元器件工藝要求

1、目的和適用范圍 1.1目的 元器件的工藝性對(duì)于生產(chǎn)加工和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要，是必不可少的一項(xiàng)性能指標(biāo)，本要求規(guī)定了表面貼裝元器件和插裝元器件的工藝性要求，以保證所選用的元器件具有良好的工藝性。 1.2 適用范圍： 作為單板工藝人員進(jìn)行單板工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定元器件工藝性的標(biāo)準(zhǔn)，和元器件認(rèn)證時(shí)保證元器件良好工藝性的依據(jù)。 本要求將隨工藝水平的提高而更新。 2. 引用和參考的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) EIA/IS-47 Contact Terminations Finish for Surface Mount Device J-STD-001B Requirements for Soldered Electrical

2、 and Electronic Assemblies IEC68-2-69 Solderability testing of electronic conponents for surface mounting technology by the wetting balance methods EIA-481-A 表面安裝器件卷帶盤(pán)式包裝 IEC286 表面安裝器件卷帶盤(pán)式包裝 IPC-SM-786AProcedures for Characterizing and Handling of Moisture/Reflow Sensitive Plastic ICs J-STD-020 Mois

3、ture/Reflow Sensitivity Classification of Plastic Surface Mount Devices IPC-SC-60* Post Solder Solvent Cleaning Handbook IPC-AC-62A Post Solder Aqueous Cleaning Handbook IPC-CH-65 Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies IPC-7711 Rework of Electronic Assemblies(Replaces IPC-R-700) IP

4、C-7721 Repair and Modification of Printed Boards and Electronic Assemblies(Replaces IPC-R-700) IPC-SM-780 Guidelines for Component Packaging and Interconnection with Emphasis on Surface Mounting J-STD-004 Requirememt for Soldering Flux 3. 術(shù)語(yǔ) 無(wú) 4. 要求 4.1 元器件管腳表面涂層要求（表面貼裝與插裝元器件的要求相同） 41.1 錫鉛合金表面涂層和鍍金涂

5、層（必須有鎳阻擋層）為常用的元器件引腳表面處理方式，優(yōu)選。表一列舉了常見(jiàn)的引腳涂層及厚度要求。4.1.2 引腳表面涂層為銀的元器件禁止選用。在必須選用的情況下，應(yīng)要求供應(yīng)商改變引腳表面處理方法，可以改為錫鉛合金或鍍金。4.1.3 引腳表面為純錫涂層的元器件為非優(yōu)選器件。4.1.4 涂層制作工藝主要有浸漬和電鍍兩種方法，兩種方法都是可選的，有些電鍍涂層在電鍍后還要進(jìn)行回流（或叫熔合），目的是把電鍍形成的錫鉛顆粒熔成焊料合金，提供一層致密的涂層，并消除孔隙。表二列舉了各種表面涂層及其制作工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。4.1.5 對(duì)于片式電阻器和陶瓷電阻器，由于通常采用貴金屬電極以接觸元器件起作用的部分，為防止焊接

6、時(shí)貴金屬擴(kuò)散，在電極和焊接表面之間采用阻擋層加以保護(hù)，阻擋層通常選用鎳，有時(shí)也用銅。 4.1.6 我公司目前使用的是ORL0助焊劑，元器件引腳金屬成分和可焊鍍層金屬成分要與之相匹配，表三列舉了常見(jiàn)金屬的可焊性。 表一、常見(jiàn)的涂層要求： 涂層成分要求厚度(單位:um)備注SnPb（底層為Ni)12-30um(Ni層2-6um) Pd(底層為Ni)0.1-0.5um(Ni層2-6um) Pd(底層為Cu) Au(底層為Ni)小于1um (Ni層2-6um) Ag大于7um不推薦使用, 如必須選用, 必須采用真空包裝，要使用含銀焊料。AgPd, AgPt大于7

7、um貼片電阻,電容不許選用注：元器件管腳表面可焊鍍層成分必須由供應(yīng)商給出。 表二、各種表面涂層的優(yōu)缺點(diǎn)比較： 要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注錫鉛合金涂層· 提供與焊料兼容的金相  · 接近共熔點(diǎn)的合金兼容性最好 焊料人工浸漬涂層· 貯存壽命長(zhǎng) · 共熔合金涂敷 · 昂貴 · 難于控制表面集合幾何形狀 · 電鍍涂層· 較好地控制表面幾何形狀 · 比浸漬成本低 · 錫鉛比例對(duì)電鍍參數(shù)敏感 · 易受氧化 · 細(xì)顆粒電鍍可焊性比粗顆粒的長(zhǎng)    &

