SM生產(chǎn)流程講解2

SMT組裝流程介紹1.電路板組裝流程2.SMT&DIP元件規(guī)格3.SMT組裝及PCBA測(cè)試要求4.REFLOWProfile5.AOI光學(xué)檢查要求6.SMD作業(yè)不良實(shí)例探討Preparedby:AEE/DavyChen2002.10.03ComponentTypesPlasticBGAMicroBGA/CSPFlipChipCeramicBGASuperBGATabBGAPCBSMDDIP1-1.PCBA(電路板組裝,#1)—SingleReflow&DipProcessEX:M.B.ofDeskTop-PC1.電路板組裝流程PCBA(電路板組裝,#1)—SingleReflow&DipProcessEX:M.B.ofDeskTop-PC入庫(kù)錫膏印刷貼片機(jī)迴焊爐ICT手插件迴焊爐Touch-UpTest&PackPCBStencilSolderPasteSolderBarSMDComp.DIPComp.1-2.PCBA(電路板組裝,#2)—DoubleReflow&DipProcessEX:M.B.ofMobile-PCPCBSMDDIP入庫(kù)錫膏印刷(1)貼片機(jī)迴焊爐ICT手插件迴焊爐Touch-UpTest&PackPCBA(電路板組裝,#2)—DoubleReflow&DipProcessEX:M.B.ofMobile-PC錫膏印刷(2)貼片機(jī)迴焊爐PCBStencilSolderBarSolderPasteSMDComp.DIPComp.2.SMT&DIP元件規(guī)格2-1.IC元件外形簡(jiǎn)介(ICDevicesIntroduction):ThroughHolePackage方形晶片電阻晶片鉭質(zhì)電容積層陶瓷電容(MLCC)薄膜電容其他晶片電阻陶瓷電容晶片形陶瓷振盪器電阻(排組)晶片電容(排組)積層晶片(薄膜形)鋁電解電容晶片線圈繼電器其他陶瓷微調(diào)電容半固定可變電阻開(kāi)關(guān)石英振盪器測(cè)針連接器平板型圓型複合型異型(1)被動(dòng)元件2-3.SMD常用零件：2-2.SurfaceMountedPackageSOPQFLCCPLCCSOJP/C-BGAKBGA(BallGridArray)FlipChipL同軸超小型迷你功率超小(一個(gè)匣)SOP(MFP)腳距:1.27mm腳距:0.65mmVSOPQFP/VQFP腳距1mm0.8mm0.65mm0.5mmPLCC/SOJ腳距:1.27mm裸晶片COB多點(diǎn)銲晶片F(xiàn)FPTABLCC模型裸晶片型(2)半導(dǎo)體零件2-3.SMD常用零件：3.SMT組組裝及PCBA測(cè)試要要求3-1.SMTREFLOWPROCESS/流焊製造程序：

錫膏印刷(StencilPrinting)點(diǎn)膠(Dispensing)Optional置放(Placement)迴焊(Reflow)

3-2.鋼板(Stencil)種種類與比比較：鋼板種類製作時(shí)間製作成本板孔形狀孔壁Undercut上錫性雷射鋼板快較貴較粗糙較多較差化學(xué)鋼板慢較便宜

