SMT_Process_教育训练_final_V2

1、SMT ProcessIntroduceBy Tracy Liu1ContentWhat is SMTWhat is SMT？SMTSMT ProcessProcess -Screen -Screen PrinterPrinter -Placement-Placement -AOI -AOI -REFLOW -REFLOWSMT TesterSMT TesterWhat is SMTpSMT (Surface Mount Technology)-是是指在恰當材質的表面上焊牢為數極多的表面指在恰當材質的表面上焊牢為數極多的表面粘粘裝電子裝電子零件零件(SMDs)的裝配技術的裝配技術。-於於60年

2、代，混合技術被廣泛的應用之後一直沿年代，混合技術被廣泛的應用之後一直沿用至今用至今SMT優點優點Surface mountThrough-hole高密度高可靠小型化低成本生產的自動化SMTPTH/DIPSMT Process領料Receive Materials備料Prepare Materials錫膏印刷 Printing solder paste零件置放Pick & Place迴焊Reflow迴焊Reflow零件置放Pick & Place錫膏印刷 Printing solder paste轉版Reverse BoardAOI Auto Optical InspectionAOI Auto

3、 Optical Inspection目檢 Visual Inspection 條碼管理系統 SFIS入庫 To Enter Warehouse出貨 Deliver GoodsAOI Auto Optical Inspection1 OK NG下一程序 Next Procedure修整 Touch Up目檢 Visual Inspection OK NG修整 Touch Up下一程序 Next Procedure目檢 Visual Inspection2SMT Machine TypepSMT SMT 產線產線: :印刷機印刷機迴焊爐迴焊爐AOIAOI高速機高速機/ /泛用機泛用機SPISPI

4、SMT Layout Setup印刷機錫膏檢測機高速機泛用機Process DiagramSolderPrintingPick & placeReflowTurn OverBareBoard2nd SideSMTSMT Process-Screen Printer(1)鋼板刮刀錫膏錫膏錫膏刮刀刮刀鋼板鋼板PCB作業內容：將錫膏印刷於PCB上工作原理：PCB經過設備定位後,與鋼板接觸,透過鋼板開孔藉由刮刀將錫膏給擠壓自PCB的正確位置SMT Process-Screen Printer(2)刮刀錫漿移動方向錫漿填滿印網的孔開堆積在PCB上在印刷時,使刮刀將錫膏在前面滾動，使其流入模板孔内,然後刮

5、去多餘錫膏,在PCB焊盤上留下與模板一樣厚的錫膏反向錫膏注意事項錫膏注意事項p需保存需保存410410度度C C冷藏下冷藏下, ,且儲存時間不超過且儲存時間不超過6 6個月個月p一般回溫一般回溫4848小時小時再攪拌使用，攪拌約再攪拌使用，攪拌約2323分鐘分鐘馬上馬上使用，不要停留使用，不要停留1 1小時以上小時以上再用，因為停留久和再用，因為停留久和空氣氧化作用，而且粘度變高空氣氧化作用，而且粘度變高，不，不印刷印刷。p錫膏攪完之後，馬上放入印刷機台使用，放置久容錫膏攪完之後，馬上放入印刷機台使用，放置久容使錫膏粘度變大使錫膏粘度變大，不，不印入孔內，放入機台之錫印入孔內，放入機台之錫膏之

6、，最多只能印膏之，最多只能印5050片片( (最好最好1515片片) )，因為錫因為錫膏多，膏多，溶劑容揮發，吸水及氧化對溶劑容揮發，吸水及氧化對reflowreflow之品質相當不之品質相當不好好。p印錫膏每片之時間不要超過印錫膏每片之時間不要超過1010分鐘分鐘( (尤其在換籃子尤其在換籃子或溶劑清洗鋼板，容或溶劑清洗鋼板，容超過超過1010分鐘分鐘) )，因超過，因超過1010分分鐘容使粘度變硬不印刷。鐘容使粘度變硬不印刷。刮刀考慮要項刮刀考慮要項p刮刀壓力越小越好刮刀壓力越小越好(0.05mpa),(0.05mpa),壓力太大，可以從壓力太大，可以從鋼刮刀變形得知鋼刮刀變形得知，如果，

7、如果變形太嚴重，壓力就太大。變形太嚴重，壓力就太大。鋼刮刀壓力太大，也可以從鋼刮刀壓力太大，也可以從鋼板刮鋼板刮痕或殘留錫膏痕或殘留錫膏得知，最好調到剛剛好，沒有殘留錫膏在鋼板得知，最好調到剛剛好，沒有殘留錫膏在鋼板上上最好。最好。p如在鋼板某小區域有殘留，如果不是孔區是沒有如在鋼板某小區域有殘留，如果不是孔區是沒有關係，因為錫關係，因為錫膏為膏為滾動，下次印會被取代，不會滾動，下次印會被取代，不會永久停在那永久停在那氧化氧化p刮刀角度固定刮刀角度固定1515 -45-45 ，而且要直要平，刮刀的壓，而且要直要平，刮刀的壓力愈小愈力愈小愈好好鋼板種類鋼板種類StencilStencilPCBP

