SMT十大步驟 第一步骤:制程设计 表面黏着组装制程,特别是针对PC板将先与制造厂所提供的产品数据微小间距组件,需要不断的监视制程,及IPC上标定的品质规范相比对。接及有系统的检视。举例说明,在美国,下来就是将锡膏印到焊垫上回焊,如焊锡接点品质标准是依据 IPC-A-620果是使用有机的助焊剂,则需要再加及国家焊锡标准 ANSI / J-STD-001。以清洗以去除残留物。在评估焊点的了解这些准则及规范后,设计者才能品质的同时,也要一起评估PC板在经研发出符合工业标准需求的产品。 历回焊后外观及尺寸的反应。同样的检验方式也可应用在波峰焊锡的制程®量产设计 上。 量产设计包含了所有大量生产的®组装制程发展 制程、组装、可测性及可靠性,而且是以书面文件需求为起点。 这一步骤包含了对每一机械动一份完整且清晰的组装文件,对作,以肉眼及自动化视觉装置进行不从设计到制造一系列转换而言,是绝间断的监控。举例说明,建议使用雷对必要的也是成功的保证。其相关文射来扫描每一PC板面上所印的锡膏件及CAD数据清单包括材料清单体积。 (BOM)、合格厂商名单、组装细节、在将样本放上表面黏着组件特殊组装指引、PC板制造细节及磁盘(SMD) 并经过回焊后,品管及工程人内含 Gerber数据或是 IPC-D-350程员需一一检视每组件接脚上的吃锡状序。 况,每一成员都需要详细纪录被动组在磁盘上的CAD数据对开发测试件及多脚数组件的对位状况。在经过及制程冶具,及编写自动化组装设备波峰焊锡制程后,也需要在仔细检视程序等有极大的帮助。其中包含了X-Y焊锡的均匀性及判断出由于脚距或组轴坐标位置、测试需求、概要图形、件相距太近而有可能会使焊点产生缺线路图及测试点的X-Y坐标。 陷的潜在位置。 ®PC板品质 ®细微脚距技术 细微脚距组装是一先进的构装及从每一批货中或某特定的批号制造概念。组件密度及复杂度都远大中,抽取一样品来测试其焊锡性。这1
SMT十大步驟 于目前市场主流产品,若是要进入量尽管将所有组件的放置方位,设产阶段,必须再修正一些参数后方可计成一样不是完全必要的,但是对同投入生产线。 一类型组件而言,其一致性将有助于举例说明,细微脚距组件的脚距提高组装及检视效率。对一复杂的板为 “或是更小,可适用于标准型子而言有接脚的组件,通常都有相同及ASIC组件上。对这些组件而言其工的放置方位以节省时间。原因是因为放置组件的抓头通常都是固定一个方业标准有非常宽的容许误差,就(如图向的,必须要旋转板子才能改变放置一)所示。正因为组件供货商彼此间的方位。致于一般表面黏着组件则因为容许误差各有不同,所以焊垫尺寸必放置机的抓头能自由旋转,所以没有须要为此组件量身定制,或是进行再这方面的问题。但若是要过波峰焊锡修改才能真正提高组装良率。 炉,那组件就必须统一其方位以减少 其暴露在锡流的时间。 一些有极性的组件的极性,其放 置方向是早在整个线路设计时就已决 定,制程工程师在了解其线路功能后, 决定放置组件的先后次序可以提高组 装效率,但是有一致的方向性或是相图一、微细脚距组件之焊垫应有最小似的组件都是可以增进其效率的。若及最大之误差容许值 是能统一其放置方位,不仅在撰写放I到尺峰一焊许的®置组件程序的速度可以缩短,也同时焊垫外型尺寸及间距一般是遵循 可以减少错误的发生。 PC-SM-782A的规范。然而,为了达制程上的需求,有些焊垫的形状及®一致(和足够)的组件距离 寸会和这规范有些许的出入。对波焊锡而言其焊垫尺寸通常会稍微大全自动的表面黏着组件放置机一些,为的是能有比较多的助焊剂及般而言是相当精确的,但设计者在尝锡。对于一些通常都保持在制程容试着提高组件密度的同时,往往会忽误差上下限附近的组件而言,适度略掉量产时复杂性的问题。举例说明,调整焊垫尺寸是有其必要的。 当高的组件太靠近一微细脚距的组件时,不仅会阻挡了检视接脚焊点的视表面黏着组件放置方位的一致性 线也同时阻碍了重工或重工时所使用2