8、#160;電鍍涂層回流· 錫鉛合金電鍍 · 氣孔率降低 · 為基底金屬的可焊性提供反饋 · 成本增加 · 控制表面幾何形狀的能力減弱 · 關(guān)于這種工藝的意見(jiàn)分歧較大 貴金屬上的阻擋層· 提高了浸析阻力 · 成本增加  表三、常見(jiàn)金屬的可焊性（僅供參考） 可焊性遞降的順序助焊劑類(lèi)型金屬AL0金錫/鉛合金錫BL1銅銀銅+2%鐵銀/鈀金/鉑4.2 可焊性要求 4.2.1 可焊性試驗(yàn)有很多種方法，各種試驗(yàn)的目的和優(yōu)缺點(diǎn)有所不同（見(jiàn)表四）。如果供應(yīng)商或器件資料上不能很好地說(shuō)明可焊性測(cè)試過(guò)程和結(jié)果及依照的標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)

9、為該供應(yīng)商不能很好地保證可焊性，或者考慮按照公司現(xiàn)有的規(guī)范對(duì)其樣品進(jìn)行可焊性測(cè)試。 4.2.2 不論供應(yīng)商采用哪一種試驗(yàn)方法，最終插件的可焊性需要滿(mǎn)足我公司插裝元器件引線(xiàn)可焊性檢測(cè)規(guī)范中的要求，表面貼裝元器件的可焊性可以與供應(yīng)商按照下面的2種方法之一做定性/定量的測(cè)試。 表四、可焊性試驗(yàn)的幾種方法比較 試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注浸漬試驗(yàn)可做迅速而廉價(jià)的可焊性定性測(cè)試有比較大的主觀(guān)性  浸潤(rùn)平衡試驗(yàn)可以給出定量測(cè)量結(jié)果試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高 4.3 元器件包裝及存儲(chǔ)期限的要求。 4.3.1 為了保持元器件的可靠性和可焊性，避免在運(yùn)輸和貯存過(guò)程造成的不良影響，表五對(duì)包裝的防潮性能作了

10、要求，插裝元器件與表面貼裝元器件的要求相同，由焊端表面涂層和封裝形式來(lái)確定應(yīng)該選擇的包裝形式，此要求為最低要求。 4.3.2 元器件運(yùn)輸、存儲(chǔ)時(shí)的環(huán)境條件會(huì)對(duì)可焊性造成影響，要求如表六，表面貼裝與插裝元器件的要求相同。 4.3.3 表面貼裝的元器件優(yōu)先選用卷帶（Tape/reel）包裝?？紤]到貼片效率，盡量不選用托盤(pán)裝和管狀包裝。 4.3.4 卷帶前部無(wú)元器件部分長(zhǎng)度至少為450mm，尾部無(wú)元器件部分長(zhǎng)度至少為40mm，方便貼片機(jī)裝料。 4.3.5 需要在貼片前加載軟件的器件，采用托盤(pán)或管式包裝。 4.3.6 托盤(pán)尺寸必須滿(mǎn)足現(xiàn)有設(shè)備處理能力要求，最大的托盤(pán)尺寸：300mm X 200mm。

11、4.3.7 盤(pán)裝零件料盤(pán)應(yīng)有一切角，用以辨別裝料方向。 4.3.8 插件元器件優(yōu)先選用卷帶包裝。 盡量不要選用散裝包裝。 4.3.9 潮濕敏感器件的包裝（卷帶、托盤(pán)或管式）需要滿(mǎn)足烘干要求：125，24小時(shí)或 45、RH5%條件下烘烤192小時(shí)以上。 表五、包裝的防潮性能要求 器件類(lèi)型焊端表面涂層包裝要求電阻、電容、無(wú)引線(xiàn)芯片載體SnPb（底層為Ni)無(wú)特殊要求Au(底層為Ni)無(wú)特殊要求AgPd, AgPt無(wú)特殊要求Ag真空包裝, 干燥劑防潮LSI ICSnPb, Pd（底層為Ni)等無(wú)特殊要求ULSI, VLSI(塑料封裝)真空包裝, 干燥劑防潮MODULES(雙工器, 功率模塊, VCO

