01005器件在手机相机模组上的应用

1、OverSQ3M101005 器件在手机相機模組上的应用引言近年来，随着消费者对手机(Mobile Phone)之高性能、多功能和轻薄短小便于携带 的需求，其 重要组件相機模組(Camera module)也得比类从事。表面贴装工艺的成熟，使得01005 被动元件得以推广应用；影像器件技术的不断创新，不仅提高了相机模组 的性能也缩小了它的外型尺寸；相机模 组多功能与小型化趁势和正面剖视结构，见图1A& 1B。时下，2MP( Mega Pixels)以上高分辨率像素、自动对焦 AF(Auto-Focus)、光學變焦 OZ (Optical-Zoom)、高稳定度图像以及微型化构造，业已成为

2、 相機模組的热门配置。除像素之外，其中 AF 与 OZ 成为消費者评定手機相機規格優劣的關鍵。因而， 引导时尚潮流的手机原生厂 OEM(Original Equipment Manufacturer)，对其相机模組代工厂商提出了 相应的规格性能要求，使得产品研发人员在设计上变得更加复杂，在 SMTSMT 装配上也变得更加困难。为了实现相机模组的微小型化，研发人员选用微型的表面器件如0201 与 01005 器件，自动对焦马达 VCM (Voice Coil Motor)的驱动 控制器(Driver IC)，选用 晶片级比例封装 WLCSP(Wafer Level Chip ScalePacka

3、ge，为降低 WLCSP 封装高度采用 0.15mm 超小型球径。在手机相機模組小型化的进程中， 被动器件01005 取代 0201 是必然的选择，两者相比 01005 器件的面积缩小了 45%，体积缩小了 30%，重量是 02010201 的5050%，它们的外形与尺寸对比 见图 2 2。0100501005 器件为相機模組小型化提供了 一定空间，它的 实施给 SMTSMT 相关产品的制程、工艺和设备却带来新的挑战。经验表明，一种全新的工艺或精密器件的导入初期，都会带来一个生产制程的不稳定阶段，在生产工艺设计时需要考虑所有可能造成质量问题的潜在因素。01005 器件从纯技术角度上早已具备实际

4、应用的可行性，但由于元件成本高、工艺复杂和设备投资大，许多电子代工厂至今不愿 或无力把它导入生产。为了经 济高效地应用 01005 器件，企业需要一套整体成熟的工艺体系，在生产中要求人员、机器、物料、工艺 和现场环境有机地结合在一起；以相关的技术理论为指导，依靠试验验证和工艺创新，从而获得稳定 制程和高效产出，此类型元件才会显现其价值，比如在相机模组上得以成功应用。要获得 01005 元件成功组装，需要 有良好的 PCB 基材、元件品质 及料带包装、焊 锡膏，并通过正 确的焊盘设计、模板设计、印刷工艺、元件贴装、回流焊接和有效检测以及相关的工艺参数设置。SMT 生产线的治工具和工艺参数都必须控

5、制得更为严格，比如上线前 的网板、载具、吸嘴和进料器的清洁 检验确认变得不可或缺。在制程中首件检验 FAI(First Article Inspection)及不良反馈需要没有借口的执 行力：印刷品质首件检验，回焊炉前贴装品质的首件确认，回流焊后的首件确认 等等显得至为重要，同时要求 01005 元件的整个组装过程的稳定。当市场对产品价格变的越来越敏感时，使用 01005 元件的竟争力将是个主要问题；有效控制材料损耗、降低制程成本，减少不良返修是其成功 导入的关键。CAMERA-Modmlfi SIZE TREND for SMIA SPEC2M Fiacedl Focusver U.5mCP

6、K 1.33)。制程能力是过程性能的允许最大变化范围与过程的正常偏 差的比值。制程能力在于确认这些特性符合规格的程度， 以保证制程成品不符合规格的不良率在要求 的水准之上，作为制程持续改善的依据。同时，它的相关配置和制程条件需设置正确，比如 刮刀压力、印刷速度、印刷方式、刮刀参数、 脱模速度、模板清洗和工作环境的温湿度等，下面对其逐一略作阐述。( 1 )刮刀压力对印刷影响较 大，压力太小不能让焊膏有效地到达模板开孔的底部且不能很好地沉积在焊盘上；压力太大则可能导 致焊膏印得太薄，甚至会损坏模板； 理想状态为正好把焊膏从模板表面刮干净。 刮刀的硬度也会影响 焊膏的厚薄，太软的刮刀会使焊膏凹陷，所

