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1、Foxconn Technology Group,SMT Technology Development Committee,SMT Technology CenterSMT 技術中心,SMT制程基础及异常分析,教材大纲：,制程基础异常分析,一.制程基础,制程簡而言之也就是製造的過程。從狹義上講僅指PCBA生產在表面貼裝部份的製造過程。亦即將各種電子元件貼裝于空的線路板上這一生產過程。但這是狹義的制程。實際生產需要的是廣義的制程，包括以下各個方面：-PCB LAYOUT設計对生产的影响-PCB 制程对生产的影响-IQC进料品质管控对生产的影响-SMT生产自身问题,掌握一塊PCB在生產線上從頭到尾
2、所發生的物理和化学變化，建立起一個动态變化的流動模型。 -狭义,了解影响SMT量产的各种因素并通过改善它们来改善品质。-广义,SMT的组成部分,设备：印刷機/贴片机-三維坐标系的應用 回焊炉完美的温度曲线制程：过程研究及改善建立PCB从投入到形成 焊点的微观动态变化模型，從廣義的角度 進行全面的改善。SMT线体配置：,印刷,貼裝,回焊,1.钢网“好的模板得到好的印刷结果，然后自动化使其结果可以重复。” 模板的主要功能是帮助锡膏的沉积(deposition)。目的是将准确数量的材料转移到光板(bare PCB)上准确的位置。對於鋼板的使用完全按照(鋼板管理作業辦法)執行。模板制造技术模板制造的三
3、个主要技术是，化学蚀刻(etch)、激光(laser)切割和电铸成形(electroform)。每个都有独特的优点与缺点。化学蚀刻和激光切割是递减(substractive)的工艺、电铸成形是一个递增的工艺。,Screen Printer：,附：三种制作方法制作的钢板效果比较：化学蚀刻(etch)、激光(laser)切割和激光切割+电抛光,蝕刻,鐳射切割,激光切割+电抛光,Screen Printer：,2.锡膏包括以下三大组成部分：-合金粉粒-助焊剂-溶剂3.印刷参数设定-印刷速度-刮刀壓力-印刷間距4.Support 支撑5.人員操作,Screen Printer：,表面贴装元件介绍,阻容
4、元件识别方法,MOUNT：,MOUNT：,表面贴装元件介绍,MOUNT：,MOUNT：,MOUNT：,Chip 阻容元件,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）,MOUNT：,阻元件识别方法2片式电阻识别标记,电 阻,Reflow:(略),二.常见异常分析,1.焊锡珠产生的原因及處理：,焊锡珠（ SOLDER BALL ）现象是表面贴装（SMT）过程中的主要缺陷，主要发生在片式阻容元件（CHIP）的周围，由诸多因素引起。,Solder Ball,一般来说，焊锡珠的产生原因是多方面，综合的。,锡珠产生的原因及處理：,因素一：焊膏的选用直接影响
5、到焊接质量 焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒度度都能影响焊珠的产生。 a.焊膏的金属含量 (焊膏中金属含量其质量比约为8892，体积比约为50%。当金属含量增加时，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。另外，金属含量的增加，使金属粉末排列紧密，使其在熔化时更容结合而不被吹散。此外，金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的“塌落”，因此，不易产生焊锡珠。) b.焊膏的金属氧化度在焊膏中，金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大，焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润，从而导致可焊性降低。实验表明：焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。一般的，焊膏中的焊料氧化度应控制在
6、0.05以下，最大极限为0.15。,锡珠产生的原因及處理：,因素一：錫膏的选用直接影响到焊接质量 c.錫膏中金属粉末的粒度 錫膏中粉末的粒度越小，錫膏的总体表面积就越大，从而导致较细粉末的氧化度较高，因而焊锡珠现象加剧。我们的实验表明：选用较细颗粒度的錫膏时，更容易产生焊锡粉。 d.錫膏中助焊剂的量及焊剂的活性 焊剂量太多，会造成錫膏的局部塌落，从而使锡珠容易产生。另外，焊剂的活性小时，焊剂的去氧化能力弱，从而也容易产生锡珠。免清洗錫膏的活性较松香型和水溶型錫膏要低，因此就更有可能产生锡珠。 e. 其它注意事项 此外，錫膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用，否则
