相距太近而有可能會使焊點產(chǎn)生缺陷的潛在位置。smt技術關鍵在于一些技術上的應用。比如：細微腳距技術。細微腳距組裝是一先進的構裝及制造概念。組件密度及復雜度都遠大于目前市場主流產(chǎn)品，若是要進入量產(chǎn)階段，必須再修正一些參數(shù)后方可投入生產(chǎn)線。舉例說明，細微腳距組件的腳距為0.025“或是更小，可適用于標準型及asic組件上。對這些組件而言其工業(yè)

4、標準有非常寬的容許誤差，就(如圖一)所示。正因為組件供貨商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊墊尺寸必須要為此組件量身定制，或是進行再修改才能真正提高組裝良率。焊墊外型尺寸及間距一般是遵循ipc-sm-782a的規(guī)范。然而，為了達到制程上的需求，有些焊墊的形狀及尺寸會和這規(guī)范有些許的出入。對波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會稍微大一些，為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的組件而言，適度的調(diào)整焊墊尺寸是有其必要的。表面黏著組件放置方位的一致性。盡管將所有組件的放置方位，設計成一樣不是完全必要的，但是對同一類型組件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。對一復雜的板

5、子而言有接腳的組件，通常都有相同的放置方位以節(jié)省時間。原因是因為放置組件的抓頭通常都是固定一個方向的，必須要旋轉板子才能改變放置方位。致于一般表面黏著組件則因為放置機的抓頭能自由旋轉，所以沒有這方面的問題。但若是要過波峰焊錫爐，那組件就必須統(tǒng)一其方位以減少其暴露在錫流的時間。一些有極性的組件的極性，其放置方向是早在整個線路設計時就已決定，制程工程師在了解其線路功能后，決定放置組件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的組件都是可以增進其效率的。若是能統(tǒng)一其放置方位，不僅在撰寫放置組件程序的速度可以縮短，也同時可以減少錯誤的發(fā)生。一致(和足夠)的組件距離：全自動的表面黏著組件放置

6、機一般而言是相當精確的，但設計者在嘗試著提高組件密度的同時，往往會忽略掉量產(chǎn)時復雜性的問題。舉例說明，當高的組件太靠近一微細腳距的組件時，不僅會阻擋了檢視接腳焊點的視線也同時阻礙了重工或重工時所使用的工具。波峰焊錫一般使用在比較低、矮的組件如二極管及晶體管等。小型組件如soic等也可使用在波峰焊錫上，但是要注意的是有些組件無法承受直接暴露在錫爐的高熱下。為了確保組裝品質(zhì)的一致性，組件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個接點，高的組件要和低、矮的組件，保持一定的距離以避免遮蔽效應。若是距離不足，也會妨礙到組件的檢視和重工等工作。工業(yè)界已發(fā)展出一套標準應用在表面黏著

7、組件。如果有可能，盡可能使用符合標準的組件，如此可使設計者能建立一套標準焊墊尺寸的數(shù)據(jù)庫，使工程師也更能掌握制程上的問題。設計者可發(fā)現(xiàn)已有些國家建立了類似的標準，組件的外觀或許相似，但是其組件之引腳角度卻因生產(chǎn)國家之不同而有所差異。舉例說明，soic組件供應者來自北美及歐洲者都能符合eiz標準，而日本產(chǎn)品則是以eiaj為其外觀設計準則合eiaj標準，不同公司生產(chǎn)的組件其外觀上也不完全相同。同時為提高生產(chǎn)效率而設計，組裝板子可以是相當簡單，也可是非常復雜，全視組件的形態(tài)及密度來決定。一復雜的設計可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設計者沒注意到制程細節(jié)的話，也會變得非常的困難的。組裝計劃必須

8、一開始在設計的時候就考慮到。通常只要調(diào)整組件的位置及置放方位，就可以增加其量產(chǎn)性。若是一pc板尺寸很小，具不規(guī)則外形或有組件很靠近板邊時，可以考慮以連板的形式來進行量產(chǎn)。當然我們不能忘記測試和修補。通常使用桌上小型測試工具來偵測組件或制程缺失是相當不準確且費時的，測試方式必須在設計時就加以考慮進去。例如，如要使用ict測試時就要考慮在線路上，設計一些探針能接觸的測試點。測試系統(tǒng)內(nèi)有事先寫好的程序，可對每一組件的功能加以測試，可指出那一組件是故障或是放置錯誤，并可判別焊錫接點是否良好。在偵測錯誤上還應包含組件接點間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現(xiàn)象。若是測試探針無法接觸到線路上每一共通的接點(