SMT十大步驟 的工具。 来决定。一复杂的设计可以做成有效波峰焊锡一般使用在比较低、矮率的生产且减少困难度,但若是设计的组件如二极管及晶体管等。小型组者没注意到制程细节的话,也会变得件如SOIC等也可使用在波峰焊锡上,非常的困难的。组装计划必须一开始但是要注意的是有些组件无法承受直在设计的时候就考虑到。通常只要调接暴露在锡炉的高热下。 整组件的位置及置放方位,就可以增为了确保组装品质的一致性,组加其量产性。若是一PC板尺寸很小,件间的距离一定要大到足够且均匀的具不规则外形或有组件很靠近板边暴露在锡炉中。为保证焊锡能接触到时,可以考虑以连板的形式来进行量每一个接点,高的组件要和低、矮的产。 组件,保持一定的距离以避免遮蔽效®测试及修补 应。若是距离不足,也会妨碍到组件通常使用桌上小型测试工具来侦的检视和重工等工作。 测组件或制程缺失是相当不准确且费工业界已发展出一套标准应用在时的,测试方式必须在设计时就加以表面黏着组件。如果有可能,尽可能考虑进去。例如,如要使用ICT测试使用符合标准的组件,如此可使设计时就要考虑在线路上,设计一些探针者能建立一套标准焊垫尺寸的数据能接触的测试点。测试系统内有事先库,使工程师也更能掌握制程上的问写好的程序,可对每一组件的功能加题。设计者可发现已有些国家建立了以测试,可指出那一组件是故障或是类似的标准,组件的外观或许相似,放置错误,并可判别焊锡接点是否良但是其组件之引脚角度却因生产国家好。在侦测错误上还应包含组件接点之不同而有所差异。举例说明, SOIC间的短路,及接脚和焊垫之间的空焊组件供应者来自北美及欧洲者都能符等现象。 合EIZ标准,而日本产品则是以EIAJ若是测试探针无法接触到线路上为其外观设计准则。要注意的是就算每一共通的接点(common junction)时,是符合EIAJ标准,不同公司生产的组则要个别量测每一组件是无法办到件其外观上也不完全相同。 的。特别是针对微细脚距的组装,更®为提高生产效率而设计 需要依赖自动化测试设备的探针,来组装板子可以是相当简单,也可量测所有线路上相通的点或组件间相是非常复杂,全视组件的形态及密度联的线。若是无法这样做,那退而求3
SMT十大步驟 其次致少也要通过功能测试才可以,会使用二种以上的组装过程。至于更不然只有等出货后顾客用坏了再说。 困难的微细脚距组件组装,则需要使ICT测试是依不用产品制作不同用不同的组装方式以确保效率及良的冶具及测试程序,若在设计时就考率。 虑到测试的话,那产品将可以很容易整个产品上组件密度的升高及高比率使用微细脚距组件都将使得组装的检测每一组件及接点的品质。(图二)(测试及检视)的困难度大幅提高。有些所示为可以目视看到的焊锡接点不方式可供选择:表面黏着组件在单面良。然而,锡量不足及非常小的短路或双面、表面黏着组件及微细脚距组则只有依赖电性测试来检查。 件在单面或双面。 当制程复杂度升高时,费用也随 之上升。举例说明,在设计微细脚距 组件于一面或双面之前,设计者必须 了解到此一制程的困难度及所需费 用。另一件则是混载制程。PC板通常 都是采用混载制程,也就是包含了穿图二、焊点缺陷,以目视检测,包括孔组件在板子上。在一自动化生产在因接脚共平面问题所造成的空焊及短线,表面黏着组件是以回焊为主要方路,自动测试机在发现肉眼无法检测式,而有接脚的组件则是以波峰焊锡出的缺陷时,是有其存在的必要的。 法为主。在这时有接脚的组件,就必由于第一面及第二面的组件密度须等回焊组件都上完后再进行组装。 可能完全相同,所以传统所使用的测®回焊焊接 试方式可能无法侦测全部错误。尽管在导仍®程不高密度微细脚距的PC板上有小的回焊焊接是使用锡、铅合金为成通孔份的锡膏。这锡膏再以非接触的加热(via)垫可供探针接触,但一般会希望加大此导通孔垫以供使用。方式如红外线、热风等,将其加热液 化。波峰焊锡法可用来焊接有接脚组决定最有效率之组装 件及部份表面黏着组件,但要注意的对所有的产品都提供相同的组装是,这些组件必须先以环氧树脂固定,序是不切实际的。对于不同组件、才能暴露在熔融的锡炉里。以下几种同密度及复杂性的产品组装,至少联机生产方式可供参考:回焊焊接、4