7、以建议采用较硬的刮刀或金属刮刀；在设计印刷参数时， 刮刀压力与刮刀长度之间关系为0.018-0.027KG/mm 。 (2)印刷速度快有利于模板的回弹，但不利 于焊膏在焊盘上沉淀成形，而速度太慢会使焊盘上所印焊膏的形状不佳。对于 01005 器件的印刷速 度，可设定为 2040 mm / s( 3)模板的印刷方式可分为接触式和非接触式，非接触式在印刷参 数设置时，间隙为 01.27 mm 可调；接触式印刷的模板垂直抬起可使印刷质量所受影响最小，它尤 其适合于精密器件的焊膏印刷。( 4)刮刀对于模板的角度，对印刷品质也有一定程度的影响，资料 显示对于 01005 元件，以 45的角度进行印刷效果

8、较理想。 (5) PCB 与模板的脱离距离和速度的影 响是，速度太慢易在模板底部残留焊膏； 反之造成锡膏拉尘或塞孔；行程太短可能造成拉尖， 反之可 能导致锡膏成型不好。( 6)焊膏印刷过程中，对模板的清洁非常关键，每隔 2 块板需对模板底部用 无水酒精清洗一次，清洗方式含真空、湿洗和干洗等模式的组合。( 7)保护好锡膏的活性是很很重 要的，尤其是水溶性锡膏的助焊物挥发较免洗型锡膏更快，对于 01005 器件来说保证锡膏的活性可 提升锡膏印刷的品质，所以需要在印刷机内实现温湿度控制。( 8)模板底部每隔 2 小時用手工清潔 一次，每次換班使用模板清洗機自動清洗干凈，待烘干凈後再使用。 上述每一个

9、印刷设置 或工藝 不当 都可能造成不良印刷效果，对于精密器件不能厚此薄彼，应该一视同仁 地认真对待。4. 对印刷品质的检查焊锡的印刷品质对产品的组装良率有直接影响，01005 焊盘需要的焊膏量很少( 0.003-0.005 立方毫米)，很容易产生漏印或少锡，采用传统方法目视检查效率很低且误判率高，观察焊锡的印刷 状况需 40X 以上的显微镜。这种方法只能用于抽检，不适合作为生产印刷品质的过程控制和统计分 析，所以使用自动光学系统检查对于印刷过程的控制是非常必要的。通过在线的焊膏检查 SPI(Sol der Paste Inspection )，可以避免因 模板堵孔造成漏印或焊料不足， 当它检查

10、到缺陷时能发出警报， 从而稳定印刷过程确保焊膏正确地印刷在 焊盘上。 不过对于 01005 器件的印刷品质检验,SPI 的相機 解析度必需足够高， 其辨识精度 Cpk 值需不低于 1.33。同时，SPI 能采集并提供相关信息数据，以 便工程技术人员控制和改善印刷中的问题，它是组装 01005 元件时重要的过程控制工具。这就是质图 7 制程缺陷分配比率量管理中保证预防原则的科学方法：统计过程控制SPC (Statistical Process Control)与统计过程诊断 SPD(Statistical Process Diagnosis)。有了实时的 SPC 和 SPD 统计过程控制分析与诊

11、断，使 整个生产过程都受到监控，确保制程的稳定；一旦发生制程变异即时对策，从而预防批量性不良，最终使产品品质得到保障。對於相機模組的01005 器件，焊錫的厚度應當控制在模板厚度的 +/-0.03mm，焊錫偏移焊盤低於+/-0.05mm，而元件貼片後相對於焊錫的偏移量也需低於 +/-0.05mm。四、贴片机的配置要求与贴装工艺成功贴装 01005 元件的前提是，贴片机精度需达到+/-0.05mm(CPK 1.0 )，以及与之相配的高分辨率视觉图像识别或高质量激光识别贴装头， 比如镭射相机(Laser camera)、喂料器(Feeder)、 吸嘴(Nozzle)和正确的贴片参数设置。准确的取料

