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1、表面贴装工艺,-关于SMT的介绍,目 录,什么是SMT？,SMT工艺流程,Screen Printer,MOUNT,REFLOW,AOI,WAVE SOLDER,SMT Tester,SMT Inspection spec.,SMT Introduce,什么是SMT？,SMT(Surface Mount Technology)的英文缩写，中文意思是 表面贴装工艺。是新一代电子组装技术，它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。表面安装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如平装和混合安装。电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法，而且根本没有基片。第一个半导体器件的封装采用放射形的引
2、脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中。50年代，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件被广泛使用。,SMT Introduce,SMT Introduce,什么是SMT？,SMT Introduce,什么是SMT？,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMT的特点：,SMT Introduce,SMT工艺流程,一、单面组装：来料检测=丝印焊膏=贴片=回流焊接=检测=返修 二、双面组装；A：来料检测=A面丝印焊膏=贴片=A面回流焊接=检测=B面
3、丝印焊膏=贴片=B面回流焊接=检测=返修 此工艺适用于在PCB两面均贴装有SMD时采用。,SMT Introduce,B：来料检测=A面丝印焊膏=贴片=A面回流焊接=检测=B面点红胶=贴片=固化=A面插件=B面波峰焊=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，物料较少，只有chip料，SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。C:来料检测=B面丝印焊膏=贴片=B面回流焊接=检测=A面丝印焊膏=贴片=A面回流焊接=检测=A面插件=B面波峰焊=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，物料数量多，元
4、件尺寸大，需要使用波峰焊夹具，宜采用此工艺。,SMT工艺流程,SMT Introduce,SMT工艺流程,SMT Introduce,Screen Printer,印刷机是将焊料（锡膏或胶水等）通过钢网和刮刀印刷到PCB板上的设备,印刷机类型 按功能可分为三种类型：A 手动印刷机，适用于印刷精度要求不高的大型贴裝元件；B 半自动印刷机，适用于小批量离线式生产，及较高精度的贴裝元件 C全自动刷机，适用于大批量在线式生产，及高精度的贴裝元件；,SMT Introduce,Screen Printer,STENCIL PRINTING,Screen Printer 内部工作图,Screen Prin
5、ter,Screen Printer 的基本要素：,Solder(又叫锡膏）对于锡膏的要求是：1.极好的滚动特性。2.在印刷过程中具备低的黏度，印刷完成后有高的黏度。3.与钢网和刮刀有很好的脱离效果。4.在室内温度下不宜变干，而在预热温度下容易变干的特性。5.高的金属含量，低的化学成分。6.低的氧化性。7.化学成分和金属成分没有分离性。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。,SMT Introduce,SMT Introduce,Screen Prin
6、ter,锡膏的存储：,保存：需在110的冰箱里冷藏,否则会影响锡膏性能.儲存时间不超过 6个月.回温:在锡膏回温到室温前切勿拆开容器或搅拌锡膏,一般回温时间 约为 412小时(以自然回温方式）;如未回温完全就使用锡膏,会 冷凝空气中的水气.锡膏使用前一般需用搅拌约13分钟使用:时间不超过8小时,回收的锡膏最好不要用,印刷锡膏过程在2125,35%65%RH环境作业最好,不可有冷风或热风直接对着吹.,SMT Introduce,Screen Printer,锡膏的使用流程：,进料,入库,回温,搅拌,开封,1 锡膏依不同批号,自序号较小之瓶先取用,保证先进先出,2 回温完成后,打开锡膏瓶,登记“开
7、封”时间及开封后使用“期限”,3 在钢板上印刷超过8个小时以及锡膏开封后超过24小时,尚未用完的,必須报废.,4 锡膏领料员需拿已用完锡膏的空瓶去交换新的锡膏.领取锡膏时,需对锡膏的回温时间,搅拌时间进行检查.,SMT Introduce,Squeegee(刮刀）,菱形刮刀,金属刮刀,Screen Printer,聚乙烯材料或类似材料,刀片材质的好坏直接影响钢网使用寿命和印刷效果选用钢片,特点硬度高无磁性耐腐蚀,常用硬度为8085肖氏回跳硬度（Shore）,红胶工艺,锡膏工艺,SMT Introduce,Stencil,PCB,Stencil的开口,Screen Printer,PCB,Ste
8、ncil,Stencil的刀锋形开口,激光切割模板和电铸成型模板,化学蚀刻模板,SMT Introduce,Screen Printer,钢网的结构,绷网采用胶水+铝胶带方式，在铝框与胶粘接处，须均匀刮上一层保护胶。同时，应保证网板有足够的张力(不小于35 N/cm)和良好的平整度 网框:框架尺寸根据印刷机的要求而定，以DEK和MPM 机型为例，框架尺寸为29*29 inch,采用铝合金,框架型材规格为1.5*1.5 inch,SMT Introduce,Screen Printer,模板(Stencil)制造技术:,SMT Introduce,MOUNT,贴片机类型 按功能可分为两种类型：A
9、 高速机,适用于贴裝小型大量的元件；如电容，电阻等，也可贴裝一些IC元件，但精度受到限制 B 泛用机,适用于贴裝异型的或精密度高的元件；如QFP,BGA,SOT,SOP,PLCC等.,贴片机:将电子元件贴裝到已经印刷了锡膏或胶水的PCB上的设备。,SMT Introduce,MOUNT,表面贴装元件介绍：,表面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,SMT Introduce,REF
