制程应用技术

1、1 制程應用技朮 講師： 吳博仁 presented by: me dept date: 01/06/2004 page: 47 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt設計品質設計品質 smt 品質 *件之選擇 *件之種與分布 *產品制程 / 制造方式之選擇 *pcb layout(smd pad)准則 -回焊制程smd pad上得有導通孔 -標准smd pad library之建 -改善制造性之設計及導入時機 *smd件承認制之建與執 *smd代用件承認制之建與執 *smt制程 / 制造單位之與產品設計及與時機 *設計人員與制程 / 制造人員之溝通與回饋

2、 *產品設計變之確認 *使用特殊制程時產品設計之配合 -免洗制程 -涌錫之焊接方式(雙面smd加傳統件) *配合設備需求 / 限制之設計 2 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt材材品質品質 smt 品質 *smd進檢驗項目及標准之建(smt制造部份) -件 *件焊錫性 *外形尺寸及厚 *封裝 *極性或方向之一致性 *接腳平整(接腳件) *干燥包裝(ic) *件盛裝盤之耐溫(盤式包裝) -pcb *pcb焊錫性及噴錫厚，平整 *防焊漆之覆蓋與厚 *精確(組合式設計) *pcb壓合(lamination)品質 *pcb干燥(保存期限) *pcb彎曲 3 c

3、haintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt材材品質品質 smt 品質 *件之標示 -廠商之標示 -廠內之管 *smd材之儲存 -溫濕之控制 -檢驗后干燥包裝(ic 件) *smd件之處 -取用之工具 -靜電防護 -人體之接觸 -散裝件之管 -機器拋之使用 -材之管 -無標示件之使用與管 -件之重使用 4 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt制程品質制程品質 smt 品質 *程圖 *錫膏印刷制程 -錫膏印刷鋼板之制作品質 *厚 *開口尺寸 *割品質 *張 -制程之設定標准 -機器操作標准作業指導 -錫膏印刷品質檢驗標准及記

4、-錫膏使用標准作業指導 *點膠 / 印膠制程 -膠之使用標准作業指導 -機器操作標准作業指導 -制程之設定標准 -品質檢驗標准 5 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt制程品質制程品質 smt 品質 *件放置制程 -機器操作標准作業指導 -件對照表 *件變記 *所使用之設備及程式 *號 *放置順序 *件規格 *件包裝方式(帶式，盤式) *架之型式 *同設備之專用架 *件在機器上之位置 *件在pcb上之位置 *件之極性，方向或標示 *件放置 -機器之操作軟體 6 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt制程品質制程品質

5、smt 品質 *回焊前檢驗制程 -檢驗標准作業指導及檢驗標准 *錫膏短 *錫膏足 *錫膏印刷偏移 *件浮貼 *件腳高翹 / 偏移 *件偏移 *缺件，錯件，極性 錯及方向反 *人工修正之方式及標准 -附加制程標准作業指導 *手放smd及傳統件 *特殊加工 -使用工具 -對照樣品 7 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt制造制造 品質 smt 品質 *人員訓 -材 / 件認(規格，方向，外形，接腳平整) -換/補之技巧(feeder之使用) -作業指導書之認知與執 -錫膏印刷品質之認 -件放置品質之認(偏移，方向，極性) -reflow前總檢 *件放置准確

6、*件放置深(壓) *錫膏短 *缺件 / 錯件 *件規格(大型件) *極性 / 方向 -reflow 后檢驗 *短 / 掉件 / 墓碑效應 / 偏移 8 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt制造制造 品質 smt 品質 *制程管 -錫膏印刷品之處 -待機(錫膏印刷機)時間之控制 -錫膏印刷鋼板之管 -錫膏使用管 -件 / 材管 -環境保持 -機器 / 設備之管 -因素之反應與確認 -非正常操作之管制 *品質記與檢討 -錫膏印刷 -件使用 -reflow 前后品質 -pqc / oqa / rma 報表 9 chaintech confidential 制

7、程 應 用 技 朮 產品可靠 smt 品質 *smd 焊接完成后之偏移 smd 在 pcb 上完成焊接后就其焊接強而言，最高可容許50%之 偏移 (在造成其它相關如短，插件干涉.等條件下) *對 smd 件之檢驗(尤其是 qfp 件)時，得將件表面之屬 刮以免造成潛在短之問題 *在所有可能接觸到 smt 材，成品，半成品之區域及人員皆必須進 esd 防護 *reflow 傳統件時必須確保件本體內部受高溫傷害 (如石英晶體) *多片式生產 pcb 進分時，必須確保件受損傷(如折板時 件破)或協調設計單位進修改設計 *pcb 上附著之錫球必須為附有助焊劑之態，且造成短及其它 之因素 10 chai

