《SMT表面贴装技术》PPT课件.ppt

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1、表面贴装工程,SMA Introduce,ESD(Electro-Static Discharge,即静电释放)带电（静电）的情况下接触另一种物体时，因电压的差异而放电，这时发生瞬间高压的现象。,Whats ESD？,ESD,静电的基本概念1.首要的静电防护概念静电就是不平衡分布的电子，正负电荷有异性相吸，同性相斥的力量，即库伦定律。Q=CV，V=Q/C，Q=电量；V=电压；C=电容。因此静电的第一个现象即为：同性电荷相斥；异性电荷相吸。2.电场及放电电流因电荷的存在，在周围空间中形成电场，其强度为：V=Q/C，V：电位 Q：电荷 C：电容,静电与大地间因有电位存在，如果触及电路时，就会产生电

2、流即为放电电流（ELECTROSTATICDISCHARGE CURRENT),这个放电电流常会将电路导体烧融。其放电电流为：I=V/R I:电流,V:电压,R：电阻。,怎样能产生静电？摩擦电 静电感应 电容改变在日常生活中，任何不相同材质的东西相接触再分离后都会产生静电,在日常生活中，可以从以下多方面感觉到静电 闪电 冬天在地垫上行走以及接触把手时的触电感 在冬天穿衣时所产生的噼啪声 这些似乎对我们没有影响，但它对电子元件及电子线路板却有很大的冲击。,静电的物理现象：,静电就是不平衡分布的原子，阳电离子携带正电荷，阴离子携带负电荷正负电荷有异性相吸，同性相斥的力量，大小可以由库仑定律计算得出

3、。,ESD,因为电荷的存在，即在周围空间中形成电场其强度 为,这个电场，其强度的可以打穿目前体积电路的绝缘层，破坏绝缘,静电与大地间因有电位存在就会产生放电电流(ELECTRO-STATIC DISCHARGE CURRENT)这个放电电流会将电路导体烧融。其放电电流为：,静电的基本物理特性：,1.吸引或排斥的力量,2.与大地间有电位差,3.会产生放电电流,元件吸附灰尘改变线路之间的阻抗，影响元件的功能和寿命,因为场或电流破坏元件之绝缘或导体，使元件不能工作（完全不能工作）,因瞬间电场或电流产生的热使元件受伤，仍能工作但寿命受损。,电子元件的损坏形式有两种 完全失去功能 器件不能操作 约占受静

4、电破坏元件的百分之十 间歇性失去功能 器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加 约占受静电破坏元件的百分之九十在电子生产上进行静电防护，可免：增加成本 减低质量 引致客户不满而影响公司信誉,对静电敏感的电子元件,晶 片 种 类,静电破坏电压,VMOSMOSFETGaa SFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS,30-1,800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2,500250-3,000,ESD,遭受静电破坏,从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁。这一过程包括：元件制造：包含制造、切割、接线、检验到交货。印刷电

5、路板：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货。设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。其中最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。,导电性物体的静电消除方法：,在物理特性上，所谓导电性物体，即在于物体中的电子可以自由移动，物体中的电位会迅速恢复平衡，达到每点电位平等。,基于电子可以自由移动的特性，我们可以简单的加以接地，给予这些不平衡的电子一个简单的通路，释放到大地，即可消除物体所携带的静电。,由此式可知,接地电阻R=10 以下时，释放时间会小于1秒钟,当然R越小,时间t越短,但为人员安全起见,我們建议串联1M限流电阻。,绝缘

6、性物体的静电消除方法：,绝缘性物体的特性就是电子在该类物体中遭受束缚,不易移动,所以利用接地的方法不能消除这类物体的静电。,针对这个状况,只能使用离子中和的方法,目前离子产生方法有:,1.辐射离子化空气法:使用辐射能撞击空气,将空气分裂为等量的正、负离子。,2.电量离子化空气法:使用交流高压,在空气周围形成极高电场,分裂空气。,在电子工作场所，因电晕法，本身即存在一个强烈的交流电场，而且空气中易产生臭氧，对电子零件影响很大，所以很少采用。在其他场所采用的比较多（如，造纸纺织。）。也常因高压交流电极易产生危险,所以辐射法是目前比较被接受的一种。,使用微量的放射性元素钋（Po210）以极精密的方法