8、CBStencilStencil的梯形開口的梯形開口PCBPCBStencilStencilStencilStencil的刀鋒形開口的刀鋒形開口鐳射切割鋼板和電鑄成行鋼鐳射切割鋼板和電鑄成行鋼板板化學蝕刻化學蝕刻鋼板鋼板Screen Printer 缺陷分析缺陷分析(1)問題及原因 對 策1.1. 搭錫搭錫BRIDGING BRIDGING 通常當兩焊墊之間有少許印膏搭連，於高溫熔焊時常會被各墊上的主錫體所拉回去，一旦無法拉回，將造成短路或錫球，對細密間距都很危險。 提高錫膏中金屬成份比例（提高到88 %以上）。 增加錫膏的粘度（70萬 CPS以上） 減小錫粉的粒度（例如由200目降到300目

9、） 降低環境的溫度（降至27OC以下） 降低所印錫膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，減低刮刀壓力及速度） 加強印膏的精准度。 調整印膏的各種施工參數。 減輕零件放置所施加的壓力。 調整預熱及熔焊的溫度曲線。Screen Printer 缺陷分析缺陷分析(2)問題及原因 對 策2.2. 膏太多膏太多 EXCESSIVE PASTE EXCESSIVE PASTE 原因與“搭橋”相似.3.3. 膏膏不足不足 INSUFFICIENT PASTE INSUFFICIENT PASTE 常在鋼板印刷時發生,可能是網布的絲徑太粗,板膜太薄等原因. 減少所印之錫膏厚度 提升印著的精准度. 調整錫膏印

10、刷的參數. 增加印膏厚度,如改變網布或板膜等. 提升印著的精准度. 調整錫膏印刷的參數.Screen Printer 缺陷分析缺陷分析(3)問題及原因 對 策4. 4. 粘著力不足粘著力不足 POOR TACK RETENTION POOR TACK RETENTION 環境溫度高風速大,造成錫膏中 溶劑逸失太多,以及錫粉粒度太 大的問題. 消除溶劑逸失的條件(如降低室溫、減少吹風等）。 降低金屬含的百分比。 降低錫膏粘度/粒度。 降低錫膏調整錫膏粒度的分配。SMT Process-SPI錫膏膜厚測量儀錫膏膜厚測量儀工作內容：透過光學檢測判定印刷製程穩定度，預防不良發生工作原理：用三角測原理檢

11、查錫膏厚度，藉由錫膏厚度的測可算出錫點的體積，面積，同時藉由測出之高度分布情形的加以分析後，可了解錫點的偏移以及是否橋接 Volume = Solder area * HeightSMT Process Placement(1)Feeder listBuffer上料上料上枪上枪SMTOperatorSMT Process Placement(2)High-speed Mounted MachineCm402 X, Y Moving axisCm402 Nozzle備注：對一些較小零件的貼裝，速度較 快工作內容：將元件置放於PCB正確的位置上工作原理：透過機器手臂吸取供料器上的元件,經過視覺辨識

12、後.裝於PCB正確的PAD上CM402SMT Process Placement(3)Multi-Function Mounted MachineGSMFeeder料架備注：進行一些較大零件的貼裝，速度較慢工作內容：將元件置放於PCB正確的位置上工作原理：透過機器手臂吸取供料器上的元件,經過視覺辨識後.裝於PCB正確的PAD上SMT Process-AOI自動光學檢測機工作內容：透過光學檢測判定良品或不良品工作原理：透過可程式控的的光源變化經截取影像後區分出良品或是不良品範圍可從細間距高密度板到低密度大尺寸板,並可提供線上檢測方案，以提高生產效率，及焊接品質SMT ProcessReflow(

13、1)通讯接口通讯接口,控控制传送带等制传送带等计算器控制面板控制面板进口进口报警灯 加热區及盖子热交换区热交换区排排氣氣口口,排排废废氣氣出口出口测氧含量输出口测氧含量输出口转子流量计转子流量计,观测观测气流流量气流流量主电源开主电源开关关Flux 管理系管理系统统,冷却冷却Flux, 便于清洗便于清洗SMT ProcessReflow(2)爐溫曲線圖Reflow過程經四個溫區，每溫區都有其時間溫度控制，例如：工作內容：將元件焊接於PCB上工作原理：透過迴銲爐四個區段高溫將錫膏溶融.經過固狀=液狀=固狀的過程將PCB的PAD與元件結合在一起SMT ProcessReflow(3)Tempera