12、是实现成功贴装的第一步，影响正确取料的因素 有元器件之间的差异、包装的误差、送料器的精度、贴片机精度、贴片头 Z 轴方向的压力控制、吸嘴材料和设计，以及在取料过程中对静电的即時释放。使用01005 器件的主要障碍 是，元件之间的细小差异会对取料和贴片过程产生显著的影响，要求贴片头在此过程中能自动感应其变化，并采取相应的补偿措施，以消除对元件高度和厚度的敏感性。贴装01005 器件控制抛料减少材损既是难点也是重点，为消除贴装过程中的缺陷和物料损耗，需定期保养清洁喂料器和吸嘴，控制好元器件贴装条件。只有当元器件的质量和尺寸都在控制规格之内，且有高质量的编带和经过校准的喂料器， 元器件才能被有效地拾

13、取和贴装。由于 01005 元件非常小，贴片头施加在元件上的压力要适当，Z 轴应当装有分辨率不低于 1um 的压力感应器，以免损坏元件或取不到料。當然貼片設備的效能與穩定性也 需要進一步提升，以實現高產出/低拋料的生產需求。下面就机器的配置 要求和贴装工艺稳定管控略 作说明。1.相机的选用早期的贴片机多半采用模拟相机，由于这种相机分辨率不高不宜用于01005 器件贴装，如今的贴片机广泛采用高分辨率数码型和激光 (镭射)型相机，这两种高精度的相机各有千秋，而且在多功 能机视觉贴装头上往往同时配置。多功能机对元器件既可激光识别又能图像识别，激光识别更多的用 于外形简单的被动元件，且更适合高速贴装；

14、而图像识别为通用性视觉识别方法，它又分为反射识别、 透过式识别、焊球识别、分割识别等，它们更多的用于引脚复杂的精密器件或异型元件。采用数码相 机图像识别可以检查出元件电气端的缺陷，但是它不能感测元件的厚度变化，所以Z 轴需配置压力感应器，或取料/贴片高度补偿装置，从而减缓 拾取贴装冲击力。采用激光识别的方法可以检测元件图 9A 正确的模板开口 &印刷&贴片图 9B错误图 9C 模板开口偏小少锡的厚度，但对于元件电气端出现的缺陷却无法检查。 多引脚细间距器件， 由于不同厂商或同一厂家不 同批次的元件在制造过程中电气端可能存在差异， 采用数码相机图像识别更具有优势。 镭射识别精度(

15、 +/-0.05mm )虽不及图像识别精度 ( +/-0.03mm )高，但对于 01005 器件贴装精度已然足够， 而且镭射识别方法更利于被动元件的效率提升。2.喂料器与编料带由于 01005 器件太小太轻，喂料器在进料过程中要求定位精准、振动轻微、进料停顿不产生后 挫效应，以免器件在编带槽中侧立翻面甚或弹出。 喂料器有电动式和机械式两种， 电动式喂料器相比 传统的机械式喂料器编带和剥带更平稳，产生的冲击力更小，可以避免元件从编带穴中蹦出的问题。 细小元件应当优先采用电动式送料器，传统的机械式 喂料器也可用于 01005 器件 ，不过它们都必需 进行定期保养和上线前的检查或校验， 并要求其有

16、良好的抗静电效果。 在生产换线和换料过程中， 每 只喂料器的状态也难以达成一样，所以元件最佳的取料位置也会发生变化。元件和料带包装 的误差， 为确保取料的 成功，贴片机在取料过程中需要自动矫正取料位置 。机器在此过程中 必需能 敏感地捕捉 到这种变化， 并自动调整取料的最佳位置， 才会有正确的 取料和元件识别数据， 因而保障贴装的准确 性和重复性。 01005 元件取料正确才能确保识别无误， 贴装的品质才有保障， 正确的取料见图 10A, 错误的取料与识别，见图 10B 。在拾取贴装元件时难免发生器件掉落， 散落的元件很容易粘附在喂料器齿轮上， 出现这种情况可 能损坏喂料器，需避免这个问题并注

17、意收集掉落的元件。 送料器安装在贴片机上存在间隙和位置误差， 在贴装较大器件如 0402/0603 等，这种误差几乎可以被忽略。 但是对于细小的 0201 和 01005 器 件，这种误差影响却很大。由于元件料带包装的误差，对于 0201/01005 这类元件，如果同时拾取 多颗元件材料损耗较大；而采用单颗拾取则比较稳妥， 可以保证取料的可靠性。 理想的取料位置在元 件的中心区域，如果取料位置超出元件上最佳的取料区域，可能会导致贴片缺陷比如偏移和立碑等， 同时因为板上元件间距太小， 可能会使吸嘴干涉其他元件。 传统的取料方式是吸嘴头接触到元件表面 再打开真空把料拾取，這種模式較多的用於大型元件