12、等)無(wú)特殊要求注：表中未列的器件依照其引腳涂層類(lèi)型，結(jié)合表五確定。 表六、運(yùn)輸存儲(chǔ)的環(huán)境要求 相對(duì)濕度15-70%溫度-5-40二氧化硫平均含量0.3mg/m3硫化氫平均含量0.1mg/m34.4 表面貼裝器件的共面度要求: 共面度定義：以零件的三個(gè)最低的引腳形成的平面為基準(zhǔn)面，其余的引腳與之比較而得到的最大偏差。 4.4.1 引腳間距（pitch）小于0.635mm的QFP、SOP，共面度要求小于0.10mm，其余共面度要求小于0.15mm（含SOJ、PLCC封裝的器件）。 4.4.2 引腳間距（pitch）小于1.0mm的uBGA/CSP，共面度要求小于0.10mm，其余BGA共面度要求小

13、于0.15mm。 4.4.3 引腳間距（pitch）小于0.5mm的表貼接插件，共面度要求小于0.05mm，其余表貼接插件共面度要求小于0.10mm。 4.4.4 LCCC封裝的底面及焊端的共面度要求小于0.10mm。 4.5 外型尺寸及重量要求 4.5.1 表面貼裝和插裝元器件資料中要有完整準(zhǔn)確的器件外型尺寸，所選器件的外型尺寸必須在我司設(shè)備加工能力范圍之中。見(jiàn)附表十二的設(shè)備能力。 4.5.2 0.4mm 引腳中心距（PITCH）以下的（不含0.4mm）細(xì)間距表面貼裝IC禁止選用。 4.5.3 BGA及0.8mm 引腳中心距以下的的uBGA/CSP可以選用，但是需要注意印制板的加工能力。 4

14、.5.4 0.8mm PITCH以下的（不含0.8mm）的表面貼裝接插件禁止選用。 4.5.5 封裝尺寸在0402以下的（不含0402）的片式器件禁止選用。 4.5.6 重量及其他要求參照附表十二的設(shè)備能力。 4.6 潮濕敏感器件要求 4.6.1 器件資料中要明確指出器件的潮濕敏感等級(jí)，分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表七，以便確定器件的防潮措施，一般而言，所有的塑封表面貼 裝IC（如SOJ、SOIC、PLCC、PQFP、TQFP、PBGA、TQFP、TSOP等）都是潮濕敏感器件。 4.6.2 2級(jí)以上須采用防潮包裝袋真空包裝，包裝袋要防靜電，包裝袋內(nèi)必須使用干燥劑， 在包裝袋上注明該器件是潮濕敏感器件和潮濕敏感等

15、級(jí)、 警告標(biāo)簽和包裝袋本身密封日期的標(biāo)簽。見(jiàn)表八。 4.6.3 器件資料和包裝袋中要指明潮濕敏感器件的存儲(chǔ)條件要求和最長(zhǎng)存儲(chǔ)期限。 4.6.4 器件資料中要指明器件受潮后的處理方法及注意事項(xiàng)。 表七、SMD潮濕敏感器件潮濕敏感等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)： 潮濕敏感等級(jí) MOISTURE SENSITIVITY LEVEl拆封后存放條件及最大時(shí)間1無(wú)限制，85%RH（相對(duì)濕度）2一年，30/60%RH（相對(duì)濕度）3一周，30/60%RH（相對(duì)濕度）472小時(shí)，30/60%RH（相對(duì)濕度548小時(shí)，30/60%RH（相對(duì)濕度）624小時(shí)，30/60%RH（相對(duì)濕度）表八、SMD潮濕敏感器件包裝要求： 潮濕敏感等