較光滑較少較佳3-3.SMT鋼鋼板:厚厚度及及開(kāi)孔尺尺寸設(shè)計(jì)計(jì)及使用用要領(lǐng)(1)開(kāi)孔尺寸寸:一般I.C鋼板板開(kāi)口要要比PCBpad小小10μm，如此此可避免因因錫膏偏離錫墊墊(Pad)0.2mm就會(huì)形成成錫球之之不良現(xiàn)現(xiàn)象。(2)理想鋼板板孔內(nèi)品品質(zhì)：★沒(méi)有有undercut:undercut在在印刷時(shí)時(shí)會(huì)阻抗抗錫膏前前進(jìn)，使使印下去去錫膏的形狀不不清晰，，同時(shí)亦亦減少錫錫膏量。?！锟妆诒谄交?。?！锴爸兄嗅釋拰挾认嗤?。(3)印刷錫膏膏厚度:每2小時(shí)時(shí)檢查1次(防防止厚度度不均，控制誤差在10%之內(nèi))。(4)鋼板清潔潔保養(yǎng):在每班/日使用用前清潔潔保養(yǎng)，，防止鋼鋼板污染染及塞孔及變變形問(wèn)題題(如以以IPA擦拭鋼鋼板，須等乾乾再印)。(5)鋼板工作作壽命:約印刷基基板8萬(wàn)萬(wàn)~10萬(wàn)片片。3-4.鋼板印刷刷的製程程參數(shù)有有：(以厚度0.15mm,208pinpitch0.5mm之鋼板板為例)★刮刀壓力力:愈小小愈好(0.05mpa)★印刷速度度:15~30mm/sec,愈愈細(xì)線路路要愈慢慢★印刷間隙隙/角度度:基板板與印刷刷底板間間距0.4~0.8mm★錫膏(SolderPaste)★溫度(Temperature):環(huán)境境溫度18~24℃,溼度40~50%RH★常見(jiàn)見(jiàn)印刷不不良情形形：(1)印印刷毛毛邊：刮刮刀壓力力太大之之結(jié)果。。(2)印印刷不不完整：：刮刀不不利之結(jié)結(jié)果?！锓胖糜∷⑺C(jī)臺(tái)之之錫膏量量，每次控控制最好好印10片，因因?yàn)殄a膏多，溶溶劑容易易揮發(fā),吸水及氧氧化，對(duì)對(duì)迴焊之之品質(zhì)不不好。印錫膏每每片之間間不要超超過(guò)10分鐘，，印刷之之後，不不要放置置超過(guò)1小小時(shí)。印刷10次就要要擦拭鋼鋼板1次次，可保保持下次次印錫膏之形形狀及量量。squeezesolderpastestencilpadPCBSTENCILLING3-5.錫膏種類類與特性性檢查：：(1)錫膏成份:(2)水洗製程程/免洗洗製程錫錫膏特性性比較:(3)錫膏特性性檢查項(xiàng)項(xiàng)目：FLUX成分含量,以及顆粒大小小與黏黏度檢查查。(4)錫膏管理理：需保存4~8℃冷藏下，，印刷錫錫膏過(guò)程程在18℃~24℃℃,40%~50%RH環(huán)境作業(yè)業(yè)最好，不可有有冷風(fēng)或或熱風(fēng)直直接對(duì)著著吹，溫度超過(guò)過(guò)26.6℃，，會(huì)影響響錫膏性性能。存貨儲(chǔ)儲(chǔ)存時(shí)間間不超過(guò)3個(gè)月月，錫膏膏使用前前攪拌1~3分鐘鐘。(5)良好錫膏膏之焊錫錫性對(duì)錫錫球要求求：★愈圓愈好好。(對(duì)錫球球滾動(dòng)較較有幫助助)★愈小愈均均勻愈好好。