9、commonjunction)時，則要個別量測每一組件是無法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴自動化測試設備的探針，來量測所有線路上相通的點或組件間相聯(lián)的線。若是測試探針無法接觸到線路上每一共通的接點(commonjunction)時，則要個別量測每一組件是無法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴自動化測試設備的探針，來量測所有線路上相通的點或組件間相聯(lián)的線。若是無法這樣做，那退而求其次致少也要通過功能測試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞了再說。ict測試是依不用產(chǎn)品制作不同的冶具及測試程序，若在設計時就考慮到測試的話，那產(chǎn)品將可以很容易的檢測每一組件及接點的品質(zhì)。然而，錫量

10、不足及非常小的短路則只有依賴電性測試來檢查。表面黏著組裝制程，特別是針對微小間距組件，需要不斷的監(jiān)視制程，及有系統(tǒng)的檢視。量產(chǎn)的設計也是一個重要的方面。量產(chǎn)設計包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測性及可靠性，而且是以書面文件需求為起點。一份完整且清晰的組裝文件，對從設計到制造一系列轉換而言，是絕對必要的也是成功的保證。其相關文件及cad數(shù)據(jù)清單包括材料清單(bom)、合格廠商名單、組裝細節(jié)、特殊組裝指引、pc板制造細節(jié)及磁盤內(nèi)含gerber資料或是ipc-d-350程序。在磁盤上的cad資料對開發(fā)測試及制程冶具，及編寫自動化組裝設備程序等有極大的幫助。其中包含了x-y軸坐標位置、測試需求、概要

11、圖形、線路圖及測試點的x-y坐標。同時我們必須保證pcb板的品質(zhì)。從每一批貨中或某特定的批號中，抽取一樣品來測試其焊錫性。這pc板將先與制造廠所提供的產(chǎn)品資料及ipc上標定的品質(zhì)規(guī)范相比對。接下來就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。在評估焊點的品質(zhì)的同時，也要一起評估pc板在經(jīng)歷回焊后外觀及尺寸的反應。同樣的檢驗方式也可應用在波峰焊錫的制程上。組裝制程的發(fā)展。這一步驟包含了對每一機械動作，以肉眼及自動化視覺裝置進行不間斷的監(jiān)控。舉例說明，建議使用雷射來掃描每一pc板面上所印的錫膏體積。在將樣本放上表面黏著組件(smd)并經(jīng)過回焊后，品管及工程人員需一

12、一檢視每組件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細紀錄被動組件及多腳數(shù)組件的對位狀況。在經(jīng)過波峰焊錫制程后，也需要在仔細檢視焊錫的均勻性及判斷出由于腳距或組件相距太近而有可能會使焊點產(chǎn)生缺陷的潛在位置。其實smt最為重要的還是細微腳距技術。細微腳距組裝是一先進的構裝及制造概念。組件密度及復雜度都遠大于目前市場主流產(chǎn)品，若是要進入量產(chǎn)階段，必須再修正一些參數(shù)后方可投入生產(chǎn)線。細微腳距組件的腳距為0.025“或是更小，可適用于標準型及asic組件上。對這些組件而言其工業(yè)標準有非常寬的容許誤差，就(如圖一)所示。正因為組件供貨商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊墊尺寸必須要為此組件量身定制，或是進行再修

13、改才能真正提高組裝良率。焊墊外型尺寸及間距一般是遵循ipc-sm-782a的規(guī)范。然而，為了達到制程上的需求，有些焊墊的形狀及尺寸會和這規(guī)范有些許的出入。對波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會稍微大一些，為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的組件而言，適度的調(diào)整焊墊尺寸是有其必要的。表面黏著組件放置方位的一致性也不能忽略。盡管將所有組件的放置方位，設計成一樣不是完全必要的，但是對同一類型組件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。對一復雜的板子而言有接腳的組件，通常都有相同的放置方位以節(jié)省時間。原因是因為放置組件的抓頭通常都是固定一個方向的，必須要旋轉板子才能改

14、變放置方位。致于一般表面黏著組件則因為放置機的抓頭能自由旋轉，所以沒有這方面的問題。但若是要過波峰焊錫爐，那組件就必須統(tǒng)一其方位以減少其暴露在錫流的時間。一些有極性的組件的極性，其放置方向是早在整個線路設計時就已決定，制程工程師在了解其線路功能后，決定放置組件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的組件都是可以增進其效率的。若是能統(tǒng)一其放置方位，不僅在撰寫放置組件程序的速度可以縮短，也同時可以減少錯誤的發(fā)生。一致(和足夠)的組件距離對我們來說也是非常重要的環(huán)節(jié)。全自動的表面黏著組件放置機一般而言是相當精確的，但設計者在嘗試著提高組件密度的同時，往往會忽略掉量產(chǎn)時復雜性的問題。舉

