SMT制程标准化.ppt

SMT制程標准化 1 電子行業發展與趨勢 汽車用電子設備 電腦 周邊設備 消費電子產品 電腦 通信設備 網絡技朮 精量技朮 光電技朮 液晶顯示技朮 納米電子時代 電子行業發展與趨勢 短 薄 輕 小 高技朮含量 2 SMT制造業發展與趨勢 SMT有鉛制程 SMT無鉛制程 WEEE指令全面實施 ROHS指令全面實施 全球綠色制造 SMT制造業發展與趨勢 全球綠色制造 铅 汞 镉 六价铬 多溴联苯 PBB 多溴二苯醚 PBDE 及其他有毒有害物质的含量將被雙規 3 SMT設備的認識 4 常見電子元件的認識 BGA PLCC QFP SOP SOT Smalloutlinetransistor R RN LED TR R D C C 5 貼片技術組裝流程圖SurfaceMountingTechnologyProcessFlowChart 發料PartsIssue 基板烘烤BareBoardBaking 錫膏印刷SolderPastePrinting 泛用機貼片MultiFunctionMounting 迴焊前目檢VisualInsp b fReflow 迴流焊ReflowSoldering 修理Rework Repair 爐后比對目檢 ICT FT測試 品檢 修理Rework Repair 點固定膠GlueDispnsing 高速機貼片Hi SpeedMounting 修理Rework Repair 供板PCBLoading 印刷目檢VI afterprinting 插件M I A I 波峰焊WaveSoldering 裝配 目檢Assembly VI 入庫Stock 6 SMT元件常見不良圖示 反白 空焊 短路 錫珠 多錫 偏位 立碑 少件 PAD脫落 多錫 空焊 錫渣 7 制程的主要內容 8 SMT制程標准化 9 錫膏 鋼網 印刷 錫膏管制 9 1錫膏 9 1錫膏 a 錫膏的基本成份配合合成比例表 9 錫膏 鋼網 印刷 b 錫膏的選用原則 客戶指定 錫膏的合金成分及比例 錫膏的錫粉顆粒大小 Type2 用於標準的SMT 間距為50mil 1 25mm 當間距小於30mil 0 75mm 時 必須用3型 Type3 用於小間距 30mil 15mil 即 0 75mm 0 38mm 在間距為15mil或更小時 必須使用 Type4 精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏 間距800KCPS 備註 1mil 0 0254mm 9 2 選擇助焊劑的要素 A 化學活性 除去母材和焊料表面的氧化膜 B 對母材來講 助焊劑的浸潤性和流動性要好 C 良好的覆蓋性 在焊接過程中防止母材被氧化 D 良好的穩定性 在焊接溫度時保持活性 E 電化學的活性 對不鏽鋼和鋁而言 F 其殘渣易去除 G 助焊劑反應迅速 用于高頻焊接 H 電絕緣性好 I 對人體和設備無害 并且經濟 9 錫膏 鋼網 印刷 A 保存 需保存4 10 冷藏下 會影響錫膏性能 儲存時間不超過6個月 B 回溫 在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容器或攪拌錫膏 一般回溫時間約為4 8小時 以自然回溫方式 如未回溫完全即使用 錫膏會冷凝空氣中的水氣 C 使用 時間不超過8小時 回收 隔夜之錫膏最好不要用 印刷錫膏過程在23 28 40 70 RH環境作業最好 不可有冷風或熱風直接對著吹 錫膏使用前攪拌約2 5分鐘 9 3 錫膏管理 9 4 錫膏的檢驗內容 1 BondingTest2 Solder jointQuality3 焊點外觀檢驗4 殘留物檢驗5 BGA焊點SIZE檢驗6 合金及不純物檢驗7 銅鏡試驗8 鉻酸銀試紙試驗9 氟含量試驗 10 銅片腐蝕試驗11 表面絕緣阻抗12 錫粉粒徑13 錫粉顆粒形狀14 金屬含量試驗15 粘度檢驗16 錫球試驗17 錫膏粘力試驗 9 錫膏 鋼網 印刷 9 5 鋼板 Stencil 9 錫膏 鋼網 印刷 1 化学蚀刻模板 2 激光模板 3 电铸模板 9 錫膏 鋼網 印刷 2 3 3 印刷參數2 3 3 1 印刷速度2 3 3 2 印刷角度2 3 3 3 印刷壓力2 3 3 4 脫模速度2 3 3 5 清洗方式2 3 4 印刷機調整2 3 5 CPK2 3 5 1 印刷精度2 3 5 2 印刷高度 9 6 印刷 10 貼片 1 零件的選取正确2 FEEDER的選取正确3 零件貼裝位置正确並准确4 貼裝路徑的优化5 貼裝程式的重要參數6 PCB貼裝中的支撐7 機臺保養的意義8 常見貼裝不良的分析及改善方向9 貼裝CPK 2 零件著裝的基本要點 1 程序的制作 1 PCBdata2 PARTdata NOZZLEdata FEEDERdata3 MARKdata4 MOUNTdata BLOCKdata5 CHECK IMPORTandEXPORT6 DOWNLOAD TEACHER 11 設置爐溫曲線 理论上理想的曲线由預熱 恆溫 回流和冷卻四个溫區组成 前面三个溫區加热 最后一个溫區冷却 1 預熱區 该区域的目的是把室温的PCB尽快加热 用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度 在这个区 产品的温度以不超过每秒2 5 C速度连续上升 温度升得太快会产生热冲击 电路板和元件都可能受损 