16、級(jí)包裝袋 （Bag）干燥材料 （Desiccant）警告標(biāo)簽1無(wú)要求無(wú)要求無(wú)要求2-5MBB要求（含HIC）要求要求6特殊MBB（含HIC）特殊干燥材料要求說(shuō)明： MBB：Moisture Barrier Bag，即防潮包裝袋。 HIC：Humidity Indicator Card，即潮濕顯示卡，打開(kāi)真空防潮包裝袋，HIC將顯示袋內(nèi)潮濕程度(一般HIC上有三個(gè)圓點(diǎn)，分別代表相對(duì)濕度10、20、30，三圓點(diǎn)原色為藍(lán)色，當(dāng)某圓點(diǎn)由藍(lán)色變?yōu)榧t色時(shí)，則表明袋內(nèi)已達(dá)到或超過(guò)該圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相對(duì)濕度），若潮濕度顯示超過(guò)20%，表明生產(chǎn)前需要進(jìn)行烘烤。 警告標(biāo)簽：Warning Label，即防潮包裝袋外的含

17、MSIL（Moisture Sensitive Identification Label）符號(hào)、芯片的潮濕敏感等級(jí)（或含密封存儲(chǔ)條件和拆封后存放最長(zhǎng)時(shí)間及受潮后烘烤條件）和包裝袋本身密封日期的標(biāo)簽。 4.7 防靜電要求 4.7.1 靜電敏感器件的防靜電要求或靜電敏感等級(jí)（見(jiàn)表九）要明確，表十是 常見(jiàn)器件的靜電敏感電壓舉例，可供參考。 4.7.2 所有元器件須采用防靜電包裝，靜電敏感器件在包裝上必須有防靜電標(biāo)識(shí)， 靜電敏感器件注明該器件的靜電敏感等級(jí)或靜電敏感電壓。 4.7.3 防靜電要求過(guò)于嚴(yán)格的器件（靜電門(mén)限電壓在100V以下）需要考慮公司的現(xiàn)有防靜電水平，慎選。 表九、器件靜電敏感度的分級(jí)

18、： I級(jí)01999VII級(jí)2000V3999VIII級(jí)4000V15999V非敏感16000V以上表十、器件的靜電敏感度舉例（僅做參考）： 器件類(lèi)型實(shí)例靜電敏感度（單位：V）MOSFET3CO，3D0系列100200J FET3CT系列1401000GaAs FET 100300CMOSCO00，CD40002502000HMOS6800系列50500E/D MOSZ80系列2001000VMOS 301800PROM 100EPROM 100500SCHOTTKY DIODES 3002500SAW 150500OPAMP 

19、;1902500N-MOS 60500ECL電路E000系列3002500SCL（可控硅） 6801000ECL 5002000S-TTL54S，74S系列3002500DTL 7400，5400系列3807000石英及壓電晶體 10 0004.8 加工過(guò)程要求 4.8.1 元器件的組裝方式必須是回流焊、波峰焊或是其中一種。如果是其他方式（如手工焊接），焊接工具、焊接溫度、焊接時(shí)間、極限溫度等工藝參數(shù)需要確認(rèn)是否符合公司工藝能力要求。 4.8.2 元器件允許的焊接溫度參數(shù)與我司現(xiàn)有的加工工藝要求一致。 4.8.2.1 回流焊最高溫度：250+/-5 ，時(shí)

20、間：10S。 4.8.2.2 表面貼裝元器件過(guò)波峰焊最高溫度：250 +/-5 ，時(shí)間：10S。 4.8.2.3 插裝元器件過(guò)波峰焊最高溫度：200 +/-5 ，時(shí)間：5秒。 4.8.2.4 回流焊預(yù)熱溫度：140-160。時(shí)間：60-90秒。 4.8.2.5 波峰焊預(yù)熱溫度： 140-160。時(shí)間：60-90秒。 4.8.2.6 回流焊升溫與降溫速率：3-5/秒 4.8.3 滿(mǎn)足公司老化溫度要求：45-55，時(shí)間：72小時(shí)。 4.8.4 滿(mǎn)足烘干溫度要求：130，24小時(shí)。 4.8.5 特殊封裝的器件（如LCCC）需要指明對(duì)焊膏印刷的厚度要求。 4.8.6 如果選用穿孔回流焊工藝，插裝元器件