10、LOW,通过高温使焊料先熔化再冷却固化，从而达到将PCB和SMT元件焊接在一起。,回焊炉,SMT Introduce,REFLOW,回流的方式：,SMT Introduce,REFLOW,热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除元件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。,基本工艺：,SMT Introduce,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
11、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。此阶段升温斜率 不能太大,保持在1-3/Sec.,SMT Introduce,REFLOW,目的：将PCB元件和材料带到一个均勻的温度,接近锡膏熔点 保证在达到回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。最理想的恒温温度是刚好在锡膏材料熔点之下.,工艺分区：,（二）恒温区,SMT Introduce,REFLOW,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
12、焊料进一步扩展，对 大多数焊料润湿时间为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）冷却固化区 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。冷却固化阶段.冷却速度是关键,太快 可能损坏裝配,太慢会造成焊点脆弱.,（三）回流焊区,SMT Introduce,REFLOW,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
13、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,SMT Introduce,REFLOW,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,影响焊接性能的各种因素：,SMT Introduce,REFLOW,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的侧
14、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之间，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。,SMT Introduce,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
15、焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，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。,REFLOW,SMT Introduce,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
16、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。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,SMT Introduce,REFLOW,立碑问题,回流焊中立碑形成的机理,矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种不良就称为立碑。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。,SMT Introduce,R
17、EFLOW,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 回流焊炉中有一条横跨炉子宽度的回流焊 限线，一旦焊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，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 液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接 力，该力远小于回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回流焊限 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。,SMT Introduce,在进行回流焊接时印制电路组件预热不充分。,c)焊盘设计质量的影响。若片式元件的
18、一对焊盘大小不同或不对称，也会引起印刷的焊膏量不 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，也都可能出现立碑现象。严格按标准 规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。,REFLOW,SMT Introduce,REFLOW,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)印刷的焊膏成型不佳；桥接.b)PCB板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。,SMT In
19、troduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,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。,问题及原因 对 策,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。,SMT Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,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