7、，錫膏容易吸收水分，在再流焊锡飞溅而产生锡珠。,因此，锡膏品牌的选用(工程評估)及正确使用(完全依照錫膏使用管理辦法)，直接影响锡珠的产生。,a.模板的开口我们一般根据印制板上的焊盘来制作模板，所以模板的开口就是焊盘的大小。在印刷錫膏时，容易把錫膏印刷到阻焊层上，从而在再流焊时产生锡珠。因此，我们可以这样来制作模板，把模板的开口比焊盘的实际尺寸减小10，另外，可以更改开口的外形来达到理想的效果。 b.模板的厚度錫膏在印制板上的印刷厚度。焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数，通常在0.13mm-0.17mm之间。焊膏过厚会造成錫膏的“塌落”，促进锡珠的产生。,因素二：模板的制作及开口,锡珠产
8、生的原因及處理：,锡珠产生的原因及處理：,因素三： 贴片机的贴装压力 如果在贴装时压力太高，錫膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上，在再流焊时焊锡熔化跑到元件的周围形成锡珠。解决方法可以减小贴装时的压力，并采用合适的模板开口形式，避免錫膏被挤压到焊盘外边去。,因素四：炉温曲线的设置 锡珠是在印制板通过再流焊时产生的，在预热阶段使錫膏和元件及焊盘的温度上升到120C150C之间，减小元器件在再流时的热冲击，在这个阶段，錫膏中的焊剂开始汽化，从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下，在再流时跑到元件周围形成锡珠。在这一阶段，温度上升不能太快，一般应小于2.0C/s，过快容易造成焊锡飞溅，形成锡珠。所以
9、应该调整再流焊的温度曲线，采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。,锡珠产生的原因及處理：,其他外界因素的影响： 一般錫膏印刷时的最佳温度为25C+-3C，湿度为相对湿度40%-60，温度过高，使錫膏的黏度降低，容易产生“塌落”，湿度过高，錫膏容易吸收水分，容易发生飞溅，这都是引起锡珠的原因。另外，印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分，并发生焊盘氧化，可焊性变差。,2.立碑问题分析及处理,矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为立碑。引起该种现象主要原因是锡膏熔化时元件两端受力不均匀所致。,Tombstone,立碑问题分析及处理,受力示意图：,T1 + T2 T
10、3,T1. 零件的重力使零件向下T2. 零件下方的熔錫也會使零件向下T3. 錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上,立碑问题分析及处理,产生的原因：,因素一：热效能不均匀，焊点熔化速率不同 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，一旦錫膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，錫膏先熔化，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，錫膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊錫膏的表面张力，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，使两端焊盘上的錫膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。a.
11、PCB pad大小不一，可使零件两端受热不均；b.PCB pad分布不当（pad一端独立，另一端与大铜面共累）,立碑问题分析及处理,因素二：元器件两个焊端或PCB焊盘的两点可焊性不均匀因素三：在贴装元件时偏移过大，或錫膏与元件连接面太小,针对以上个因素，可采用以下方法来减少立碑问题： 适当提高回流曲线的温度 严格控制线路板和元器件的可焊性 严格保持各焊接角的锡膏厚度一致 避免环境发生大的变化 在回流中控制元器件的偏移 提高元器件角与焊盘上锡膏的之间的压力,桥接问题：,焊点之间有焊锡相连造成短路,Short,桥接问题：,产生原因： 由于钢网开孔与焊盘有细小偏差，造成锡膏印刷不良有偏差 锡膏量太多可能是钢网开孔比例过大 锡膏塌陷 锡膏印刷后的形状不好成型差 回流时间过慢 元器件与锡膏接触压力过大,解决方法： 选用相对粘度较高的锡膏，一般来说，含量在8587%之间桥连现象较多，至少合金含量要在90%以上。 调整合适的温度曲线 在回流焊之前检查锡膏与器件接触点是否合适 调整钢网开孔比例（减少10%）与钢网厚度 调整贴片时的压力和角度,桥接问题：,其他不良产生的鱼骨图（位移）：,其他不良产生的鱼骨图（空焊）：,其他不良产生的鱼骨图（墓碑）：,其他不良产生的鱼骨图（短路）：,其他不良产生的鱼骨图（反白）：,Thanks!,