18、；然而对於類似於 01005 的微型元件，为了提 高拾取的速度和成功率，则可以采用非接触式的方法，即吸嘴在离元件表面有一定距离时开启真空， 把料从编带裡吸上來，完成取料过程。日前 01005 器件的包装编料带设计，编带宽 8.0mm ，进料 齿轮间距 4.0mm ，元件步距 2.0mm ；为了节省编带料材，日后的编带宽缩减为 4.0 毫米， 其它相 关尺寸也需缩减一半，进料的齿轮孔直径则由 1.5mm 缩小为 0.8mm ，不过这种料带的 Feeder 必 需为 01005 器件专用。良好的 01005 器件编带和器件的质量， 它的关键尺寸需要控制在规格的范围， 见下图 10C 。由 于它的品

19、质特性直接决定着产品的装配良率与材料损耗， 对于元件本身长宽厚和料带的关键尺寸，比 如编带的步距、凹槽(Carrier Cavity)的长宽深都要符合规格，并要求其制程能力指数(CPK)值不小于 1. 33 ，才能确保其稳定的品质特性。如果编带非真空包装且常期暴露空气中，上线使用前建议进行低 温袪湿。包装编带的上盖膜粘力要适当， 粘力太大剥带时料带可能断掉， 反之上盖膜剥离使器件从编 带中丢失；判定的方法是：以角度 0-15 度大约 0.1-0.5 牛剥离上盖料带輕鬆自如，剥离速度约 30 0 mm/min 时不会出现断带问题可基本認為編帶粘力合適 。另外，元件编带和剥带所产生的静电需要 及时

20、释放，可以在喂料器的位置安裝負离子发生器，同时确认机器与喂料器均接地良好，对于 01005 器件最好使用抗静电编带。静电负荷可能使元件从编带槽中竖起、 侧立，或粘在编带的上盖。再次, 为了消除包装和送料器等带来的误差，保证取料的一致性，需要贴片机在取料过程中具有动态的自 动矫正取料位置能力。图 10A 正确的取料照相图 10B 不正确的取料照相以及电阻取料時翻面图 10C 01005 器件编带的关键尺寸与电阻的实测 数据3.吸嘴的选用与保养一般说来，用于 0201 器件的吸嘴头部既有圆形也有椭圆形，为了尽量降低吸料过程中元件侧立，保证足够的真空和元件被吸起之后的平衡，真空孔可以设计成 2 个，

21、见图 11A。而 01005受元件尺寸和微小的间距限制，吸嘴头部比 0201 要更小，真空孔设计的也更细，通常直径不超过 0.15 mm，头部接触面小于元件表面，见图 11B。01005 吸嘴头部过于微小，吸嘴的材料要求坚 硬耐磨，通常用乌钢或陶瓷制成；为了防止静电损坏元件及在取料过程中带走其他元件，吸嘴要选用 ESD (Electro-static Discharge)抗静电材料。贴装 0201 和 01005 元件的吸嘴，最小的孔径会达 0.127 mm 甚或 0.1 mm ，因而吸嘴堵塞是个严重问题，这给生产带来了困扰，也 对吸嘴的清洁保养方法增加了难度。用於 01005 器件的吸嘴清洁

22、保养的要求比其他类型的吸嘴要 高，需要利用清洁溶剂和超声波来清洁。由于 0201/01005 很薄，01005 电阻厚度仅 0.12mm ，无疑增加了吸嘴与锡膏接触的机会，必需提高这些吸嘴的清洁保养频 率。图 11A 0201 元件椭圆形与双孔吸嘴图 11B 某机型 01005 元件吸嘴头与外形轮廓4.贴片的压力与偏差控制近代的贴片机都具备高度灵敏的压力感测装置，对贴片压力的控制理论上基本没有问题。不过影响贴装压力的因素很多，比如 PCB 的翘曲、元件的误差、载具与电路板厚度误差等，仅靠贴片机控制 是困难的，虽然闭环系统和补偿措施能确保贴装压力不超过设定的极限值， 但设定值必需恰到好处。经验表