15、例說明，當高的組件太靠近一微細腳距的組件時，不僅會阻擋了檢視接腳焊點的視線也同時阻礙了重工或重工時所使用的工具。波峰焊錫一般使用在比較低、矮的組件如二極管及晶體管等。小型組件如soic等也可使用在波峰焊錫上，但是要注意的是有些組件無法承受直接暴露在錫爐的高熱下。為了確保組裝品質(zhì)的一致性，組件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個接點，高的組件要和低、矮的組件，保持一定的距離以避免遮蔽效應。若是距離不足，也會妨礙到組件的檢視和重工等工作。工業(yè)界已發(fā)展出一套標準應用在表面黏著組件。如果有可能，盡可能使用符合標準的組件，如此可使設計者能建立一套標準焊墊尺寸的數(shù)據(jù)庫，使工

16、程師也更能掌握制程上的問題。設計者可發(fā)現(xiàn)已有些國家建立了類似的標準，組件的外觀或許相似，但是其組件之引腳角度卻因生產(chǎn)國家之不同而有所差異。舉例說明，soic組件供應者來自北美及歐洲者都能符合eiz標準，而日本產(chǎn)品則是以eiaj為其外觀設計準則。要注意的是就算是符合eiaj標準，不同公司生產(chǎn)的組件其外觀上也不完全相同。組裝板子可以是相當簡單，也可是非常復雜，全視組件的形態(tài)及密度來決定。一復雜的設計可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設計者沒注意到制程細節(jié)的話，也會變得非常的困難的。組裝計劃必須一開始在設計的時候就考慮到。通常只要調(diào)整組件的位置及置放方位，就可以增加其量產(chǎn)性。若是一pc板尺寸很

17、小，具不規(guī)則外形或有組件很靠近板邊時，可以考慮以連板的形式來進行量產(chǎn)。最后，smt技術通常使用桌上小型測試工具來偵測組件或制程缺失是相當不準確且費時的，測試方式必須在設計時就加以考慮進去。例如，如要使用ict測試時就要考慮在線路上，設計一些探針能接觸的測試點。測試系統(tǒng)內(nèi)有事先寫好的程序，可對每一組件的功能加以測試，可指出那一組件是故障或是放置錯誤，并可判別焊錫接點是否良好。在偵測錯誤上還應包含組件接點間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現(xiàn)象。若是測試探針無法接觸到線路上每一共通的接點(commonjunction)時，則要個別量測每一組件是無法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴自動化測

18、試設備的探針，來量測所有線路上相通的點或組件間相聯(lián)的線。若是無法這樣做，那退而求其次致少也要通過功能測試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞了再說。ict測試是依不用產(chǎn)品制作不同的冶具及測試程序，若在設計時就考慮到測試的話，那產(chǎn)品將可以很容易的檢測每一組件及接點的品質(zhì)。焊錫膏使用常見問題分析焊膏的回流焊接是用在smt裝配工藝中的主要板級互連方法，這種焊接方法把所需要的焊接特性極好地結合在一起，這些特性包括易于加工、對各種smt設計有廣泛的兼容性，具有高的焊接可靠性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作為最重要的smt元件級和板級互連方法的時候，它也受到要求進一步改進焊接性能的挑戰(zhàn)，事實上，回流焊接技

19、術能否經(jīng)受住這一挑戰(zhàn)將決定焊膏能否繼續(xù)作為首要的smt焊接材料，尤其是在超細微間距技術不斷取得進展的情況之下。下面我們將探討影響改進回流焊接性能的幾個主要問題，為發(fā)激發(fā)工業(yè)界研究出解決這一課題的新方法，我們分別對每個問題簡要介紹如下： 底面元件的固定雙面回流焊接已采用多年，在此，先對第一面進行印刷布線，安裝元件和軟熔，然后翻過來對電路板的另一面進行加工處理，為了更加節(jié)省起見，某些工藝省去了對第一面的軟熔，而是同時軟熔頂面和底面，典型的例子是電路板底面上僅裝有小的元件，如芯片電容器和芯片電阻器，由于印刷電路板（pcb）的設計越來越復雜，裝在底面上的元件也越來越大，結果軟熔時元件脫落成為一個重要的

20、問題。顯然，元件脫落現(xiàn)象是由于軟熔時熔化了的焊料對元件的垂直固定力不足，而垂直固定力不足可歸因于元件重量增加，元件的可焊性差，焊劑的潤濕性或焊料量不足等。其中，第一個因素是最根本的原因。如果在對后面的三個因素加以改進后仍有元件脫落現(xiàn)象存在，就必須使用smt粘結劑。顯然，使用粘結劑將會使軟熔時元件自對準的效果變差。未焊滿未焊滿是在相鄰的引線之間形成焊橋。通常，所有能引起焊膏坍落的因素都會導致未焊滿，這些因素包括：1，升溫速度太快；2，焊膏的觸變性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢復太慢；3，金屬負荷或固體含量太低；4，粉料粒度分布太廣；5；焊劑表面張力太小。但是，坍落并非必然引起未焊滿，在軟熔時，熔