8、ntech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 回 焊 (reflow) 回焊曲線之修正 *最高溫之設定與加溫時間 *熔錫時間(曲線角)之調整 *預熱及聚熱時間(曲線角)之調整 回焊前檢驗重點 *錫膏短 *錫膏足 *件偏移 *件放置深(壓) *件腳平整 *缺件 * ic (含qfp,bga) 件之正確性 11 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 回 焊 (reflow) 產品回焊后常之及其原因(與制程相關之因素) *短 -錫膏印刷過多(錫膏殘于鋼板表面) -錫膏印刷后錫膏短 -錫膏印刷偏移 -鋼板設計 / 制作(開口過大) -鋼板

9、底部潔 -件放置偏移 -件放置深過深(壓過大) *空焊 -錫膏印刷足 -印刷后錫膏殘于鋼板表面 -鋼板設計 *開口太小 *割面平整足 *開口比對 12 chaintech confidential 13 制 程 應 用 技 朮 smt 回 焊 (reflow) 產品回焊后常之及其原因(與制程相關之因素) *空焊 -件放置深足(壓太低) -件偏移 *件焊接后剝 -錫膏印刷足 -reflow 溫 / 速設定錯誤 *件回焊時脫 -制程選擇錯誤(pcb 回焊之順序) -回焊軌道寬過窄 -回焊軌道運轉穩定 *錫球 -錫膏(氧化) -錫膏殘于鋼板底部 -錫膏印刷過多 *墓碑效應 墓碑效應之發生大多與產品設

10、計(smd pad尺寸)及件本身焊錫性有關 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 目視檢查，t/u 與 rework 高密件焊接品質之判斷 *空焊之判斷 -焊接形 -焊錫 -件腳高翹 -焊點 -未焊接(假焊) -強足 *短之判斷 -一般短 -焊墊內部短 -細微短 -件接腳短 -hair line short(錫焊接制程) 14 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 目視檢查，t/u 與 rework t/u 與 rework 工具之選擇 *rework station -熱風式 - ir 式 *鐵 -功(瓦特) *大功：拖錫式使用

11、 *小功：單點焊接式使用 -鐵頭尺寸 *大尺寸：拖錫式使用 *小尺寸：單點焊接式使用 -特殊鐵頭 * solder pool *吸錫線 / 槍 *真空吸盤 *鑷子 15 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 目視檢查，t/u 與 rework t/u 與 rework 材之選擇 *焊錫絲 -大尺寸：拖錫式使用 -小尺寸：單點焊接式使用 *助焊劑：免洗式 t/u 與 rework 人員訓 *rework station 之操作 -溫之設定 -加溫時間 -件之隔 *鐵之使用 -單點焊接之技巧與熟 -多點焊之技巧與熟 * pad 表面之處 *線之修補 *件之整修 ch

12、aintech confidential 16 17 制 程 應 用 技 朮 *設計之配合設計之配合 免洗波焊技朮 -盜錫塊 / 導錫塊之應用設計(dimmy pad) -墊高件之設計 -錫專用之焊墊設計(smd) -件排方向之改變 -絕緣漆及文字漆覆蓋方式之運用 -線之間隔 -適縮小件孔尺寸 -使用圓形或橢圓形件孔 -pcb 散熱孔使用小尺寸但增加方式，改善溢錫問題 -加大焊點面積 -件腳彎腳導向設計之配合 -pcb 改用硬較低之材質(單面板) -大面積吃錫之間隔 -焊點間之間隔 -件間之間隔 -pcb break away 之設計及整體強之考 chaintech confidential

13、18 制 程 應 用 技 朮 *材材之配合之配合 免洗波焊技朮 -加強 pcb 之沖壓(單面 pcb ) *改善 pcb 沖壓孔之(銅鉑面)規則性 *減少銅鉑割后之延伸長 -加強 pcb 防氧化劑附著品質(單面板) -增加噴錫厚及噴錫表面之清潔(減少氧化，雜質之殘等) -改變件(電解電容)封裝材設計，或調整插件方式 -改善 pcb 鑽孔品質(粗糙)及電鍍品質(厚)(雙面板) -改善 pcb 之清潔(沖壓殘物之清除)(單面板) -低 pcb 潮濕(可用烘烤方式) -加強 pcb 噴錫后之清洗 -縮短 pcb 庫存之時間 -改善 pcb 線制作之精確 -改善防焊漆之覆蓋與附著性 -縮短件接腳 -改