21、需要滿(mǎn)足回流焊溫度要求。 4.8.7 如果對(duì)焊料有特殊要求，需要指出推薦使用的焊料種類(lèi)。 4.9 需要提供推薦的PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)尺寸，插裝元件需要提供推薦的引腳成型尺寸或者安裝方式說(shuō)明。 4.10 表面貼裝器件封裝 4.10.1 器件資料中應(yīng)說(shuō)明基體材料，以便全面地了解器件的工藝性，常見(jiàn)的用于IC器件封裝的基體材料見(jiàn)表十一。 表十一、用于IC器件封裝的材料舉例 氧化鋁陶瓷燒成溫度1620 1670高溫真空封接玻璃封接溫度為880 950 低熔封接玻璃封接溫度為430 460 熱固性模塑料（塑料材料有以高分子化合物合成樹(shù)脂為基體的改性環(huán)氧）塑模固化溫度約為170 190 。氧化鈹陶瓷 氮

22、化鋁陶瓷 碳化硅陶瓷 4.10.2 元器件基體材料的CTE不應(yīng)與所用PCB基材的CTE相差太大。通常選用的FR-4 板材XY向的CTE是1216PPM/。 4.10.3 器件資料中應(yīng)說(shuō)明引線(xiàn)及引線(xiàn)框架材料，以便全面地了解器件的工藝性。用于制作引線(xiàn)框架和相關(guān)零件的金屬材料主要有（不限于）可伐合金、鐵鎳合金、銅鐵合金等， 4.10.5 器件資料中應(yīng)說(shuō)明外引線(xiàn)涂層及涂層制作工藝。 4.10.6 封裝遵循的標(biāo)準(zhǔn)不同，元器件的封裝尺寸可能會(huì)有所不同，常用的關(guān)于封裝的幾個(gè)世界標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)有EIA、JEDEC、IPC、MIL-STD（美國(guó)），IECQ（歐洲），EIAJ（日本），供應(yīng)商需提供元

23、器件封裝尺寸所遵循的標(biāo)準(zhǔn)，其中EIAJ多采用公制尺寸封裝，其余標(biāo)準(zhǔn)多采用英制尺寸封裝，選擇按EIAJ標(biāo)準(zhǔn)封裝的器件需要注意正確選取相應(yīng)的焊盤(pán)庫(kù)。 4.11 清洗要求 4.11.1 需要說(shuō)明器件是否能夠清洗。 如果可以清洗，須指明可以使用的清洗方法，對(duì)清洗劑和清洗工藝的要求。 4.11.3 需要說(shuō)明清洗后是否需要烘干和對(duì)烘干工藝的要求。 4.11.5 清洗劑與封裝體上的絲印在化學(xué)性能上兼容。 4.11.4 電子裝聯(lián)中常用的清洗方法有：噴淋，浸洗，超聲波清洗，手工清洗等。 4.12 返修要求 4.12.1 器件資料需包含器件能承受的最高焊接溫度，能承受的返修次數(shù)。 4.13 封裝一致性要求（針對(duì)一

24、個(gè)項(xiàng)目編碼有兩個(gè)供應(yīng)商的情況） 4.13.1 如果新器件需要與已有的器件共用一個(gè)項(xiàng)目編碼，新器件的安裝尺寸必須與原有的器件安裝尺寸（如：表貼元器件的焊盤(pán)設(shè)計(jì)）完全一致，其他參數(shù)如尺寸、形狀、高度、重量等需要與工藝人員共同確認(rèn)。 5、參考資料： 1. Handbook of Surface Mounting Technologyby Stephen W. Hinch 2. 集成電路封裝試驗(yàn)手冊(cè) 電子封裝技術(shù)叢書(shū)編委會(huì) 3. Surface mounting technologyby Rudolf Strauss 表十二、設(shè)備加工能力 參數(shù)機(jī)型80S2080F480F5CM82-MECM92P-M

25、T旋轉(zhuǎn)頭12吸嘴旋轉(zhuǎn)頭12吸嘴旋轉(zhuǎn)頭6吸嘴旋轉(zhuǎn)頭16吸嘴旋轉(zhuǎn)頭×IC CAMERA×55×55mm55×55mm×LASERFC CAMERA×20×20mm20×20mm××PCB最大尺寸50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mmPCB最大尺寸515×460×5mm515×460×5mm515×460×5mm330×250×3mm330×250×3mm元件最小尺寸（旋轉(zhuǎn)頭）0.5×0.5mm0.5×0.5mm0.5×0.5mm1.0×0.5mm×元件最大尺寸（旋轉(zhuǎn)頭）18.7&