21、化了的未焊滿焊料在表面張力的推動下有斷開的可能，焊料流失現(xiàn)象將使未焊滿問題變得更加嚴重。在此情況下，由于焊料流失而聚集在某一區(qū)域的過量的焊料將會使熔融焊料變得過多而不易斷開。除了引起焊膏坍落的因素而外，下面的因素也引起未滿焊的常見原因：1，相對于焊點之間的空間而言，焊膏熔敷太多；2，加熱溫度過高；3，焊膏受熱速度比電路板更快；4，焊劑潤濕速度太快；5，焊劑蒸氣壓太低；6；焊劑的溶劑成分太高；7，焊劑樹脂軟化點太低。斷續(xù)潤濕焊料膜的斷續(xù)潤濕是指有水出現(xiàn)在光滑的表面上（1.4.5.），這是由于焊料能粘附在大多數(shù)的固體金屬表面上，并且在熔化了的焊料覆蓋層下隱藏著某些未被潤濕的點，因此，在最初用熔化的

22、焊料來覆蓋表面時，會有斷續(xù)潤濕現(xiàn)象出現(xiàn)。亞穩(wěn)態(tài)的熔融焊料覆蓋層在最小表面能驅動力的作用下會發(fā)生收縮，不一會兒之后就聚集成分離的小球和脊狀禿起物。斷續(xù)潤濕也能由部件與熔化的焊料相接觸時放出的氣體而引起。由于有機物的熱分解或無機物的水合作用而釋放的水分都會產(chǎn)生氣體。水蒸氣是這些有關氣體的最常見的成份，在焊接溫度下，水蒸氣具極強的氧化作用，能夠氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金屬氧化物表面）。常見的情況是較高的焊接溫度和較長的停留時間會導致更為嚴重的斷續(xù)潤濕現(xiàn)象，尤其是在基體金屬之中，反應速度的增加會導致更加猛烈的氣體釋放。與此同時，較長的停留時間也會延長氣體釋

23、放的時間。以上兩方面都會增加釋放出的氣體量，消除斷續(xù)潤濕現(xiàn)象的方法是：1，降低焊接溫度；2，縮短軟熔的停留時間；3，采用流動的惰性氣氛；4，降低污染程度。低殘留物對不用清理的軟熔工藝而言，為了獲得裝飾上或功能上的效果，常常要求低殘留物，對功能要求方面的例子包括“通過在電路中測試的焊劑殘留物來探查測試堆焊層以及在插入接頭與堆焊層之間或在插入接頭與軟熔焊接點附近的通孔之間實行電接觸”，較多的焊劑殘渣常會導致在要實行電接觸的金屬表層上有過多的殘留物覆蓋，這會妨礙電連接的建立，在電路密度日益增加的情況下，這個問題越發(fā)受到人們的關注。顯然，不用清理的低殘留物焊膏是滿足這個要求的一個理想的解決辦法。然而，

24、與此相關的軟熔必要條件卻使這個問題變得更加復雜化了。為了預測在不同級別的惰性軟熔氣氛中低殘留物焊膏的焊接性能，提出一個半經(jīng)驗的模型，這個模型預示，隨著氧含量的降低，焊接性能會迅速地改進，然后逐漸趨于平穩(wěn)，實驗結果表明，隨著氧濃度的降低，焊接強度和焊膏的潤濕能力會有所增加，此外，焊接強度也隨焊劑中固體含量的增加而增加。實驗數(shù)據(jù)所提出的模型是可比較的，并強有力地證明了模型是有效的，能夠用以預測焊膏與材料的焊接性能，因此，可以斷言，為了在焊接工藝中成功地采用不用清理的低殘留物焊料，應當使用惰性的軟熔氣氛。間隙間隙是指在元件引線與電路板焊點之間沒有形成焊接點。一般來說，這可歸因于以下四方面的原因：1，

25、焊料熔敷不足；2，引線共面性差；3，潤濕不夠；4，焊料損耗棗這是由預鍍錫的印刷電路板上焊膏坍落，引線的芯吸作用（2.3.4）或焊點附近的通孔引起的,引線共面性問題是新的重量較輕的12密耳（m）間距的四芯線扁平集成電路(qfp棗quad flat packs)的一個特別令人關注的問題,為了解決這個問題,提出了在裝配之前用焊料來預涂覆焊點的方法(9),此法是擴大局部焊點的尺寸并沿著鼓起的焊料預覆蓋區(qū)形成一個可控制的局部焊接區(qū),并由此來抵償引線共面性的變化和防止間隙,引線的芯吸作用可以通過減慢加熱速度以及讓底面比頂面受熱更多來加以解決,此外,使用潤濕速度較慢的焊劑,較高的活化溫度或能延緩熔化的焊膏(