7、将Po210 包藏在瓷材料中,再将瓷粒使用強力接著膠加以接著,然后安裝于附有金属网的固定架中，成為一個離子化空气产生器。,Po210因只有射线,射线穿透力很小,在空气中只有几公分,而且只要紙张,或人体皮肤即可加以阻止,所以使用上非常安全,而且沒有高压电场,不产生臭氧,对人体及电子零件不会影响,是目前最理想的靜电消除方法。,辐射离子产生法,静电遮蔽袋,目前导电性材料均为碳化性材料,为不透明之黑色,体绩电阻为500ohm-cm 以下,在某些特殊状况,如需要看得见容器內之元件(透明)或高度敏感元件,静电遮蔽要求更严格的情形时,您可能需要靜电遮蔽袋。,靜电遮蔽袋的构造其功能如下：,內层:抗靜电聚乙烯(

8、即俗称之 PINK PO-LY),不产生静电,ESD,靜电遮蔽袋的构造其功能如下：,內层:抗靜电聚乙烯(即俗称之 PINK PO-LY),不产生静电,中层:加強之聚脂纤维(POLYESTER),增加机械強度,外层:镀镍,成一良好导体,可瞬间釋放电荷,形成法拉第容器(FARADY CAGE),电子工厂中,需要注意到静电防护的地方,现场维护检修是造成静电破坏的主要原因,静电防护要领 静电防护守则 原则一：在静电安全区域使用或安装静电敏感元件 原则二：用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板 原则三：定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常 原则四：确保供应商明白及遵从以上三大原则,静电防护步骤

9、,1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及电脑终端机）放在一起。2.把所有工具及机器接上地线。3.用静电防护桌垫。4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。,常见概念及应用,表面电阻率 简单地说表面电阻率就是同一表面上两电极之间所测得的电阻值，将电极形状和电阻值结合在一起通过计算可得到单位面积的电阻值。现在市面上可以买得到读数为单位面积电阻值的测量仪,体电阻率 体电阻率是通过材料厚度的电阻值，单位是cm,导电材料 导电材料指表面电阻率和体电阻率分别小于10 6和10 6cm的材料

10、。,耗散材料 耗散材料指表面电阻率和体电阻率分别小于10 12或10 12cm的材料,防静电材料“防静电”指的是能够抑制电荷累积，可以在材料制造过程中添加或者局部加入某种物质得到这种特性。防静 电材料无需用表面或体电阻率表示。,导电添加剂和薄膜 如果由于成本或者其他设计上的原因只能使用塑料材料或复合材料时，可以使用添加剂改善静电特性，将添加剂混入塑料材料中，根据添加剂和树脂百分比不同可获得所需的导电性或耗散性,导向装置和导轨 导向装置和导轨用来提供通道或者使器件放于一个固定的位置或保持一定的方向性，采用的材料应能使电荷耗散掉并且防止器件摩擦生电。表面电阻率为10 6的材料具有良好耗散性而且不会

11、损伤器件，如果送入的器件处于无静电状态，也可以使用导电性材料(表面电阻率低于10 6),传送带 传送带用来输送元件、PCB和其他器件，材料一般为塑料、纤维制品或橡胶。如果传送带要接收从机器其他部分传来的器件，那么它应该采用耗散性材料。当传动带表面电阻率为110 6时，它会使带电器件放电速度太快，对器件造成损害；当表面电阻在10 610 9时，只要传送带通过转轮滑轮和机架良好接地，传送带上就不会带电。另一个要考虑的问题是传送带速度。如果传送带运动速度太快，器件放到传送带上时就可能会滑动(或者器件保持不动而传送带继续在动)，这时就会形成摩擦生电，传送带如果接地能使电荷耗散掉，但是器件或PC板仍带有