23、明， 0201 和 01005元件的贴装压力设定为 1-2 牛顿较为合适。在元件贴装期间使用适当的压 力将元件直接放到锡膏中，但不会将锡膏挤到一个不希望的位置，见下图12A&B。这对于贴装 01005元件时这点非常重要，因为贴装 压力设定不当會造成许多品质问题，而且检查设备或品质检验人员的 视觉检查很难发现这种缺陷。 贴装压力过大可能损坏元件并 将造成一些锡膏压出焊盘，过度下压还将 造成元件水平方向滑动而偏移，最终导致回流焊后锡珠、桥连和侧立等问题的发生，见下图12C。贴片元件厚度对贴片压力会产生显著影响，元件放置高度应为焊料厚度的正负三分之一，时常验证元件微小元件、微小吸嘴和 编带误

24、差是使 01005 器件的拾取和貼裝变得敏感的主要因素。贴片机如果 具备自动校准拾取位置 则更有利于元件拾取成功，并减少材料损耗 。机器的自动校准性能是，当吸嘴 在设定拾取位置找不到元件，它就在定义好的邻近处重新校准拾取位置。另外，日前所有贴片机厂商 都很重视开发生产 01005 器件的能力，比如常见的 JUKI 高速贴片机 2070&2080 以及 FX 系列，为此配 置了高精度的镭射相机，针孔型吸嘴和专用的Feede； Siemens HS60&X 或 D 系列都能很好的适应01005 器件贴装工艺要求。为了降低贴片偏差和锡膏印刷偏差对细小零件装配时的综合影响，许多贴片机为

25、此开发了 APC系统(Advaneed Process Control)，它通过测定所印刷锡膏的位置，计算出元件实际最佳贴装位置， 而不是按传统的方法只按照焊盘的中心来决定贴装 位置，从而提高元件 焊端与焊膏的重叠区域面积，最终获得理想的焊接效果，见下图 13A。在高密度贴装时，针对 0201/01005 细小元件，把印刷焊膏 偏移量的信息传输给贴装机，贴装元件时对位中心是焊膏图形，而不是焊盘。这就可以降低印刷偏差与贴片偏差同方向时的叠加，比如贴片正向偏50um，印刷负向偏差 50um，综合偏差就达到 0.1mm,这对于 01005 器件的绝对不能接受，必然产生装配不良。有资料显示，在贴装 0

26、1005 元件时如 果偏移量大于04036的放置压力和检测元件的实际高度是非常有必要的图 12A&B 正确的贴装压力贴装后效果12C 贴装压力偏大使焊锡过度下压及元件损坏0.05mm，就可能在回焊时 产生偏移缺陷。5. 贴片后的检验为了提高 01005 器件组装的一次通过率，必需对其进行有效的过程控制，回焊炉前的AOI 检验变得必不可少。 对于 01005 器件的贴片品质检验，AOI 的相機解析度必需足够高， 其辨识精度 Cpk 值需不低于 1.33。由于贴片机无法 验证元器件放到焊盘上的最终位置，所以炉前 AOI 变得很重要。 炉前 AOI 不仅能实时监控元件的贴装品质，它还能分析不

27、良趋势和预防缺陷产生。同时，利用实时 SPC 分析，AOI 能够发出预警，使过程實時受控。 对于复杂的多功能元器件密集型产品，回流焊接 后的检验方法主要通过 AOI。在实际贴装过程中，元器件电气端与锡膏重叠区域的差异会影像到焊接 完后的装配良率，调节好元器件位置并增加锡膏重叠区域将减少侧立和翻转等缺陷的风险。不过 AOI比较难检测出这种问题，可以采用 40 倍以上的显微镜进行检验。图 13B 是相机模组上贴装好的 0201 与 01005 被动元件状况。五、回流焊接当印刷与贴装完成并取得了良好效果后， 接下来就是该进行回流焊了，回流焊接是最后一个会导致 01005 元件在组装过程中形成缺陷的因

28、素。在01005 元件制程缺陷分配比率图表中，我们知道回流焊接导致的缺陷约占全部缺陷的43%，仅次于印刷不良造成的缺陷比例。这一过程的挑战是建立和保持最佳的炉温曲线，从而使不同大小的元器件在同一时间都能达到需要的温度。对于相机模组的回焊温度曲线设置，可能显得相对要简单一些，产品上通常没有异形或大型器件的表面贴装器件，在电路板上不同器件间不会有较大温差的问题。从实践经验中得知，目前应用广泛的 SAC305(96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu)合金的水溶性锡膏助焊剂特 性，相比同类型合金的免洗型锡膏袪氧化和润湿能力都要弱一些，因而回焊时會更多的产生锡珠或空焊缺陷。在回焊曲线设置时需避免助焊剂过早