26、如混有錫粉和鉛粉的焊膏)也能最大限度地減少芯吸作用.在用錫鉛覆蓋層光整電路板之前,用焊料掩膜來覆蓋連接路徑也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。焊料成球焊料成球是最常見的也是最棘手的問題，這指軟熔工序中焊料在離主焊料熔池不遠的地方凝固成大小不等的球粒；大多數(shù)的情況下,這些球粒是由焊膏中的焊料粉組成的，焊料成球使人們耽心會有電路短路、漏電和焊接點上焊料不足等問題發(fā)生，隨著細微間距技術和不用清理的焊接方法的進展，人們越來越迫切地要求使用無焊料成球現(xiàn)象的smt工藝。引起焊料成球（1,2,4,10）的原因包括：1,由于電路印制工藝不當而造成的油漬;2,焊膏過多地暴露在具有氧化作用的環(huán)境中;3,焊膏過多地

27、暴露在潮濕環(huán)境中;4,不適當?shù)募訜岱椒?5,加熱速度太快;6,預熱斷面太長;7,焊料掩膜和焊膏間的相互作用;8,焊劑活性不夠;9,焊粉氧化物或污染過多;10,塵粒太多;11,在特定的軟熔處理中,焊劑里混入了不適當?shù)膿]發(fā)物;12,由于焊膏配方不當而引起的焊料坍落；13、焊膏使用前沒有充分恢復至室溫就打開包裝使用；14、印刷厚度過厚導致“塌落”形成錫球；15、焊膏中金屬含量偏低。焊料結珠焊料結珠是在使用焊膏和smt工藝時焊料成球的一個特殊現(xiàn)象.，簡單地說,焊珠是指那些非常大的焊球,其上粘帶有(或沒有)細小的焊料球(11).它們形成在具有極低的托腳的元件如芯片電容器的周圍。焊料結珠是由焊劑排氣而引起

28、,在預熱階段這種排氣作用超過了焊膏的內(nèi)聚力,排氣促進了焊膏在低間隙元件下形成孤立的團粒,在軟熔時,熔化了的孤立焊膏再次從元件下冒出來,并聚結起。焊接結珠的原因包括：1,印刷電路的厚度太高;2,焊點和元件重疊太多;3,在元件下涂了過多的錫膏;4,安置元件的壓力太大;5,預熱時溫度上升速度太快;6,預熱溫度太高;7,在濕氣從元件和阻焊料中釋放出來;8,焊劑的活性太高;9,所用的粉料太細;10,金屬負荷太低;11,焊膏坍落太多;12,焊粉氧化物太多;13,溶劑蒸氣壓不足。消除焊料結珠的最簡易的方法也許是改變模版孔隙形狀,以使在低托腳元件和焊點之間夾有較少的焊膏。焊接角焊接抬起焊接角縫抬起指在波峰焊接

29、后引線和焊接角焊縫從具有細微電路間距的四芯線組扁平集成電路(qfp)的焊點上完全抬起來,特別是在元件棱角附近的地方，一個可能的原因是在波峰焊前抽樣檢測時加在引線上的機械應力,或者是在處理電路板時所受到的機械損壞(12),在波峰焊前抽樣檢測時,用一個鑷子劃過qfp元件的引線,以確定是否所有的引線在軟溶烘烤時都焊上了；其結果是產(chǎn)生了沒有對準的焊趾,這可在從上向下觀察看到,如果板的下面加熱在焊接區(qū)/角焊縫的間界面上引起了部分二次軟熔,那么,從電路板抬起引線和角焊縫能夠減輕內(nèi)在的應力,防止這個問題的一個辦法是在波峰焊之后(而不是在波峰焊之前)進行抽樣檢查。豎碑（tombstoning）豎碑（tombs

30、toning）是指無引線元件(如片式電容器或電阻)的一端離開了襯底，甚至整個元件都支在它的一端上。tombstoning也稱為manhattan效應、drawbridging 效應或stonehenge 效應，它是由軟熔元件兩端不均勻潤濕而引起的；因此,熔融焊料的不夠均衡的表面張力拉力就施加在元件的兩端上,隨著smt小型化的進展,電子元件對這個問題也變得越來越敏感。此種狀況形成的原因：1、加熱不均勻；2、元件問題：外形差異、重量太輕、可焊性差異；3、基板材料導熱性差，基板的厚度均勻性差；4、焊盤的熱容量差異較大，焊盤的可焊性差異較大；5、錫膏中助焊劑的均勻性差或活性差，兩個焊盤上的錫膏厚度差異