12、电荷而会造成危害。,MOUNT,第一：外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现裂纹，伤痕，锈斑等不良.,第二：热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力，元件大于3.2*1.6mm时，必须注意。,第三：导热系数的关系.,第四：耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求，其耐热性应符合：150度60分钟后，基板表面无气泡和损坏不良。,第五：铜铂的粘合强度一般要达1.5kg/cm*cm,第六：弯曲强度要达到25kg/mm以上,第七：电性能要求,第八：对清洁剂的反应，在液体中浸渍5分钟，表面不产生任何不良，并有良好的冲载性,表面贴装对PCB的要求：,表面

13、贴装元件具备的条件:,元件的形状适合于自动化表面贴装,尺寸，形状在标准化后具有互换性,有良好的尺寸精度,适应于流水或非流水作业,有一定的机械强度,可承受有机溶液的洗涤,可执行零散包装又适应编带包装,具有电性能以及机械性能的互换性,耐焊接热应符合相应的规定,MOUNT,表面贴装元件的种类,有源元件（陶瓷封装）,无源元件,单片陶瓷电容,钽电容,厚膜电阻器,薄膜电阻器,轴式电阻器,CLCC（ceramic leaded chip carrier）陶瓷密封带引线芯片载体,DIP（dual-in-line package）双列直插封装,SOP（small outline package）小尺寸封装,QF

14、P(quad flat package)四面引线扁平封装,BGA(ball grid array)球栅阵列,SMC泛指无源表面 安装元件总称,SMD泛指有源表 面安装元件,阻容元件识别方法 1元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）,英制名称,公制 mm,英制名称,公制 mm,1206,0805,0603,0402,0201,3.21.6,50,30,25,25,12,1.27,0.8,0.65,0.5,0.3,2.01.25,1.60.8,1.00.5,0.60.3,电 阻,电 容,标印值,电阻值,标印值,电阻值,2R2,5R6,102,682,333,10

15、4,564,2.2,5.6,1K,6800,33K,100K,560K,0R5,010,110,471,332,223,513,0.5PF,1PF,11PF,470PF,3300PF,22000PF,51000PF,2片式电阻、电容识别标记,MOUNT,IC第一脚的的辨认方法,IC有缺口标志,以圆点作标识,以横杠作标识,以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）,来料检测的主要内容,拱架型(Gantry),元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱

16、架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。,这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。,贴片机的介绍,这类机型的缺点在于：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。,对元件位置与方向的调整方法：,1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。,2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。,3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定

17、，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。,转塔型(Turret),元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。,一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装24个真空吸嘴(较早机型)至56个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，

18、将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.080.10秒钟一片元件。,这类机型的优势在于：,MOUNT,对元件位置与方向的调整方法：,1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。,2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。,贴片机过程能力的验证：,一种用来验证贴装精度的方法使用了一种玻璃心子，它和一个“完美的”高引脚数QFP的焊盘镶印在

19、一起，该QFP是用来机器贴装的(看引脚图)。通过贴装一个理想的元件，这里是140引脚、0.025”脚距的QFP，摄像机和贴装芯轴两者的精度都可被一致地测量到。除了特定的机器性能数据外，内在的可用性、生产能力和可靠性的测量应该在多台机器的累积数据的基础上提供。,第一步：最初的24小时的干循环，期间机器必须连续无误地工作。,这类机型的缺点在于：贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。,第二步：要求元件准确地贴装在两个板上，每个板上包括32个140引脚的玻璃心子元件。主板上有6个全局基准点，用作机器贴装前和视觉测量系统检验元件贴装精度的参照。贴装板的数量视乎被测试机器的特定头和摄像机的配置而定。,第三步：