20、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立碑。,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。改进零件及与焊盘之间的尺寸比例。不可使焊盘太大。,SMT Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,4.缩锡 DEWETTING 零件脚或焊垫的焊锡性不佳。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。,
21、改进电路板及零件之焊锡性。增强锡膏中助焊剂之活性。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。,SMT Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,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。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
22、改成10/90，令其熔融延后，使焊垫也能及时达到所需的热量）。,SMT Introduce,AOI,自动光学检查(AOI,Automated Optical Inspection),利用光学反射成像原理，侦测SMT贴裝的外观焊接不良。运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帖装错误及焊接缺陷.PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板,并可提供在线检测方案,以提高生产效率,及焊接质量.,SMT Introduce,通过使用AOI作为减少缺陷的工具,在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制.早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段,AOI将减少修理成本将避免报
23、废不可修理的电路板.,由于电路板尺寸大小的改变提出更多的挑战,因为它使手工检查更加困难.为了对这些发展作出反应，越来越多的原设备制造商采用AOI.,为 什 么 使 用 AOI,AOI,SMT Introduce,AOI 检 查 与 人 工 检 查 的 比 较,AOI,SMT Introduce,1）高速检测系统 与PCB板帖装密度无关,2）快速便捷的编程系统-图形界面下进行-运用帖装数据自动进行数据检测-运用元件数据库进行检测数据的快速编辑,主 要 特 点,4）根据被检测元件位置的瞬间变化进行检测窗口的 自动化校正，达到高精度检测,5）通过用墨水直接标记于PCB板上或在操作显示器 上用图形错误
24、表示来进行检测电的核对,3）运用丰富的专用多功能检测算法和二元或灰度水 平光学成像处理技术进行检测,AOI,SMT Introduce,可 检 测 的 元 件,元件类型,-矩形chip元件（0805或更大）-圆柱形chip元件-钽电解电容-线圈-晶体管-排组-QFP,SOIC（0.4mm 间距或更大）-连接器-异型元件,AOI,SMT Introduce,AOI,检 测 项 目,-无元件：与PCB板类型无关-未对中：（脱离）-极性相反：元件板性有标记-直立：编程设定-焊接破裂：编程设定-元件翻转：元件上下有不同的特征-错帖元件：元件间有不同特征-少锡：编程设定-翘脚：编程设定-连焊：可检测20
25、微米-无焊锡：编程设定-多锡：编程设定,SMT Introduce,影 响 AOI 检 查 效 果 的 因 素,影响AOI检查效果的因素,内部因素,外部因素,部件,贴片质量,助焊剂含量,室内温度,焊接质量,AOI 光 度,机器内温度,相机温度,机械系统,图形分析运算法则,AOI,SMT Introduce,序号 缺陷 原因 解决方法,1 元器件移位 安放的位置不对 校准定位坐标 焊膏量不够或定位压力不够 加大焊膏量，增加安放元器件 焊膏中焊剂含量太高，的压力 在再流焊过程中焊剂的 减小锡膏中焊剂的含量 流动导致元器件移动,2 桥接 焊膏塌落 增加锡膏金属含量或黏度 焊膏太多 减小丝网孔径，增加
26、刮刀压力 加热速度过快 调整再流焊温度曲线,3 虚焊 焊盘和元器件可焊性差 加强 PCB 和元器件的筛选 印刷参数不正确 检查刮刀压力、速度 再流焊温度和升温速度不当 调整再流焊温度曲线,不良原因列表,SMT Introduce,序号 缺陷 原因 解决方法,4 元器件竖立 安放的位置移位 调整印刷参数 焊膏中焊剂使元器件浮起 采用焊剂较少的焊膏 印刷焊膏厚度不够 增加焊膏厚度 加热速度过快且不均匀 调整再流焊温度曲线 采用Sn63/Pb37焊膏 改用含 Ag 的焊膏,6 焊点锡过多 丝网孔径过大 减小丝网孔径 焊膏黏度小 增加锡膏黏度,5 焊点锡不足 焊膏不足 扩大丝网孔径 焊盘和元器件焊接性
27、能差 改用焊膏或重新浸渍元件 再流焊时间短 加长再流焊时间,不良原因列表,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),什么是波峰焊,波峰焊是将熔融的液态焊料借助与泵的作用在焊料槽液面形成特定形状的焊料波插装了元器件的PCB置与传送链上经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。,叶泵,移动方向,焊料,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊机,1波峰焊机的工位组成及其功能,裝板,涂布焊剂,预热,焊接,热风刀,冷却,卸板,2波峰面,波的表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态在波峰焊接过程中PCB接触