SMT十大步驟 双面回焊焊接、回焊/波峰焊锡、双面插件式组件焊接好的方式。将一计算回焊/波峰焊锡、双面回焊/选择性波峰过的锡膏量放置到每一穿孔焊垫的四焊锡等方式。 周。当锡膏熔化时会自动流入穿孔内, 回焊/波峰焊锡及双面回焊/波峰填满孔穴并完成焊接接点。当使用这焊锡,需要先用环氧树脂将第二面的种方式时组件必须要能承受回焊时的表面黏着组件全部固定起来(组件会暴高温。 露在熔融的锡中)。设计者在使用主动®冶具开发文件 组件于波峰焊锡中要特别的注意。 开发PC板组装用冶具需要详细选择性波峰焊锡法,是先用简单如CAD等的数据。Gerber file或的冶具将先前以回焊方式装上的组件IPC-D-350用来制作板子的数据也常遮蔽起来,再去过锡炉。这种方式可在撰写机器程序,开印刷钢版及制造以把组件以冶具保护起来,只露出部份法黏是流好度 图焊接能供测试冶具时被用到。尽管每一部份所选择性区域来通过熔融的锡。这方使用的程序兼容性都不同,但全自动还需要考虑到两种不同的组件(表面的机械设备,通常都会有自动转换或着组件及插件式组件)之间的距离,翻译的软件来把CAD数据转成可辨视否能确保足够的流锡能不受限制的的格式。使用数据的单位包括组装机到焊点。较高的组件(高于3mm)最器的程序、印刷钢版制作、真空冶具是放到第一面,以免增加冶具的厚制作及测试冶具等。 (如图三所示)。 ®结论 工程师可能会使用数种不同的成熟制程方式,来焊接许多种类的组件到基板上面。有着完整的计划及一清晰易懂的组装流程步骤及需求,设计三、在双面回焊后使用选择性波峰者可以更容易准备出一符合生产线生锡时,表面黏着组件和插件式组件产的产品。提供一好的PC板设计及完脚要保持一定的距离,以确保锡流整且清晰的文件,可以确保组装品质、顺利流过这些焊点。 功能及可靠度都能在一定预算下顺利鲁柏特方式(Ruppert process)提达到目地。制程工程师,一次就将回焊组件及5
SMT十大步驟 第二步骤:测试设计 在市面上有无数的测试技术及设接触可侦测到板上所有模拟或数字组备来供测试工程师选用,以达到利用件,并迅速孤立出有问题的组件。短最少花费完成最多样的测试。然而,路测试通常是第一个执行的,以确定一“理想”的测试则需包含以下各项:是否有空焊或其它的短路。 基板产量、复杂度及尺寸、技术之应其结论很简单,就是说只要板子用(RF、CPU或模拟式),测试预算及没有空焊、短路、组件放置错误及使不论是否要用上的为测试而设计的理用错组件,这块PC板通常就是无缺陷念。 的。这方法可以避免因发生错误而影在设计一测试流程时,工程师有响到周围其它的组件。 许多选择,从单一测试机台到一整个®量产缺失分析(MDA) 测试工厂都有。有许多型态的ATE机台可选择,无论是直接购买或是专门MDA通常是ICT 测试中的一个分设计都有。然而其测试的两个主要目项,然而它并没有加电流到板子上去。地是不变的:首先必须能很迅速的判一般而言,MDA并不能测试数字组件的断板子是好是坏,其次能立即判断是真正功能,所以还要有其它的方法。那一组件毁坏亦或是其它原因。即然MDA是一非常好的模拟组件测试器,然在测试市场上早已有现成的测试机台而尽管和ICT一样能有效测出短路及可以符合需求,我们只要选择合适的空焊,它最大的好处是容易撰写程序,来使用即可。 较短的测试时间及较低的费用。 ®ICT测试 ®功能卡测试(FCT) 在一针床冶具上测试板子,一次在FCT之下板子会在自己的环境测一个组件。这冶具会和板子、焊锡下来测试其功能及速度。举例说明,面上所有的节点接触,虽然它可以和一含处理器的主机板必须加以测试,板子正反两面都做接触,不过一般而以确保其能以全速运算且透过适配卡言那是很昂贵的。这些针底部是以弹和磁盘驱动器、VGA显示器,选用的内簧为材料,用来和板子上组件的接脚存等相连接;测试定速器板以确定其或是测试点接触。当和板上所有的点6