20、用所有四个贴装芯轴，在所有四个方向：0,90,180,270贴装元件。,第四步：用测量系统扫描每个板，可得出任何偏移的完整列表。每个140引脚的玻璃心子包含两个圆形基准点，相对于元件对应角的引脚布置精度为 0.0001”，用于计算X、Y和q 旋转的偏移。所有32个贴片都通过系统测量，并计算出每个贴片的偏移。这个预定的参数在X和Y方向为 0.003”，q 旋转方向为 0.2，机器对每个元件贴装都必须保持。,第五步：为了通过最初的“慢跑”，贴装在板面各个位置的32个元件都必须满足四个测试规范：在运行时，任何贴装位置都不能超出 0.003”或 0.2的规格。另外，X和Y偏移的平均值不能超过 0.00

21、15”，它们的标准偏移量必须在0.0006”范围内，q 的标准偏移量必须小于或等于0.047，其平均偏移量小于 0.06，Cpk(过程能力指数process capability index)在所有三个量化区域都大于1.50。这转换成最小4.5s 或最大允许大约每百万之3.4个缺陷dpm,defects per million)。,在今天的电子制造中，希望cmk要大于1.33，甚至还大得多。1.33的cmk也显示已经达到4工艺能力。6的工艺能力，是今天经常看到的一个要求，意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中，DPM的使用是有实际理由的，因为每一个缺陷都产生成本。统计基数3、4、5、6和

22、相应的百万缺陷率(DPM)之间的关系如下：,3=2,700 DPM4=60 DPM5=0.6 DPM6=0.002DPM,在实际测试中还有专门的分析软件是JMP专门用于数据分析，这样简化了整个的过程，得到的数据减少了人为的错误。,REFLOW,再流的方式：,Conveyor Speed 的简单检测：,需要的工具：秒表，米尺，胶带，笔，纸,检测工程：首先，在电脑中设定conveyor speed并且运行系统，使之达到设定速度 其次，打开炉盖，可以看到conveyor。然后，在conveyor上设定一点，做明显的标记。第四，使用秒表测定标记点通过一定距离的时间 最后，距离/时间=速度,用于检测设定

23、的速度与实际的速度间的差异,测温器以及测温线的简单检测：,需要的工具：温度计，热开水，测试线，测试器,温度计,热开水,基本工艺：,热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。,REFLOW,工艺分区：,（一）预热区目的：使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。,（二）保温区,目

24、的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60120秒，根据焊料的性质有所差异。,（三）再流焊区,目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对大多数焊料润湿间为6090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的 质量。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。（四）冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。,影响焊接性能的各种因素：,工艺因素,焊接前处理方式，处理的类

25、型，方法，厚度，层数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过其他的加工方式。,焊接工艺的设计,焊区：指尺寸，间隙，焊点间隙导带（布线）：形状，导热性，热容量被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等,焊接条件,指焊接温度与时间，预热条件，加热，冷却速度焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热速度等）,焊接材料,焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等 焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等母材：母材的组成，组织，导热性能等焊膏的粘度,比重，触变性能基板的材料，种类，包层金属等,几种焊接缺陷及其解决措施,回流焊中的锡球,回流焊中锡球形成的机理,回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端之间

26、的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出，形成锡球。因此，焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。,原因分析与控制方法,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：,a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到 达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂

27、沸腾，溅出焊锡球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在14C/s是较理想的。b)如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小偏大，以及表面材质较软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。c)如果在贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏（至少4小时），则会减轻这种影响。

28、d)另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程的质量控制。,REFLOW,立片问题（曼哈顿现象）,回流焊中立片形成的机理,矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所致。,如何造成元件两端热不均匀：,a)有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线，一旦焊膏通过它就会立即熔化。片式

29、矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，焊膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力;而另一端未达到183C液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊焊膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限线，使两端焊盘上 的焊膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。,在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时，释放出热 量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度 高达217C，在生产过程中我们发现，如果被焊组件预热不充分，经受 一百多度的温差变化，汽相焊的汽化