★氧化層愈愈薄愈好好。(所需要要之FLUX活活性就不不需太強(qiáng)強(qiáng))(6)錫膏使用用前的準(zhǔn)準(zhǔn)備：回溫。。在錫膏回回溫到室室溫前切切勿拆開(kāi)開(kāi)容器或或攪拌錫錫膏。一一般般回溫時(shí)時(shí)間約為為4~8小小時(shí)(以自然回回溫方式式)。如如未回溫溫完全即即使用，錫膏膏會(huì)冷凝凝空氣中中的水氣氣，造成成slump,spatter等問(wèn)題。。(7)錫膏使用用時(shí)間不不超過(guò)8小時(shí)，，回收,隔夜之之錫膏最最好不要要用。PadSolderParticlesPreheatingdrippingMeltedsolderFlowofsolderballsPrintingPreheatingMeltingTransformationofSolderPasteinReflow★若PCB吸水水率超過(guò)過(guò)0.3%，且且無(wú)烘乾乾，則會(huì)有有脫層(Delamination)之不良。。(正常常PCB吸水率率應(yīng)在0.1%以下)★PCB烘烘烤溫度度：(SMT前,PC板的的重烤溫度度，120℃,2hrs)，一一般PCB廠出出貨前PCB烘烘烤規(guī)格格:(a)步步驟：：25℃℃昇溫至至130℃℃(約40分鐘鐘)130℃並並以重物物熱壓烘烘烤2小時(shí)降溫25℃(約40分鐘後後取出)真真空熱縮縮袋包裝裝出貨(b)包包裝時(shí)亦亦可加放放乾燥劑劑。(選選擇性)★PCB上上BGA/QFPIC位置置設(shè)計(jì):應(yīng)避免免設(shè)計(jì)在在PCB對(duì)角線上。(7)SolderAlloyCurve:*PC板翹翹曲度:規(guī)格要要求及嚴(yán)嚴(yán)格進(jìn)料料檢查(可避免QFP/BGA空焊)?！颬CB翹翹曲規(guī)格格：不超過(guò)PCB對(duì)對(duì)角線長(zhǎng)長(zhǎng)度之0.7%(IPC-TM-650)。?！颬CB廠廠商針針對(duì)不平平或變形形的PCB，會(huì)集中收收集統(tǒng)一一熱壓平平後歸還還?！颬CB板板翹通常常與PCB製程程較無(wú)關(guān)關(guān)係，而與Layout與與密密度關(guān)係係較大，例如Pad(銅)與PCBEpoxy熱熱膨脹係係數(shù)不同同，受熱後後散熱速速度亦不同，若若Layout與密密度不平平均則易易造成PCB翹翹曲。CASEStudy:PC板翹翹曲度Temp.(C)Time(sec)About183CAbout130CPreheatZoneFor50~60sec,Slope=1.5~2C/secSoakZoneHoldat130Cto183CFor90~120sec,Slope=0.5C/secReflowZoneAbove183Cabout90to100sec.PeakTemperature22010C,10~20sec.ReflowProfilehastocalibrateconsideredfromallthedifferentfactorsin