14、變件接腳之成型方式(如導腳外彎) -改善件接腳表面之焊錫性 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 *制程之配合制程之配合 免洗波焊技朮 -低焊接速 -增高預熱溫 -改變焊接腳 -調整錫波高 / 速 -使用單波焊接 -低助焊劑發泡壓及尺寸 -檔錫板(條)之應用 -低迴錫(back flow)之與速 - pcb 支撐(焊接時) - pcb 之固定 特殊制程 -pcb 乘載塊(載具)之設計(雙面 reflow 加波焊) -件封膠 -錫隔(涌錫) -手指(gold finger)之保護 19 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 免洗波焊

15、技朮 *設備之調整設備之調整 -改助焊劑發泡噴嘴 -提高助焊劑發泡槽高及水平 -提高錫槽之高 -pcb 乘載器(carrier)之確認及清洗 -改善錫勾爪(finger)之平整 -加強 convoyer 之平穩 -改善生產線與錫(波峰焊)間之銜接方式 -加強錫槽內之清潔 - 確認pcb 焊接時之水平 20 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 免洗波焊技朮 *免洗波焊與傳統波焊之差免洗波焊與傳統波焊之差 由于助焊劑之改變，使產品在進免洗錫焊接時焊錫性較差，因此將 增加如空焊，短等與助焊劑有關之焊接 因素。要改善此情形必須對產 品從設計，材，制造，制程，設備及其它

16、相關因素進檢討，進全面調 整。但產品在改為免洗制程后將因此在制造成本及環境因素方面獲得改善。 *免洗波焊常產生之免洗波焊常產生之及其原因及其原因 -空焊 1、由于助焊劑腐蝕性大幅低，對 pcb 及件表面之“清洗性”亦隨之 低，因而增加焊接后空焊之機 2、與上述相同由于助焊劑之清洗能低，對 pcb 制造品質要求相對提高 (尤其以未做表面處之pcb)，另pcb之使用條件亦相對提高，否則將增加 空焊之機 3、焊接時助焊劑需較長之“清洗時間”，“焊錫結合”時間加長，焊錫之內聚 低，而減少焊錫凝結于焊點之機，形成空焊 21 chaintech confidential 22 制 程 應 用 技 朮 免洗

17、波焊技朮 *免洗波焊常發生之免洗波焊常發生之及其原因及其原因 -空焊 4、免洗助焊劑“附著性及延伸性”較差，清除 pcb 件孔內部之 氧化物或雜質，而成“拒錫(焊)” 5、相接之焊點尺寸差過大，而形成“大吃小”“搶錫”之問題，造成 空焊(與 pcb 品質及助焊劑腐蝕性有關) 6、pcb 件孔尺寸與件腳實際尺寸比相差過大，造成錫波沖刷時 搖動，而形成空焊 7、pcb 件孔尺寸與焊接面積比錯誤(太小)，造成焊點上錫之內聚 足 8、pcb 件孔品質 9、焊接速過快 10、預熱溫足 11、錫波沖刷速過快 12、錫槽高過高 13、助焊劑發泡尺寸過大(或發泡石損壞) 14、焊接時 pcb 振動或彎曲過大(

18、 pcb 乘載器夾過大或足) chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 免洗波焊技朮 *免洗波焊常發生之免洗波焊常發生之及其原因及其原因 -短 1、件排方式設計錯誤 2、件接腳過長 3、焊錫波回設定過強 4、助焊劑附著過少 5、件彎腳方向錯誤(ai) 6、線設計與件彎腳(ai)間隔足 7、件分布密過高(錫焊接面) 8、pcb 件孔尺寸過大(造成件傾斜) 9、pcb 預熱足 10、pcb 大面積吸熱區與焊點未進間隔 11、件接(焊點)腳密過高 12、焊錫之牽引足(如涌錫) 13、pcb 焊接方向選擇錯誤 14、pcb 乘載器夾過高(造成 pcb 過彎曲后，pcb 與錫

19、波脫點 過集中 chaintech confidential 23 制 程 應 用 技 朮 設備管 設備維護保養 *設備生產管 -設備稼動之統計 -設備使用之統計 -件拋之統計 -生產效之統計(產出) *責任效之損失 *非責任效之損失 -生產效之改善 *產能平衡之調整 *各設備之單位生產時間之調整 -平均單位人工產出之統計 *設備維護管 -設備維護管卡及維修記之制作 -設備維護效(維修時間長短)之統計 -設備維護成效之統計(故障停機) 24 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 設備管 設備維護保養 *設備操作軟體管 -各同產機種，機器操作程式之保存 -作業指導