30、力容易将小于1206封装尺寸的片式 元件浮起，从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以 145C-150C的温度预热1-2分钟，然后在汽相焊的平衡区内再预热1 分钟左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。,c)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称，也会引起漏印的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。,细间距引脚桥接问题,导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：a)漏印的

31、焊膏成型不佳；b)印制板上有缺陷的细间距引线制作；c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而，应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。,回流焊接缺陷分析:,问题及原因 对 策,1.吹孔 BLOWHOLES 焊点中（SOLDER JOINT）所出现的孔洞，大者称为吹孔，小者叫做针孔，皆由膏体中的溶剂或水分快速氧化所致。,调整预热温度，以赶走过多的溶剂。调整锡膏粘度。提高锡膏中金属含量百分比。,REFLOW,2.空洞 VOIDS 是指焊点中的氧体在硬化前未及时逸出所致，将使得焊点的强度不足，将衍生而致破裂。,调整预热使尽量赶走锡膏中的氧体。增加锡膏的粘度。增加

32、锡膏中金属含量百分比。,3.零件移位及偏斜 MOVEMENT AND MISALIGNNENT 造成零件焊后移位的原因可能有：锡膏印不准、厚度不均、零件放置不当、热传不均、焊垫或接脚之焊锡性不良，助焊剂活性不足，焊垫比接脚大的太多等，情况较严重时甚至会形成碑立。（TOMBSTONING 或 MAMBATHAN EFFECT，或 DRAWBRIGING），尤以质轻的小零件为甚。4.缩锡 DEWETTING 零件脚或焊垫的焊锡性不佳。,改进零件的精准度。改进零件放置的精准度。调整预热及熔焊的参数。改进零件或板子的焊锡性。增强锡膏中助焊剂的活性。改进零件及与焊垫之间的尺寸比例。不可使焊垫太大。改进电

33、路板及零件之焊锡性。增强锡膏中助焊剂之活性。,5.焊点灰暗 DULL JINT 可能有金属杂质污染或给锡成份不在共熔点，或冷却太慢，使得表面不亮。6.不沾锡 NON-WETTING 接脚或焊垫之焊锡性太差，或助焊剂活性不足，或热量不足所致。,防止焊后装配板在冷却中发生震动。焊后加速板子的冷却率。提高熔焊温度。改进零件及板子的焊锡性。增加助焊剂的活性。,7.焊后断开 OPEN 常发生于J型接脚与焊垫之间，其主要原因是各脚的共面性不好，以及接脚与焊垫之间的热容量相差太多所致（焊垫比接脚不容易加热及蓄热）。,改进零件脚之共面性增加印膏厚度，以克服共面性之少许误差。调整预热，以改善接脚与焊垫之间的热差

34、。增加锡膏中助焊剂之活性。减少焊热面积，接近与接脚在受热上的差距。调整熔焊方法。改变合金成份（比如将63/37改成10/90，令其熔融延后，使焊垫也能及时达到所需的热量）。,REFLOW,石碑与回流焊炉以及它的温度曲线之间的关系,Screen Printer,STENCIL PRINTING,Screen Printer 内部工作图,Screen Printer 的基本要素：,Solder(又叫锡膏）经验公式：三球定律至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上单位：锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用

35、单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou)判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。,锡膏的主要成分：,Screen Printer,Squeegee(又叫刮板或刮刀）,拖裙形刮刀,聚乙烯材料或类似材料,金属,菱形刮刀,第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加1kg的压力第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1

36、-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。,Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分：very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色,Stencil,PCB,Stencil的梯形开口,激光切割模板和电铸成行模板,PCB,Stencil,Stencil的刀锋形开口,化学蚀刻模板,Screen Printer,模板(Stencil)制造技术:,模板(Stencil)材料性能的比较:,Screen Printer,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏

37、搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。,提高锡膏中金属成份比例（提高到88%以上）。增加锡膏的粘度（70万 CPS以上）减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目）降低环境的温度（降至27OC以下）降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度）加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致.3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原

38、因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.,Screen Printer,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。

39、,6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。,增加锡膏中的金属含量百分比。增加锡膏粘度。降低锡膏粒度。降低环境温度。减少印膏的厚度。减轻零件放置所施加的压力。增加金属含量百分比。增加锡膏粘度。调整环境温度。调整锡膏印刷的参数。,无铅锡膏熔化温度范围：,Screen Printer,无铅焊接的问题和影响：,SMA(Surface Mount Assembly)的英文缩写，中文意思是 表面贴装工程。,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMA的特点

40、：a:高密度 b:高可靠 c:低成本 d:小型化 e:生产的自动化,SMA,类型,THT(ThroughHoleTechnology),SMT(Surface Mount Technology),元器件,双列直插或DIP,针阵列PGA有引线电阻，电容,SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式电阻电容,基板,印制电路板，2.54mm网格，0.8mm0.9mm通孔,印制电路板，1.27mm网格或更细，导电孔仅在层与层互连调用（0.3mm0.5mm），布线密度高2倍以上，厚膜电路，薄膜电路，0.5mm网格或更细,焊接方法,波峰焊,再流焊,面积,大,小，缩小比约1：31

41、：10,组装方法,穿孔插入,表面安装-贴装,自动插件机,自动化程度,自动贴片机，生产效率高,电子元器件和组装技术的发展,年 代,代表产品,器 件,元 件,组装技术,电子管收音机,电子管,带引线的大型元件,札线，配线,手工焊接,60 年 代,黑白电视机,晶体管,轴向引线小型化元件,半自动插装浸焊接,70 年 代,彩色电视机,集成电路,整形引线的小型化元件,自动插装波峰焊接,80 年 代,录象机电子照相机,大规模集成电路,表面贴装元件 SMC,表面组装自动贴 装和自动焊接,50 年 代,SMT的主要组成部分,表面组装元件,设计-结构尺寸,端子形式,耐焊接热等,各种元器件的制造技术,包装-编带式,棒

42、式,散装式,组装工艺,组装材料-粘接剂,焊料,焊剂,清洁剂等,组装设计-涂敷技术,贴装技术,焊接技术,清洗技术,检测技术等,组装设备-涂敷设备,贴装机,焊接机,清洗机,测试设备等,电路基板-但(多)层PCB,陶瓷,瓷釉金属板等,组装设计-电设计,热设计,元器件布局,基板图形布线设计等,SMT,SMT,SMT,SMT,最最基础的东西,一、单面组装：来料检测=丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=清洗=检测=返修 二、双面组装；A：来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=A面回流焊接=清洗=翻板=PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干=回流焊接（最好仅对

43、B面=清洗=检测=返修）此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。,B：来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=A面回流焊接=清洗=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=B面波峰焊=清洗=检测=返修）此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。三、单面混装工艺：来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=清洗=插件=波峰焊=清洗=检测=返修,四、双面混装工艺：A：来料检测=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=PCB的A面插件=波峰

44、焊=清洗=检测=返修 先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况 B：来料检测=PCB的A面插件（引脚打弯）=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=波峰焊=清洗=检测=返修 先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况 C：来料检测=PCB的A面丝印焊膏=贴片=烘干=回流焊接=插件，引脚打弯=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=波峰焊=清洗=检测=返修 A面混装，B面贴装。,质量控制,传统的低品质费用(COPQ),第一次决定品质费用时，只包含如上图所示的用肉眼所看见的要素。,质量控制,COPQ 为总费用的15 25%,Six Sigma攻击全部“冰山”!,关于质量控制的目标