31、較大，錫膏太厚，印刷精度差，錯位嚴重；6、預熱溫度太低；7、貼裝精度差，元件偏移嚴重。ball grid array (bga)成球不良bga成球常遇到諸如未焊滿,焊球不對準,焊球漏失以及焊料量不足等缺陷,這通常是由于軟熔時對球體的固定力不足或自定心力不足而引起。固定力不足可能是由低粘稠,高阻擋厚度或高放氣速度造成的；而自定力不足一般由焊劑活性較弱或焊料量過低而引起。bga成球作用可通過單獨使用焊膏或者將焊料球與焊膏以及焊料球與焊劑一起使用來實現(xiàn); 正確的可行方法是將整體預成形與焊劑或焊膏一起使用。最通用的方法看來是將焊料球與焊膏一起使用，利用錫62或錫63球焊的成球工藝產(chǎn)生了極好的效果。在使

32、用焊劑來進行錫62或錫63球焊的情況下,缺陷率隨著焊劑粘度,溶劑的揮發(fā)性和間距尺寸的下降而增加，同時也隨著焊劑的熔敷厚度，焊劑的活性以及焊點直徑的增加而增加，在用焊膏來進行高溫熔化的球焊系統(tǒng)中，沒有觀察到有焊球漏失現(xiàn)象出現(xiàn)，并且其對準精確度隨焊膏熔敷厚度與溶劑揮發(fā)性，焊劑的活性，焊點的尺寸與可焊性以及金屬負載的增加而增加，在使用錫63焊膏時，焊膏的粘度，間距與軟熔截面對高熔化溫度下的成球率幾乎沒有影響。在要求采用常規(guī)的印刷棗釋放工藝的情況下，易于釋放的焊膏對焊膏的單獨成球是至關重要的。整體預成形的成球工藝也是很的發(fā)展的前途的。減少焊料鏈接的厚度與寬度對提高成球的成功率也是相當重要的。形 成 孔

33、 隙形成孔隙通常是一個與焊接接頭的相關的問題。尤其是應用smt技術來軟熔焊膏的時候，在采用無引線陶瓷芯片的情況下，絕大部分的大孔隙(0.0005英寸/0.01毫米)是處于lccc焊點和印刷電路板焊點之間，與此同時,在lccc城堡狀物附近的角焊縫中,僅有很少量的小孔隙，孔隙的存在會影響焊接接頭的機械性能,并會損害接頭的強度,延展性和疲勞壽命,這是因為孔隙的生長會聚結成可延伸的裂紋并導致疲勞，孔隙也會使焊料的應力和 協(xié)變增加,這也是引起損壞的原因。此外,焊料在凝固時會發(fā)生收縮,焊接電鍍通孔時的分層排氣以及夾帶焊劑等也是造成孔隙的原因。在焊接過程中,形成孔隙的械制是比較復雜的，一般而言,孔隙是由軟熔

34、時夾層狀結構中的焊料中夾帶的焊劑排氣而造成的(2,13)孔隙的形成主要由金屬化區(qū)的可焊性決定,并隨著焊劑活性的降低,粉末的金屬負荷的增加以及引線接頭下的覆蓋區(qū)的增加而變化,減少焊料顆粒的尺寸僅能銷許增加孔隙。此外,孔隙的形成也與焊料粉的聚結和消除固定金屬氧化物之間的時間分配有關。焊膏聚結越早，形成的孔隙也越多。通常,大孔隙的比例隨總孔隙量的增加而增加.與總孔隙量的分析結果所示的情況相比,那些有啟發(fā)性的引起孔隙形成因素將對焊接接頭的可靠性產(chǎn)生更大的影響,控制孔隙形成的方法包括:1,改進元件/衫底的可焊性;2,采用具有較高助焊活性的焊劑;3,減少焊料粉狀氧化物;4,采用惰性加熱氣氛.5,減緩軟熔前

35、的預熱過程.與上述情況相比,在bga裝配中孔隙的形成遵照一個略有不同的模式(14).一般說來.在采用錫63焊料塊的bga裝配中孔隙主要是在板級裝配階段生成的.在預鍍錫的印刷電路板上,bga接頭的孔隙量隨溶劑的揮發(fā)性,金屬成分和軟熔溫度的升高而增加,同時也隨粉粒尺寸的減少而增加;這可由決定焊劑排出速度的粘度來加以解釋.按照這個模型,在軟熔溫度下有較高粘度的助焊劑介質(zhì)會妨礙焊劑從熔融焊料中排出,因此,增加夾帶焊劑的數(shù)量會增大放氣的可能性,從而導致在bga裝配中有較大的孔隙度.在不考慮固定的金屬化區(qū)的可焊性的情況下,焊劑的活性和軟熔氣氛對孔隙生成的影響似乎可以忽略不計.大孔隙的比例會隨總孔隙量的增加