28、到锡波的前沿表面氧化皮破裂PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊机,3焊点成型,沿深板,焊料,A,B1,B2,v,v,PCB離開焊料波時分離點位與B1和B2之間的某個地方分離后形成焊點,当PCB进入波峰面前端（A）时基板与引脚被加热并在未离开波峰面（B）之前整个PCB浸在焊料中即被焊料所桥联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾
29、部的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊机,4防止桥联的发生,沿深板,焊料,A,B1,B2,v,v,PCB離開焊料波時分離點位與B1和B2之間的某個地方分離后形成焊點,1使用可焊性好的元器件/PCB2提高助焊剞的活性3提高PCB的预热温度增加焊盘 的湿润性能4提高焊料的温度5去除有害杂质减低焊料的内聚 力以利于两焊点之间的焊料分 开,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊机中常见的预热方法,波峰焊机中常见的预热方式有如下几种,1空气对流加热2红外加热器加热3热空气和辐射相结合的方法加热,SMT I
30、ntroduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊工艺曲线解析,預熱開始,與焊料接觸,達到潤濕,與焊料脫離,焊料開始凝固,凝固結束,預熱時間,潤濕時間,停留/焊接時間,冷卻時間,工藝時間,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊工艺曲线解析,1润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间2停留时间 PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时间的计算方式是 停留/焊接时间=波峰宽/速度3预热温度 预热温度是指PCB与波峰面接触前达到 的温度(見右表）4焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于 焊料熔点（183C）50C 60C大多数情
31、况 是指焊锡炉的温度实际运行时所焊接的PCB 焊点温度要低于炉温这是因为PCB吸热的结 果,SMT Introduce,波峰焊（Wave Solder),波峰焊工艺参数调节,1波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數值通常控制在PCB板厚度 的1/22/3,過大會導致熔融的焊料流到PCB的表面形成“橋連”2傳送傾角 波峰焊機在安裝時除了使機器水平外還應調節傳送裝置的傾角通過 傾角的調節可以調控PCB與波峰面的焊接時間適當的傾角會有助于 焊料液與PCB更快的剝離使之返回錫鍋內3熱風刀 所謂熱風刀是SMT剛離開焊接波峰后在SMT的下方放置一個窄長的帶開口 的“腔體”窄長的腔體能吹出熱
32、氣流尤如刀狀故稱“熱風刀”4焊料純度的影響 波峰焊接過程中焊料的雜質主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析過量的銅 會導致焊接缺陷增多5助焊劑6工藝參數的協調 波峰焊機的工藝參數帶速預熱時間焊接時間和傾角之間需要互相協調 反復調整。,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),1.沾锡不良 POOR WETTING:,这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下:1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的.1-2.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会在基板及零件
33、脚上发现,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良.1-3.常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或可解决此问题.1-4.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂.1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度50至80之间,沾锡总时间约3秒.调整锡膏粘度。,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊
34、（Wave Solder),2.局部沾锡不良 DE WETTING:,此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点.,问题及原因 对 策,3.冷焊或焊点不亮 COLD SOLDER OR DISTURRED SOLDER JOINTS:,焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动.,4.焊点破裂 CRACKS IN SOLDER FILLET:,此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善.,SMT Introduce,波峰焊接
35、缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),5.焊点锡量太大 EXCES SOLDER:,通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助.5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由1到7度依基板设计方式?#123;整,一般角度约3.5度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚.5-2.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽.5-3.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果.5-4.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥,锡尖.,问题及原因 对 策,SMT I