45、：,“西格玛”是统计学里的一个单位,表示与平均值的标准偏差。“6 Sigma”代表着品质合格率达99.9997%或以上.换句话说，每一百万件产品只有3.4件次品，这是非常接近“零缺点”的要求。它可以用来衡量一个流程的完美程度，显示每100万次操作中发生多少次失误。“西格玛”的数值越高，失误率就越低。,1西格玛690000次失误百万次操作2西格玛308000次失误百万次操作3西格玛66800次失误百万次操作4西格玛6210次失误百万次操作5西格玛230次失误百万次操作6西格玛3.4次失误百万次操作7西格玛0次失误百万次操作,“六个西格玛”是一项以数据为基础，追求几乎完美无暇的质量管理办法。20世

46、纪80年代末至90年代初，摩托罗拉公司首倡这种办法，花10年时间达到6西格玛水平。但如果是生产一种由1万个部件或程序组成的产品，即使达到了6西格玛水平，也还有3多一点的缺陷率；实际上，每生产1万件产品，将会有337处缺陷。如果公司设法在装运前查出了其中的95，仍然还会有17件有缺陷的产品走出大门。,6 Sigma 七步骤方法,第一步：寻找问题（Select a problem and describe it clearly）把要改善的问题找出来，当目标锁定后便召集有关员工，成为改善主力，并选出首领，作为改善的任责人，跟着便制定时间表跟进。,第二步：研究现时生产方法（Study the Pres

47、ent System）收集现时生产方法的数据，并作整理。,第三步：找出各种原因(Identify possible causes)结合各有经验工人，利用脑震荡(Brainstorming)、品质管制表(Control chart)和鱼骨图表(Causeandeffect diagram)，找出每一个可能发生问题的原因。,质量控制,第四步：计划及制定解决方法(Plan and implement a solution)再利用各有经验员工和技术专才，通过脑震荡方法和各种检验方法，找出各解决方法。当方法设计完成后，便立即实行。,第五步：检查效果(Evaluate effects)通过数据收集、分析、

48、检查其解决方法是否有效和达到什么效果。,第六步：把有效方法制度化(Standardize any effective solutions)当方法证明有效后，便制定为工作守则，各员工必须遵守。,第七步：检讨成效并发展新目标。(Reflect on process and develop future plans)当以上问题解决后，总结其成效，并制定解决其它问题方案。,PDCA周期(Plan-Do-Check-ActCycle)，就是：,计划实验(Plan the experiment)实行(Do it-perform the experiment)检查成效(Check the result of

49、 the experiment),6个西格玛是以改善为基础的标准，真正的质量控制是要达到零缺陷也就是7个西格玛，这才是一个完美的质量控制过程，但是这只是一个努力的目标。,6个西格玛不只可以作为制造业的质量标准，同样也可以用于行政管理，使行动的效率提高，减少失误劳动和重复性的劳动。,质量控制,“量具稳定”是指量具对同一个样品重复量测数据间的差异很小.“量具容易”使用则是指量具不会因不同的人使用而使数据有所差异。,质量控制,GRR的作法是以10个样品,23人,每个样品每人重复测23次,以所得数据求出GRR%(在此不做计算之讲解).再以GRR%读值大小判断量具的优劣.但是在此强调的是:对一量具而言,

50、沒有絕對的优劣判定,看使用目的及要求精度了.,3.计算过程能力,过程能力是指按标准偏差为单位来描述的过程均值与规范界限的距离。Cp-(Capability of Precision)规格界限与实际制程界限之比值。,Cp=,=T/6,(规格上限 规格下限)实际过程能力,质量控制,Cp 的规格 等級 Cp 值 说明 A 1.33=Cp 继续改善&B 1.00=Cp 1.33 尽快改善为A级 C 0.83=Cp1.00 立即检讨改善&D Cp0.83 全面检讨，停产,Ca-(Capability of Accuracy)制程中心值与期望中心值间的差异,Ca=,制程中心值 规格中心值,(规格上限 规格