36、而增加,這就表明,與總孔隙量分析結果所示的情況相比,在bga中引起孔隙生成的因素對焊接接頭的可靠性有更大的影響,這一點與在smt工藝中空隙生城的情況相似?？?結焊膏的回流焊接是smt裝配工藝中的主要的板極互連方法，影響回流焊接的主要問題包括：底面元件的固定、未焊滿、斷續(xù)潤濕、低殘留物、間隙、焊料成球、焊料結珠、焊接角焊縫抬起、tombstoningbga成球不良、形成孔隙等,問題還不僅限于此,在本文中未提及的問題還有浸析作用,金屬間化物,不潤濕,歪扭,無鉛焊接等.只有解決了這些問題,回流焊接作為一個重要的smt裝配方法,才能在超細微間距的時代繼續(xù)成功地保留下去。 物料損耗嚴重控制措施,無外乎在

37、人機料法人:主要指產(chǎn)線的操作員,平時他們在上料時,下線時,到底有沒有真正的視每一顆物料為金子.掉在地上的料有沒有放起來,并手擺.機器頻繁報警時是否及時反映工程等.機:平時機器是否切實執(zhí)行保養(yǎng)作業(yè),吸嘴是否經(jīng)常清潔檢測,料架是否經(jīng)常保養(yǎng)校正,程式編寫是否正確等.料:物料是否有來料異常,如來料包裝太緊,取不到料拋了;來料破損,更換損耗等.法:如作業(yè)員操作機器的熟練程度,分辨及合理使用料架的能力等.總之一句話,有效的控制拋料率,并非只從機器方面進行考慮,應該從各個方面進行分析原因,給出對策,進行改善.1) 錫膏的特性？ 2) 錫膏元件的焊接過程？ 3) 如何優(yōu)化工藝參數(shù)？如profile曲線的優(yōu)化？

38、 4) 錫膏、工藝參數(shù)、機器設備對印刷錫膏的影響？怎么去改善？ 5) profile doe的制作？ 貼片機的cpk的制作？ 6) spi如何證明系統(tǒng)是ok可信的，是否數(shù)據(jù)準確？ 7) 來料不良的驗證，元件引腳的鍍層？來料不良樣本抽取多少？ 8) imc的形成機理？imc的厚薄對焊接有什么影響？imc層一般多厚，范圍是多少？ 9) 鋼網(wǎng)開刻主要依據(jù)是什么？面積比和寬厚比分別是多少？ 10) udfiller膠量怎么去控制？膠量怎么去計算？計算公式是什么？ 11) dfm中單板怎么去評估？如有一雙面板元件較多，只能設計為雙面板，且第二面元件較多，另增加一元件只能放在第一面，問此元件能否設計在第一

39、面？依據(jù)是什么？ 12) 單板工藝中dfm的要素？ 13) imc層分析？主要分析imc層中什么？ 14) 切片實驗？ 15) 錫膏的評估怎么去做？ 16) 元件過兩次回流爐時第一面元件為什么會掉？有沒有相應的計算公式證明元件不會掉件？ 答：1、錫膏的特性？ 粘性、流動性、觸變性，熔點常用有鉛183 無鉛217 等等。 2、錫膏元件的焊接過程？ 可分為4個階段：升溫、恒溫、回流、冷卻 升溫：印刷貼片好的pcb進入回流焊，從室溫緩慢升溫，升溫速度控制在1-3/s。 恒溫：通過保持穩(wěn)定的溫度使錫膏中的助焊劑發(fā)揮作用并適量揮發(fā)。 回流：此時溫度升到最高，錫膏液化，pcb焊盤和零件焊端之間形成合金，完

40、成焊 接，時間在60s左右，依錫膏來確定。 冷卻：對焊接好的板降溫，降溫速度控制的好可取得漂亮的焊點，例rohs 6-7/s。 3、如何優(yōu)化工藝參數(shù)？如profile曲線的優(yōu)化？ 一般要經(jīng)過預設、測量、調(diào)整三個步驟來取得最佳參數(shù)。 以爐溫曲線為例，要先依據(jù)錫膏的種類、pcb厚度等預設出回流焊的走速和各溫 區(qū)溫度，然后用爐溫測試儀對pcb板的實際溫度曲線進行測量，再參考以往經(jīng)驗和 錫膏焊接的常規(guī)過程要求進行分析，對預設的溫度和走速進行反復調(diào)整和重復驗證， 進而取得最適宜的曲線文件。 4、 錫膏、工藝參數(shù)、機器設備對印刷錫膏的影響？怎么去改善？ 首先錫膏可能因其成份配比、顆粒大小或使用不規(guī)范出現(xiàn)的