36、ntroduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),6.锡尖(冰柱)ICICLING:,此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡.6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善.6-2.基板上金道(PAD)面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘10mm区块.6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善.6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,
37、多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽.6-5.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),7.防焊绿漆上留有残锡 SOLDER WEBBING:,7-1.基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之,后餪化产生黏性黏着焊锡形成锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂),氯化烯类等溶剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则有基板层材CURING不正确的可能,本项事故应及时回馈基板供货商.7-2.不正确的
38、基板CURING会造成此一现象,可在插件前先行烘烤120二小时,本项事故应及时回馈基板供货商.7-3.锡渣被PUMP打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的锡炉维护,锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘10mm高度),问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),8.白色残留物 WHITE RESIDUE:,在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质不会影响表面电阻质,但客户不接受.8-1.助焊剂通常是此问题主要原因,有时改用另一种助焊剂即可改善,松香类助
39、焊剂常在清洗时产生白班,此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助,产品是他们供应他们较专业.8-2.基板制作过程中残留杂质,在长期储存下亦会产生白斑,可用助焊剂或溶剂清洗即可.8-3.不正确的CURING亦会造成白班,通常是某一批量单独产生,应及时回馈基板供货商并使用助焊剂或溶剂清洗即可.8-4.厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容,均发生在新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助.8-5.因基板制程中所使用之溶剂使基板材质变化,尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题,建议储存时间越短越好.8-6.助焊剂使用过久老化,暴露在空气中吸收水气劣化,建议更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每
40、周更新,浸泡式助焊剂每两周更新,喷雾式每月更新即可).8-7.使用松香型助焊剂,过完焊锡炉候停放时间太九才清洗,导致引起白班,尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善.8-8.清洗基板的溶剂水分含量过高,降低清洗能力并产生白班.应更新溶剂.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),9.深色残余物及浸蚀痕迹 DARK RESIDUES AND ETCH MARKS:,通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端,此问题通常是不正确的使用助焊剂或清洗造成.9-1.松香型助焊剂焊接后未立即清洗,留下黑褐色残留物,尽量提前清洗即可.9-2.酸性助焊剂留在
41、焊点上造成黑色腐蚀颜色,且无法清洗,此现象在手焊中常发现,改用较弱之助焊剂并尽快清洗.9-3.有机类助焊剂在较高温度下烧焦而产生黑班,确认锡槽温度,改用较可耐高温的助焊剂即可.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),10.绿色残留物 GREEN ESIDUE:,绿色通常是腐蚀造成,特别是电子产品但是并非完全如此,因为很难分辨到底是绿锈或是其它化学产品,但通常来说发现绿色物质应为警讯,必须立刻查明原因,尤其是此种绿色物质会越来越大,应非常注意,通常可用清洗来改善.10-1.腐蚀的问题通常发生在裸铜面或含铜合金上,使用非松香性助焊剂,
42、这种腐蚀物质内含铜离子因此呈绿色,当发现此绿色腐蚀物,即可证明是在使用非松香助焊剂后未正确清洗.10-2.COPPER ABIETATES 是氧化铜与 ABIETIC ACID(松香主要成分)的化合物,此一物质是绿色但绝不是腐蚀物且具有高绝缘性,不影影响品质但客户不会同意应清洗.10-3.PRESULFATE 的残余物或基板制作上类似残余物,在焊锡后会产生绿色残余物,应要求基板制作厂在基板制作清洗后再做清洁度测试,以确保基板清洁度的品质.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),11.白色腐蚀物,第八项谈的是白色残留物是指基板上白色