20、書之配合應用 -各同件，機器使用 library(data)及程式之建與確認 -備用程式( back up) -特殊操作程式(如代用件或其它特殊生產需求) *設備保養 -保養計划 保養時間之訂定(日保養，周/月保養，季/保養)，并確實執 -保養項目 詳日，周，月，季及保養項目，(或由機器制造廠商提供) -保養(件拆解)順序 拆解組件時必須考機器“爆炸圖”，依正確之順序進，并 詳細記各步驟及所拆解下之件并分 25 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 設備管 設備維護保養 *設備保養 -保養方式 硬體保養：a、油污及雜質之清除 b、件及結構之檢查 c、潤油(脂)之

21、新 軟體維護：a、作標原點之確認 b、圖像校正 -檢查重點 *件磨損或變形 *結構間隙 *驅動結構之順暢 *傳動皮帶之磨損 *組合絲之鬆動 -保養記 *設備保養記表 26 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 設備維護保養 設備管 *保養后件組裝 -組裝順序 考機器“爆炸圖”及原拆解時所做之記，進反向裝回， 如為組合式，組合件本身之組裝間隙必須先與考慮 -組裝后確認及測試 設備保養完成后，開機前必須進再確認，開機后必須先以 “步進”或慢速，對每個機械動作進測試，直到整組動作完成 為止，以避免因人為之“小心”而造成機器損壞 27 chaintech confide

22、ntial 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 錫膏印刷機之保養重點 錫膏印刷座組件 *印刷刮刀檢查及換 -彎曲 -缺口 -印刷面磨損 *印刷刮刀及夾座之清潔 -去除所沾附之錫膏 -刮刀旋吊器之清潔及潤(旋吊式刮刀) *印刷深推動軸之清潔與潤 *印刷座推動軸之清潔與潤 *印刷座道之清潔與潤 鋼板承載座 *鋼板承載座表面之清潔鋼板承載座表面之清潔 *鋼板固定器之清潔與潤及氣壓之確認 28 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 錫膏印刷機之保養重點 視像校正組件 *傳動軸及道之清潔與潤 *視窗之清潔(機器設計 camera 置于鋼

23、板底部時) pcb 承載組件 *pcb 承載及寬調整軌道之清潔與潤(除pcb 承載皮帶外) *pcb 支撐 pin(使用支撐 pin方式時) -支撐 pin 之清潔 -支撐 pin 插孔之清潔與潤 -支撐 pin 長之確認 *pcb 承載塊(使用 pcb 承載塊方式時) -承載塊表面之清潔 -承載塊底座(固定座)之清潔 *真空抽取組件網之換 其它機械運動組件之清潔與潤 29 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 件放置高速機之保養重點 架承載組件 *導向器之清潔與潤 *道之清潔與潤 *傳動軸之清潔與潤 旋轉頭組件 *定位凸之清潔與潤 *凸

24、動軸之清潔與潤 *動減速齒及傳動箱內換機油(需使用指定油品規格) *其它機械運動介面之清潔與潤 件取放頭組件 *件取放頭動道/動軸之清潔與潤 *件吸取頭(nozzle)清潔與確認 *真空抽取網之清潔與換 *其它機械運動介面之清潔與潤(除件吸嘴nozzle外) 30 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 件放置高速機之保養重點 視像件檢查組件(component recognition camera) *保護玻璃表面之清潔 pcb 承載座( x-y table) *道之清潔與潤 *傳動軸之清潔與潤 *導向器之清潔與潤 *寬調整桿之清潔與潤

25、*pcb 固定桿之清潔與潤 *pcb 承載座升傳動組件之清潔與潤 pcb loader/unloader 組件 *支撐桿之清潔與潤 *寬調整桿之清潔與潤 *導向桿之清潔與潤 *pcb 承載皮帶動滾軸之清潔與保養(皮帶檢查是否有痕跡) 31 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 件放置高速機之保養重點 主氣壓控制組件 *主氣壓控制閥之檢查 *空氣清器之清潔 *氣壓槽潤油之補充 32 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 件放置泛用機之保養重點 件取放組件 *組件銜接面(與主抓取頭銜接)

26、之清潔與潤 *組件伸縮軸表面之清潔與潤 *件中心自動校正夾支點軸承之清潔與潤 *件中心自動校正夾之確認(件中心點) *件吸嘴(nozzle)之清潔 件取放頭傳動組件 x 軸及 y 輛 *傳動桿之清潔與潤 *件取放頭固定座之清潔與潤(注入 grease) *支撐道之清潔與潤 件取放頭組件 *傳動桿之清潔與潤 *動軸之清潔與潤 33 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 件放置泛用機之保養重點 pcb 定位組件 *pcb 阻檔器動組件之清潔與潤 *pcb 定位 pin 動組件之清潔與潤 件帶推動組件 *氣壓缸推動動軸之清潔與保養 真空抽取組件