solderpaste,componentdensity,motherboardlayout,materialproperties

and

conveyorspeed,etc..4.REFLOWProfile(AlloySn63Pb37):ForBGAchipset183Cto220C(2~3C/sec)CoolingZone220Cto100C(1~1.5C/sec).SMT迴迴焊條件件(1)預(yù)預(yù)烤區(qū)區(qū)(Preheat)&熔熔錫錫加熱區(qū)區(qū)(Soak):(a)作作用：：★避免免錫膏中中的助焊焊劑成份份急速軟軟化。★使助焊焊劑中揮揮發(fā)物(Solvent)完完全發(fā)發(fā)散?！锞徍驼郊訜釤釙r(shí)的熱熱衝擊。?！锎龠M(jìn)助助焊劑的的活化，，可清潔潔pad上以氧氧化物及及髒污。。(b)影影響：：★若預(yù)預(yù)烤(溫溫度、時(shí)時(shí)間)不不足，與與其正式式加熱之之間溫差差大，容易產(chǎn)生因流流移而引引起旁邊邊錫球產(chǎn)產(chǎn)生，以及因溫度分佈不均均所導(dǎo)致致的墓碑效應(yīng)應(yīng)(Tombeffectiveness)與燈蕊效應(yīng)應(yīng)(Lampwickeffectiveness)。★若預(yù)烤烤過(guò)度，，則將引起助焊劑成成份的老老化以及錫粉的氧化，進(jìn)而導(dǎo)導(dǎo)致微小小錫球或或未熔解解的情形形發(fā)生。。★若熔錫錫加熱區(qū)區(qū)溫度上上昇太急急速，溫溫度分佈佈將難以以均勻，容易發(fā)發(fā)生墓碑效應(yīng)應(yīng)與燈蕊效應(yīng)應(yīng)。4-1.REFLOW迴迴焊溫度度控制技技術(shù)說(shuō)明明：(2)迴迴焊區(qū)區(qū)(Reflow):影響：★迴焊區(qū)區(qū)若加熱熱溫度不不足，則則由於無(wú)無(wú)法確保保充足的的熔融焊錫與Pad的接接觸時(shí)間間，很難難獲得良良好的焊焊接狀態(tài)態(tài)，同時(shí)由於於熔融焊焊錫內(nèi)部部的助焊焊劑成份份和氣體體無(wú)法被被排出，因而而發(fā)生空空洞(Void)與與冷焊焊(Coldsoldering)?！镛捄竻^(qū)區(qū)的PeakTemp.溫度度太高或或183℃以上上時(shí)間拉拉的太長(zhǎng)，則該熔熔解的焊焊錫將被被再氧化化而導(dǎo)致致接合程程度減低等缺陷陷產(chǎn)生。。(3)冷冷卻區(qū)區(qū)(Cooling):影響：★焊接接部位的的冷卻不不可緩慢慢，否則則因元件件與基板板熱容量量有別，，將引引起起溫溫度度分分佈佈不不均均，，焊焊錫錫凝凝固固時(shí)時(shí)間間的的差差異異將將導(dǎo)導(dǎo)致致元元件件位位置置挪移移，，熱熱膨膨脹脹率率的的差差異異也也將將使使基基板板彎彎曲曲，，進(jìn)進(jìn)而而有有局局部部應(yīng)應(yīng)力力集集中，，使使該該部部位位的的接接合合度度的的減減低低。?！锶羧衾淅鋮s卻速速度度太太慢慢，，也也會(huì)會(huì)引引起起焊焊錫錫組組織織之之粗粗大大化化，，因因而而導(dǎo)導(dǎo)致致接接合溫溫度度的的減減低低。?！颩ainBoard:PCBTg=125℃,BGASubstrateTg=175℃℃4-2.REFLOW量測(cè)方法：

Thermocouplecanbeattachedtotopsurface,edgesubstrateand

middleballofBGApackage.