43、残留物,而本项目谈的是零件脚及金属上的白色腐蚀物,尤其是含铅成分较多的金属上较易生成此类残余物,主要是因为氯离子易与铅形成氯化铅,再与二氧化碳形成碳酸铅(白色腐蚀物).在使用松香类助焊剂时,因松香不溶于水会将含氯活性剂包着不致腐蚀,但如使用不当溶剂,只能清洗松香无法去除含氯离子,如此一来反而加速腐蚀.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),12.针孔及气孔 PINHOLDS AND BLOWHOLES:,针孔与气孔之区别,针孔是在焊点上发现一小孔,气孔则是焊点上较大孔可看到内部,针孔内部通常是空的,气孔则是内部空气完全喷出而造成之
44、大孔,其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固,而形成此问题.12-1.有机污染物:基板与零件脚都可能产生气体而造成针孔或气孔,其污染源可能来自自动植件机或储存状况不佳造成,此问题较为简单只要用溶剂清洗即可,但如发现污染物为SILICONOIL 因其不容易被溶剂清洗,故在制程中应考虑其它代用品.12-2.基板有湿气:如使用较便宜的基板材质,或使用较粗糙的钻孔方式,在贯孔处容易吸收湿气,焊锡过程中受到高热蒸发出来而造成,解决方法是放在烤箱中120烤二小时.12-3.电镀溶液中的光亮剂:使用大量光亮剂电镀时,光亮剂常与金同时沉积,遇到高温则挥发而造成,特别是镀金时,改用含光亮剂较少的电镀液,当然
45、这要回馈到供货商.,问题及原因 对 策,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),13.TRAPPED OIL:,此现象分为二种(1)焊锡过后一段时间,(约半载至一年)焊点颜色转暗.(2)经制造出来的成品焊点即是灰暗的.14-1.焊锡内杂质:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分.14-2.助焊剂在热的表面上亦会产生某种程度的灰暗色,如RA及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成轻微的腐蚀而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗应可改善.某些无机酸类的助焊剂会造成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1%的盐酸清洗再水洗.14-3.在焊锡合金中,锡含量低者(如40/
46、60焊锡)焊点亦较灰暗.,问题及原因 对 策,14.焊点灰暗,氧化防止油被打入锡槽内经喷流涌出而机污染基板,此问题应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊锡即可改善.,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),15.焊点表面粗糙:,问题及原因 对 策,16.黄色焊点,焊点表面呈砂状突出表面,而焊点整体形状不改变.15-1.金属杂质的结晶:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分.15-2.锡渣:锡渣被PUMP打入锡槽内经喷流涌出因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出,应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊锡并应清理锡槽及PUMP即可改善.15-3.外来物质:如毛边,绝缘
47、材等藏在零件脚,亦会产生粗糙表面.,系因焊锡温度过高造成,立即查看锡温及温控器是否故障.,SMT Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),17.短路BRIDGING:,问题及原因 对 策,过大的焊点造成两焊点相接.17-1.基板吃锡时间不够,预热不足調整锡炉即可.17-2.助焊剂不良:助焊剂比重不当,劣化等.17-3.基板进行方向与锡波配合不良,更改吃锡方向.17-4.线路设计不良:线路或接点间太过接近(应有0.6mm以上间距);如为排列式焊点或IC,则应考虑盗锡焊垫,或使用文字白漆予以区隔,此时之白漆厚度需为2倍焊垫(金道)厚度以上.17-5.被污染的锡或积
48、聚过多的氧化物被PUMP带上造成短路应清理锡炉或更进一步全部更新锡槽内的焊锡.,SMT Introduce,ICT 測試機,ICT（In-circuit tester)被称为在线测试机 在线测试属于接触式检测技朮也是生产中测试最基本的方法之一由于它具有很强的故障诊断能力而广泛使用。通常将SMT放置在专门设计的针床夹具上安装在夹具上的弹簧测试探针与组件的引线或测试焊盘接触由于接触了板子上所有网络所有仿真和数字器件均可以单独测试并可以迅速诊断出故障器件。,SMT Tester,SMT Introduce,ICT在线测试机的功能,1焊接缺陷檢查能力 通常ICT能檢查的焊接缺陷如下表,SMT Test
49、er,SMT Introduce,ICT在线测试机的功能,2元器件缺陷檢查能力 元器件缺陷檢查的焊接缺陷如下表,SMT Tester,SMT Introduce,X-Ray 测试机,X射线具备很强的穿透性是最早用于各种检测场合的一种仪器。X射线透视图可以显示焊点厚度形状及质量的密度分布。这些指针能充分反映出焊点的焊接质量包括开路短路孔洞内部气泡以及锡量不足并能做到定量分析 X-Ray测试机就是利用X射线的穿透性进行测试的,SMT Tester,SMT Introduce,不同材料对X射线的不透明度系数,SMT Tester,SMT Introduce,选择X光测试仪的注意事项,SMT Test
50、er,SMT Introduce,X-Ray检测常见的一些不良现象,SMT Tester,SMT Introduce,X-Ray检测常见的一些不良现象,2D传输影象,Cross sectional image(3D Image)(Bottom side,Bridge Error),3D 影象,1，桥联不良,SMT Tester,SMT Introduce,X-Ray检测常见的一些不良现象,2，漏焊不良,2D传输影象,3D 影象,SMT Tester,SMT Introduce,X-Ray检测常见的一些不良现象,3，缺焊不良,SMT Tester,void,2D 缺焊图象,3D 缺焊影象,SMT