27、 *壓感測器過網之清潔 架之保養 *送彈簧之確認正常 *油污，雜質之清除 視像校正組件 *保護玻璃表面之清潔,使用吹氣球吹塵+拭鏡紙(布)小心擦拭 34 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 回焊保養重點 *碳化油污之清除 *軌道寬一致性(整組軌道)之檢查與調整 *鏈條之潤 *傳動軸齒之清潔與潤 *殘助焊劑之清除 35 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 smt 維 護 保 養 設備維修 *設備共通特性設備共通特性 smt設備基本上為“機電整合”，即所有機械動作皆由電氣控制， 機器本身由機械組件，及電子感

28、應器(sensor)所組合而成，許多 機械之故障，皆可由取電子感應器之據加以判斷，因此設備 故障發生時，在拆解機械件前應先確認相關電子感應器之據， 以免誤拆機件 *設備維修基本要點設備維修基本要點 -確認機器作業(故障)是否跟材有關？如錫膏，pcb. -確認機器作業(故障)是否跟制程在關？如錫膏干燥硬化. -機器所產生之情況是否可複制？ -在受控制之條件下，使情況加明顯 -機器操作程式是否正確？ -機器操作相關軟體(據)是否正確輸入？如件規格. -機器正常運轉時記各感測器(sensor)之據(on-off) 36 chaintech confidential 制 程 應 用 技 朮 設備維修

29、smt 維 護 保 養 錫膏印刷機常發生之故障或設定及維修方式 *故障情況：新印刷鋼板無法取視像校正考點 故障原因：印刷鋼板張網時，鋼板固定位置過偏移 維修方式：1、修改機器視像校正點，座標取值 2、印刷鋼板重新張網 *印刷鋼板無法自動修正至正確位置 故障原因：1、鋼板推動馬達扭足 2、鋼板推動馬達電源接線內部，部份斷造成 馬達電供應足 *錫膏印刷座動順暢或卡住 故障原因：傳動桿或動槽遭散之錫膏卡住 *錫膏印刷(錫膏足或錫膏短) 故障原因：1、pcb 底部支撐足(使用支撐 pin 時) 2、支撐 pin 高(長)一致 3、pcb 之撐塊表面潔(使用支撐塊時) 37 chaintech conf

30、idential 制 程 應 用 技 朮 設備維修 smt 維 護 保 養 *錫膏印刷刮刀使用壽命過短 原因：1、印刷壓過高 2、刮刀下深過深 3、錫膏濃過高或保存/使用時間過長 *錫膏印刷后偏移 原因：1、pcb 吸附足(使用支撐塊，pcb 以真空吸附方式) 2、pcb 過彎曲 3、印刷刮刀印刷壓過高，下深過深 *錫膏印刷后錫膏短 原因：1、pcb 高設定過低(與鋼板底層之間隙過大) 2、錫膏濃過低 *錫膏印刷后，錫膏殘于鋼板表面 原因：1、印刷速過快，刮刀印刷壓足或下深足 2、印刷刮刀磨損 3、錫膏化 chaintech confidential 38 39 制 程 應 用 技 朮 設備維

31、修 smt 維 護 保 養 件放置高速機常發生之故障 *機器操作時穩定(突發性停機) 原因：1、架置放平 2、架平整感應器故障或接觸 3、件取放頭保護感應器故障或接觸 *拋 原因：1、件視像檢驗圖樣未校正 2、真空吸著足(過網未清或換) 3、件檢查 camera 保護玻璃表面清潔 4、件取放頭(彎曲，變形，阻，磨損.) 5、件外形據輸入錯誤 *件放置偏移 原因：1、真空吸著足 2、x-y table 誤差過大(間隙) 3、程式坐標偏移 chaintech confidential 40 制 程 應 用 技 朮 設備維修 smt 維 護 保 養 件放置泛用機常發生之故障 *qfp/bga 件放置前/后停機 原因：1、tray station 高過低 2、真空壓感應器敏感足，或真空壓足 *件放置后偏移(機械式件中心自動修正) 原因：1、件中心自動修正爪磨損 2、件厚資設定錯誤 3、件放置座標值偏差 4、件取放頭旋轉軸誤差(圖心偏移) *拋 原因：1、件視像檢驗圖樣未校正 2、真空吸著足