PADSolderBallMotherBoardThermocoupleMotherBoardPAD(1)PBGAthethermocoupleinstallationDrillpilotholedownthroughcenterofpadpriortoReflow.(diameterofhole:2to3mm)Putthermocoupleinthecenterofpad(2)ThermocoupleMeasurePosition(red)MotherBoard210℃~220℃205℃~210℃SolderBallTemperaturePCBSurface190℃~205℃4-3.REFLOW迴迴焊溫溫度度曲曲線線規(guī)規(guī)格格及及管管制制：：★須須依依各各機(jī)機(jī)種種產(chǎn)產(chǎn)品品PC板板大大小小及及零零件件密密度度考考量量。?！颯MT焊焊接接良良率率決決定定於於元件件可可焊焊性性(15%),迴焊焊爐爐(30%),PCB&Layout(15%),錫膏膏&印印刷刷(25%),鋼板板設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(15%)?！镒⒆⒁庖釷FP/BGAREFLOW溫溫度度需需求求之之差差異異。?！锒ǘㄆ谄谛孕訰EFLOW溫溫度度實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)及及持持續(xù)續(xù)檢檢討討焊焊點(diǎn)點(diǎn)不不良良率率。?！颋R-4PC板板表面面溫溫度度應(yīng)應(yīng)控控制制<216℃避免免PC板板高高溫溫產(chǎn)產(chǎn)生生彎彎翹翹，造成成零零件件腳腳空空焊焊。4-4.ConveyorSpeed/Angle設(shè)設(shè)定定條條件件值值,每每日日管制制。。5.AOI光學(xué)學(xué)檢檢查查要要求求:5.1AOI是是什什麼麼?AutomatedOpticallnspection自動(dòng)動(dòng)光光學(xué)學(xué)檢檢查查機(jī)機(jī)一一般般區(qū)區(qū)分分為為:CCDCAMERASCANCOLORCCDCAMERAB/WCCDCAMERALINESCANLASERSCAN5.2AOI可可以以做做什什麼麼?外外觀檢檢查–PCB製製造造業(yè)–電電子子加工工業(yè)–半半導(dǎo)導(dǎo)體產(chǎn)產(chǎn)業(yè)–汽汽車(chē)燈燈泡內(nèi)內(nèi)殼–零零組件件生產(chǎn)產(chǎn)–其其他5.3AOI應(yīng)用於於SMT迴迴焊後後－缺缺陷檢檢查缺件：：不因因基板板式樣樣而受受影響響偏移：：不因因基板板式樣樣而受受影響響極反：：有兩兩極記記號(hào)的的元件件墓碑效效應(yīng)電極破破裂反白：：頂端端和底底部有有差異異的元元件錯(cuò)件：：有可可辨認(rèn)認(rèn)字元元的元元件錫少：：其範(fàn)範(fàn)圍是是可程程控的的引腳浮浮起：：其範(fàn)範(fàn)圍是是可程程式控控制的的錫橋：：可檢檢視細(xì)小的的橋接接空焊:?????錫量過(guò)過(guò)多：：其範(fàn)範(fàn)圍是是可程程式控控制的的Case1:QFPlead&leadorBGA錫錫球球與錫錫球間間短路路:原因?qū)Σ?.錫錫膏膏量太太多(≧≧1mg/mm)★使用用較薄薄的鋼鋼板(150μm)★開(kāi)孔孔縮小小(85%pad)2.印印刷刷不精精確★將鋼鋼板調(diào)調(diào)準(zhǔn)一一些3.錫錫膏膏塌陷陷★修正正ReflowProfile曲曲線線4.刮刮刀刀壓力力太高高★降低低刮刀刀壓力力5.鋼鋼板板和電電路板板間隙隙太大大★使用用較薄薄的防防焊膜膜6.焊焊墊墊設(shè)計(jì)計(jì)不當(dāng)當(dāng)★同樣樣的線線路和和間距距6.SMD作業(yè)業(yè)不良良實(shí)例例探討討Case2:有有腳的的SMD零零件件空焊焊:原因?qū)Σ?.零零件件腳或或錫球球不平平★檢查查零件件腳或或錫球球之平平面度度2.錫錫膏膏量太太少★增加加鋼板板厚度度和使使用較較小的的開(kāi)孔孔3.燈燈蕊蕊效應(yīng)應(yīng)★錫膏膏先經(jīng)經(jīng)烘烤烤作業(yè)業(yè)4.零零件件腳不不吃錫錫★零件件必需需符合合吃錫錫之需需求Case3:無(wú)無(wú)腳的的SMD零零件件空焊焊:原因?qū)Σ?.銲銲墊墊設(shè)計(jì)計(jì)不當(dāng)當(dāng)★將錫錫墊以以防焊焊膜分分隔開(kāi)開(kāi)，尺尺寸適適切2.兩兩端端受熱熱不均均★同零零件的的錫墊墊尺寸寸都要要相同同3.錫錫膏膏量太太少★增加加錫膏膏量4.零零件件吃錫錫性不不佳★零件件必需需符合合吃錫錫之需需求Case4:SMD零零件浮浮動(dòng)(漂移移):原因?qū)Σ?.零零件件兩端端受熱熱不均均★錫墊墊分隔隔2.零零件件一端端吃錫錫性不不佳★使用用吃錫錫性較較佳的的零件件3.Reflow方方式★在Reflow前前先先預(yù)熱熱到170℃Case5:墓墓碑(Tombstone)效應(yīng):原因?qū)Σ?.銲墊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)當(dāng)★銲墊設(shè)計(jì)計(jì)最佳化2.零件件兩端吃錫錫性不同★較佳的零零件吃錫性性3.零件件兩端受熱熱不均★減緩溫度度曲線升溫溫速率4.溫度度曲線加熱熱太