29、挥发，温度线性上升速度每秒控制在0.5-1.5 C 范围，最佳 1.0 C/sec。慢速升温有助于助焊剂中的挥发物减速蒸发，防止不必要的助焊剂消耗，减少焊锡 塌陷造成的锡珠、连锡和元件歪斜不良。所以，水溶性锡膏回焊曲线优选标准的缓慢升温的斜线型， 而另一种传统保温马鞍型曲线主要用于元器件大小悬殊的PCBA 上，请参考图 14A。同时，由于 01005元件焊盘上的焊锡用量太少，在回流焊时采用氮气保护焊接(氧氣濃度低於1000ppm )，可以改善助焊潤濕效果並减少焊接缺陷，对于形成优质的焊点很有帮助。而在熔点217 C 或 219 C 以下保温20-30 秒对于 RTS(Ramp-To-Spike

30、)型曲线炉温，有助于减少立碑或空焊发生。图 13A APC 贴装与传统贴装效果对比图 13B 0201 与 01005 正确贴装图 13C 01005 贴装侧碑不良派用 g 班m神 十fsz Mt-1-图 14B 实测 01005 元件生产炉温曲线(仅供参考)峰值温度通常高于焊料合金熔点15-30 C，有助于改善润湿效果；温度高于液相线的时间TAL(Time Above Liquid)45-60 秒较为理想，温度过高TAL 过长，将使得焊点金属互化物IMC(Inter-metallic Compound)变质，反而会降低焊点的可靠性，同时对PCB 的材质也是一种考验，对类似于相机模组的薄板，无

31、疑会产生超规格翘曲变形的缺陷。COB 的 PCBA 的翘曲变形量通常不能超过 0.8mm，否则对键合打线(Wiring Bon di ng)进板会产生困扰。冷却速度最好每秒达到2-4 C，推荐 3C 左右较为理想；回焊时的快速冷却，如同对焊点的淬火，有助于金属的韧性化结构，有利于 提高焊点的抗疲劳性能。图 14B 为某相机模组产品 01005 元件生产，实测焊接炉温曲线(仅供参考)。发生在回流焊过程中的缺陷多数为立碑(Tomb-stoning)、歪斜(Skewed)、锡桥(Solder Bridging)和锡珠(Solder Ball)。立碑是指元器件焊接后侧立或直立，是由元件 两端不均匀润湿

32、而引起的；歪斜 是指元器件一边完全焊接而另一边没有完全焊在焊盘上，是由熔融焊料不够均衡的表面张力施加在元件两端的结果。而锡桥俗称连锡和锡珠可能是炉温上升过快，不过更多的可能是印刷不良或贴片问题。这些缺陷在炉后通过 20 倍以上显微镜目视检查或 AOI 机器都能辨识出来。 回焊过程中的自对中效应， 虽然对 01005元件组装偏移具有一定补偿校正作用，不过当这种缺陷超过一定限度时，它就无能为力 了。保温区的温度在焊料熔点以下的时间用20-30 秒的保温，有利于减少元件立碑的不良。被动元件六.回焊后的检查、不良分析与返修大家知道，电路板的 SMT 组装品质主要取决于印刷、贴片与回焊生产过程 严格的工

33、艺控制，而回 焊后的半成品检验以及制程 参数的优化如同亡羊补牢。 产品制程缺陷对于可见的较大器件焊点尚可方 便返修， 但对于 01005元件则变得难乎其难，回焊后的不良几乎令人难以接受。由于 01005 元件非常小，要在回流焊前做一些校正是不可能的；而回流焊后的返修成本又太过昂贵。所以，对于 01005 元件的生产制程必需是焊接前的印刷、贴片与焊接的过程控制，并力求第一次就做对做正确。良好的制程控制无疑是主要的，后面的缺陷检测和维修能力也不容忽视！在组装 01005 元件时，需要严格的工艺过程控制，全自动的智能化检测设备：比如锡膏印刷后的 在线 SPI 检测，只有实时侦测生产缺陷并预警，立即纠