41、成型性、觸變性、流動性 等等特性的不良，進而造成的印刷時出現(xiàn)坍塌、短路、少錫等狀況。 工藝參數(shù)如印刷壓力、刮刀速度、刮刀角度等會造成錫量不夠、拉尖、成型不規(guī)則或 錫膏過后連錫等等不良。 硬件則主要在刮刀硬度、鋼網(wǎng)張力、開孔大小、開口形狀、表面粗糙度、鋼網(wǎng)厚度及 印刷機對pcb的支撐和固定等造成印刷不良，總之決定錫膏印刷品質(zhì)的因素很多。 實際生產(chǎn)中就根據(jù)實際問題，分析出真正造成的不良的原因進而調(diào)解到最佳。 5、 profile doe的制作？ 貼片機的cpk的制作？ doe ：實驗設計。一種安排實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法。 profile doe 的制作可按以下幾步完成： 1、依據(jù)公司的回流焊

42、作業(yè)指導書選定出測試的指標：如設定的走速、各溫區(qū)設 定溫度等。 2、參考分析實驗重點，定出板上最合適的測試位置為實驗位置。 3、預期（以歷史經(jīng)驗為參考）該實驗位置會出現(xiàn)的結果（如橋接、虛焊等狀況），列 表等待統(tǒng)計。 4、準備完成后重復進行幾組實驗、統(tǒng)計結果，分析結果，判定出最佳參數(shù)。 5、驗證最后profile，做好總結報告，完成。 貼片機的cpk即是貼片機的精度制程能力的指標。有公式可計算，但現(xiàn)在都有用軟 件自動計算（如minitab)。 設備cpk制作可做實驗設計：對設備做精度校正，用標準治具進行多次不同頭、不同 位置、不同角度的貼裝測試，再測量出位置偏差，將得到的多組數(shù)據(jù)對比的偏移量輸

43、入cpk計算軟件，得出cpk值，一般標準cpk大于1時代表制程能力正常。 6、 spi如何證明系統(tǒng)是ok可信的，是否數(shù)據(jù)準確？ 這題問的有點不清楚。spi三個了解：有一個spi體系（軟件過程改進）、一個美國 整體解決方案銷售的公司、一個spi設備。前面兩個不是很了解，只知道spi設備 是測試錫膏印刷的一種設備，通過三元色照明，配合紅激光掃描，密集取樣來獲取 物體的表面形狀。然后自動識別和分析錫膏區(qū)域，并計算高度、面積、體積等。我 最喜歡它自動學板的能力，自動生成坐標導出excel文件。哈，或許問題的spi根 本不是我知道的。 7、 來料不良的驗證，元件引腳的鍍層？來料不良樣本抽取多少？ 來料不

44、良需有iqc依據(jù)相關標準文件如工程承認樣品或ipc通用標準或協(xié)商的標準 等，進行抽驗； 數(shù)量可按gb/t2828來訂抽樣數(shù)量，再按aql允收標準判定批料的 合格與否。元件引腳的鍍層一般是純錫、錫鉍或錫銅合金，只有很薄幾微米厚。 片式元件的端頭結構為：內(nèi)部鈀銀電極、中間鎳阻擋層、外部鍍鉛錫層。 8、 imc的形成機理？imc的厚薄對焊接有什么影響？imc層一般多厚，范圍是多少？ imc（intermetallic compound) 介面合金共化物 在焊接時金屬原子發(fā)生遷移、滲入、擴散、結合等動作而行成。是一層薄薄的類似 合金的共化物，可寫分子式，如銅錫之間：良性cu6sn5 、惡性cu3sn等。 有正常焊接就會有imc層出現(xiàn)，而imc層會老化增厚，直至遇到阻絕層才會停止。 其本身會造成焊接脆化、再上錫困難等。一般厚度為2-5m。 9、 鋼網(wǎng)開刻主要依據(jù)是什么？面積比和寬厚比分別是多少？ 開鋼網(wǎng)主要依據(jù)pcb 的gerber文件或者pcb實物。開鋼網(wǎng)的寬厚和面積經(jīng)長期的 實踐和經(jīng)驗累積基本已固定，焊盤特大時要中間架網(wǎng)格以保障張力。 寬厚比和面積比是開鋼網(wǎng)的大的基本要求： 面積比=開口面積孔壁面積 一般要大于0.66（rohs 0.71） 寬厚比=開口寬度模板厚度 一般要大于1.5 (rohs 1.6 ) 10、 udfiller膠量怎么去控制？膠量怎么去計