14、tureTime (BGA Bottom)1-3 /Sec200 Peak 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec PreheatDryoutReflowcooling熱風回流焊過程中，焊膏需經過以下幾個階段：溶劑揮發，焊劑清除焊件表面的氧化物，焊膏的熔融、再流動以及焊膏的冷卻、凝固。基本製程：SMT ProcessReflow(4)（一）預熱區溫度範圍25-150昇溫速度14/秒(23C)目的： 使PCB和元器件預熱，達到平衡，同時除去焊膏中的水份、溶劑，以防焊膏發生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發。較溫和，對元器件的熱衝擊盡可能小，升溫過快會造成對元

15、器件的傷害，如會引起多層陶瓷電容器開裂。同時還會造成焊料飛濺，使在整個PCB的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點。（二）保溫區溫度150200時間60120秒目的：保證在達到再流溫度之前焊料能完全乾燥，同時還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時間約60120秒，根據焊料的性質有所差異。SMT ProcessReflow(5)（三）再流焊區尖峰溫度210250 目的：焊膏中的焊料使金粉開始熔化，再次呈流動狀態，替代液態焊劑 潤濕 焊盤和元器件，這種潤濕作用導致焊料進一步擴展，對大多數焊料潤濕時間為6090秒。再流焊的溫度要高於焊膏的熔點溫度，一般要超過熔點溫度20度才

16、能保證再流焊的品質。有時也將該區域分為兩個區，即熔融區和再流區。（四）冷卻區冷卻速度1-5/秒目的：焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，冷卻速度要求同預熱速度相同。Reflow缺陷分析缺陷分析(1)1.吹孔 BLOWHOLES 焊點中（SOLDER JOINT）所出現的孔洞，大者稱為吹孔，小者叫做針孔，皆由膏體中的溶劑或水分快速氧化所致。 調整預熱溫度，以趕走過多的溶劑。 調整錫膏粘度。 提高錫膏中金屬含百分比。問題及原因 對 策2.空洞 VOIDS 是指焊點中的氧體在硬化前未及時逸出所致，將使得焊點的強度不足，將衍生而致破裂。 調整預熱使儘趕走錫膏中的氧體。 增加錫膏的粘

17、度。 增加錫膏中金屬含百分比。Reflow缺陷分析缺陷分析(2)問題及原因 對 策3.零件移位元及偏斜 MOVEMENT AND MISALIGNNENT 造成零件焊後移位元的原因可能有：錫膏印不准、厚度不均、零件放置不當、熱傳不均、焊墊或接腳之焊錫性不良，助焊劑活性不足，焊墊比接腳大的太多等，情況較嚴重時甚至會形成碑立。（TOMBSTONING 或 MAMBATHAN EFFECT，或 DRAWBRIGING），尤以質輕的小零件為甚。 改進零件的精准度。 改進零件放置的精准度。 調整預熱及熔焊的參數。 改進零件或板子的焊錫性。 增強錫膏中助焊劑的活性。 改進零件及與焊墊之間的尺寸比例。 不可

18、使焊墊太大。Reflow缺陷分析缺陷分析(3)問題及原因 對 策4.縮錫 DEWETTING 零件腳或焊墊的焊錫性不佳。5.焊點灰暗 DULL JINT 可能有金屬雜質污染或給錫成份不在共熔點，或冷卻太慢，使得表面不亮。6.不沾錫 NON-WETTING 接腳或焊墊之焊錫性太差，或助焊劑活性不足，或熱不足所致。 改進電路板及零件之焊錫性。 增強錫膏中助焊劑之活性。 防止焊後裝配板在冷卻中發生震動。 焊後加速板子的冷卻率。 提高熔焊溫度。 改進零件及板子的焊錫性。 增加助焊劑的活性。SMT Process 點膠機點膠機(Glue)1.工程目的工程目的(ENG.PURPOSE)： 黏著零件黏著零件

19、(To stick components)2.作業重點作業重點(OPERATION IMPORTANTS) 2.1 確認設備壓力確認設備壓力 Confirm the machine pressure . 2.2 使用正確的膠水使用正確的膠水 Using the correct Glue. 2.3 點再正確的位置點再正確的位置 Put the Glue on correct location.SMT Process 主板切割主板切割(PCB Routing)作用: 切除PCB的多於版邊SMT Tester ICT(1)pICT ICT （In-circuit tester)In-circuit tester)被稱為線上被稱為線上測試機測試機pICICT T是線是線上測試屬於接觸式檢測技術，也是上測試屬於接觸式檢測技術，也是生產中測試生產中測試最基本的方法之一，由於它具最基本的方法之一，由於它具有很強的故障診斷能力而廣泛使用。通常有很強的故障診斷能力而廣泛使用。通常將將SMASMA放置在專門設計的針床夾具上，安裝放置在專門設計的針床夾具上，安裝在夾具上的彈簧測試探針與元件的引線或在夾具上的彈簧測試探針與元件的引線或測試焊盤接觸，由於接觸了板子上所有網測試焊盤接觸，由於接觸了板子上所有網路，所有仿真和數