34、正制程工艺或机器参数设置错误，才能使批量 性的不良防患于未然；而过炉前的贴片品质管控以及炉后不良统计分析与反馈，只有在使用AOI 的情况下，才能实现过程参数的优化，以保证产品最终质量。对于相机模组产品，由于单板的表面元器通 常不多，炉后图 14A 常见的两种温度曲线类型的良好焊接与常见的制程不良，请见下图15A-ED 少锡空焊E 锡桥的检验也可采用目视方法，不过需使用40X 以上的显微镜檢驗。01005 器件的制程常见缺隙有 立碑、歪斜、锡桥和锡珠，而形成的原因主要 有以下几个方面，元件 问题：元件外形差异太大，焊端不对称，可焊性不佳；基板焊盘问题：焊盘对热量需求严重失衡，焊 盘的可焊性差异较

35、大；锡膏或印刷制程问题：锡膏搅拌不均，助焊剂活性差，两个焊盘上的锡膏量差 异较大，锡膏太厚或太薄，印刷错位偏移；贴装问题：贴装元件偏差，贴装压力过大；回焊问题：温 度曲线设置不正确，预热升温度过快，焊锡液上线时间过长；等等。SPC 统计过程控制技术，对于制 程中的不良分析，强调从整个过程、整个体系来解决问题，需要采用对不良品进行分类归纳总结，才 能摸索到问题的症结所在，从而采取有效的改善措施。工欲善其事，必先利其器。对于有 01005 器件的不良品返修，除了要求维修人员技术精湛，还 必需采用正确的方法与合适的工具。维修的工具选择恰当能令人得心应手，往往还能让艰难的工作变 得事半功倍。对于被动元

36、件的返修，传统的主要工具是手工电烙铁，不过当元件缩小到0201，最小的烙铁头就显得稍大了些；因而到 01005 器件就根本不行了，元件通常會粘到烙铁头上且无法退锡， 而且烙铁头因为太过尖细，很难达到安全的导热接触。所以，较好的办法是采用电热板或热风枪返修， 不过电热板返修只适合于厚度不超过 1.0mm 的单面组装板，用于相机模组 PCBA 的返修温度通常设 定为 243-245C,加热板返修台见图16。相机模组所用焊膏是水溶性的，返修时所用助焊剂也必需 是水溶性助焊剂，助焊剂不能滴太多，以免脏污了邦定焊垫增加清洗难度； 如果没有把助焊殘留物袪 除干净，将可能造成邦定键合不良，邦定焊垫被助焊剂粘

37、污见图17。而热风枪则适合一般性的所有产品，不过它的工艺手法较难掌握，非一般的“菜鸟”所能正確操作。无论是采用热风枪或电热板返 修，都必须在显微镜下完成整个操作过程， 并建议在维修台上方安装负离子发生器以消除工作台面的 静电干扰。另外，还必需准备一把良好的防静电的不锈钢针头镊子(tweezers )，镊子用于焊接或拆取元件，它的头部必需够细够尖，以免干涉邻近元件。图 16 电热板返修单面板图 17 助焊剂粘污了邦定焊垫结束语在新工艺新制程或精密器件导入的初期，通常理论和实践之间总是有一定的差异，而人的因素是导致这种差异的根源。01005 器件的成功组装，离不开人员对细节的重视，细节往往决定着组

38、装的成 败；在生产制程中需要小心谨慎一丝不苟，在作业上需力求尽善尽美。01005 器件的成功组装，在工 艺的规划策略上需追求高规格，有道时取法为上仅得其中，取法为中则不免为下矣。在实际作业时需 要不折不扣地执行工艺标准和作业流程；重视生产中的每一个环节，通过不断积累经验和创新来消除 制程中的不稳定因素，从而得到较宽的 工艺窗口和理想的组装良率。01005 器件开启了 SMT 工艺技术的新阶段， 而 01005 器件在相机模组的应用，虽然整个过程与0201 元件类似，但伴随着被动元件微型化，使得SMT 的制程工艺变得更复杂。在制程上，除了对焊锡的印刷质量、贴装精度和回焊工艺更高的过程控制外，对于材料及包装品质、作业环境和人员素质都提出了更高要求。 更为重要的是， 以往较少被重视的统计过程控制(SPC)和过程控制能力指数(C pk)被突显出来，对于装配过程中的设备材料的各项关键尺寸和性能指标，不能仅满足于公差或规格符合要求，而是要求其制程准确度 Ca(Capability of accuracy)、制程精密度 Cp(Capa