如陶瓷电容的细微裂纹 而温度上升太慢 锡膏会感温过度 溶剂挥发不充分 没有足够的时间使PCB达到活性温度 炉的预热区一般占整个加热通道长度的25 33 上升速率设定为1 3 S 典型的升温速率为2 S 11 設置爐溫曲線 2 恆溫區 指温度从130 一160 升至焊膏熔点的区域 也叫活性區 有两个功用 第一 将PCB在相当稳定的温度下感温 允许不同质量的元件在温度上同质 减少它们的相当温差 第二 保証助焊剂活性化 挥发性的物质从锡膏中充分挥发 一般普遍的活性温度范围是120 150 C 如果活性区的温度设定太高 助焊剂没有足够的时间活性化 温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率 这个区一般占加热通道的33 50 3 回流區 該区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度 在这一区域里加热器的温度设置得最高 使组件的温度快速上升至峰值温度 峰值温度视所用焊膏的不同而不同 一般推荐为焊膏的溶点温度加20 40 对于熔点为183 的63Sn 37Pb焊膏和熔点为179 的Sn62 Pb36 Ag2焊膏 峰值温度一般为205 230 再流时间不要过长 以防对PABA造成不良影响 理想的温度曲线是超过焊锡熔点的 尖端区 覆盖的面积最小 4 冷卻區 冷卻區焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面 应该用尽可能快的速度来进行冷却 这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度 缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中 从而产生灰暗毛糙的焊点 在极湍的情形下 它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力 冷却段降温速率一般为3 10 S 冷却至75 即可 1 無鉛爐溫設置標准 11 設置爐溫曲線 11 設置爐溫曲線 2 無鉛爐溫設置標准 11 設置爐溫曲線 3 無鉛爐溫設置標准 12 SMT制程標准化方法 SMT制程標准化DOE 12 SMT制程標准化方法 SMT制程標准化分析方法 END 波峰焊接最佳參數 DOE試驗設計 實驗設計對象目標和架構 材料選擇 實驗layout 田口實驗設計 samplesize 田口實驗分析方法 實驗結果 DOE實驗設計 實驗對象無鉛物料及工藝的導入帶來諸多的品質缺陷 其中波峰焊接過程的控制是其中最重要的一個環節 尋找波峰焊接的最佳參數 為將來的調整提供依據 驗証最佳參數的合理化盡可能使用少的時間和試驗次數 以及試驗樣本 尋找到最佳合理化參數 本文重點介紹 田口試驗方法 基于實驗要求我們可分為三大部分展開1 優化波峰爐參數 利用田口試驗方法優化參數 減少試驗樣本2 產品品質驗証利用可靠性驗証參數設置效果3 參數效果確認參數設置后其效果參數規定在一定相隔時間內取得 且必須確認波峰爐狀態已在設置參數范圍內 實驗設計 實驗架構 實驗設計 試驗材料 焊錫鈀 name 產品名 name 助焊劑名 name 設備名 name 樣本樣本數量試驗layout 波峰爐參數 田口方法分析 參數優化 part1 試驗樣本 可靠性測試 產品質量驗証 Part2 參數驗証 part3 噪音因素 冷卻斜率 控制因素 1 預熱溫度2 鏈速3 錫溫4 助焊劑量 試驗種類 切片 產能拉力 試驗材料 材料選擇錫巴 ShenMaoSn96 43Ag3 0Cu0 5Ni0 06Ge0 01FluxSelection EuroNL6836Products A產品Equipment SELL 450 CTV 實驗設計 實驗設計 樣本在試驗前必須先確認兩事項 樣本數量和設計layout 樣本數量 part1 根據田口試驗方向 我們先確定樣本的數量 part2 比對參數設置更改后的效果 基于90 信賴性和90 可靠度 我們計算n 22對每組試樣數 Rc 1 C 1 nC 信賴性等級 Rc 在信賴性C的可靠度N 樣本數 實驗設計 樣板layout 切片 拉力 不良率 DPPM 參數收集 實驗設計 實驗設計 參數設計影響產品品質結果的因素很多 但為了限制實驗次數 特選擇影響波峰爐變動較大的几個可變因素及參數來控制產品不良結果 實驗設計 結果驗証不同的調校參數 將得到不同的質量特性及不同的品質結果 我們將列入最能反映調校不同參數而帶來的品質結果 以作為實驗分析手段的一種具體方法 表2 結果驗証 實驗設計 實驗設計 噪音因子 我們盡可能最大程度來適應噪音因子的自然狀態來進行實驗 如果噪音因子直接影響反應結果或過程 采取以下辦法 1 盡可能合并到實驗中 2 盡可能使噪音因子保持在一定水平上 3 在進行實驗時 盡量排配消弱噪音影響因素 我們用下表對噪音因子進行限制 保証實驗順利進行 通過田口實驗分析方法尋找最佳參數 限制實驗范圍 直角表如 L9 34 是田口分析方法的點型運用 分別介紹如下 計算公式如下 普通型 N B 公式 S N 10log 1 n Sm Ve Ve S 10Log 1 n Sm Ve St Yi 2 ft n Sm Yi 2 n fm 1 Se St Sm fe n 1 Ve Se fe望小型 S B 公式 S N 10log