SMT十大步驟 和汽车之间的接口良好,或是测试F16或其它测试工具来找出有缺陷的组件战斗机上许多PC板中的一片,以确定所在。 它能以全速执行其功能。以上都是FCT所应用的领域。 ®错误侦测 在测试主机板时要用到 “Mock-Up” 测试机,它可以加上磁盘无误UUT数字或模拟,PHT或SMT、驱动器及VGA卡到板子上,并以事先军品或商品测试结果都须要把缺陷的设定的程序去测试。至于其它外加的组件或基板找出来。下列就是包含一系统都是良好的。这设备最大的优点假想处理器的清单 是不贵且容易建造,而其缺点则是无1000个点 法决定板上缺陷发生在那个地方。 800个非连续性组件 在测试定速器板或其它模拟电路60个小/中型积体组件 板时要用到 “Rack-and-stack”测试9个数字组件40到4脚 机,因为Mock-Up不能精确且充份的3个72到 80脚组件 进行测试。基本上,测试工程师会选5个100到128脚组件 取适当的仪器,建立一支架,再把这3个200到208脚组件 些仪器放到架子上去。IEEE or VXI- 20个连接器 控制仪器是最常被用到的。同时也要假设每一组件都有可能损坏,且发展出一专用的测试软件来控制这些制程上也可能产生故障,有90%的良率仪器。市面上有许多现成的软件可供可通过ICT测试,有 90%可通过FCT,Rack-and Stack测试时使用。 这也表示会有12%的产品会发生问题,一 “ATF为基本功能”的测试机可且必须依赖测试把有缺陷的产品找模拟PC板操作的环境。这种测试机通出,并确定问题发生在何处。故障清常非常昂贵。IEEE or VXI仪器可以在单如表一所示,显示故障机率是如何机台的控制下进行模拟测试。对数字分布在插件组件和表面黏着组件的组电路而言,一般使用的技术是将数据装过程表。 存在探针后方的内存上。用此方式可®预期的改变 把测试频率提高到50MHz 以上。一般而言在使用此技术时是模拟设计者的(表一)显示当产品由插件组件改设计规范,如此就可以使用此种探针成表面黏着组件时,故障清单也会相7
SMT十大步驟 对的随之改变,大部份是由于焊接过在其上的一模块间的电容量,来判定程不同所造成的。也就是说在插件组其焊锡接点是否牢固,同时此法也不件的故障主要是发生在短路问题(只需要再额外设计及制造测试点。 有极少数的空焊),而表面黏着组件的这里要强调的是接脚和焊垫间良好的接触,并不代表其间有一可以接故障则主要是因为空焊(及许多短受的良好的焊点。可能有一不良的焊路)。于是在转换制程时,测试工程师点当板子加热,弯曲或是随意处置时也要能立即将测试方式修改为侦测空会造成空焊现象。尽管在平稳及充裕焊为主的方式。 的环境下,想要分辨出焊锡接点的可表一、一般板子的故障清单 插件组件对表面黏着组件 靠性是不可能的,但测试设备仍可以故障类型 ICT测试% FCT测试 目视% 故障总数% 确保电性上的接触是完整且良好的。 短路 30对13 1对 4对对 空焊4对20 2对9 2对对 错误组件 1对10 对对对 缺少组件 1对12 对1 对对 组件方位不对 对2 对对对 超过容许误差 对对对对 损坏/弯曲接脚 对对对对 电性缺陷 10对10 10对10 对对20 每一阶段总数 75对对对 *此表是以一假设的板子为例 对非连续性组件而言,测量其值 可以清楚的知道是否焊接妥当。对数 字或模拟电源组件(扩大器、整流器等) 以传统的ICT及FCT测试就可以确定 组件是否焊接良好。如果所有的I/O图都能被确认焊接良好,我们可以下的点结论就是没有空焊或短路发生在其触中。 的Test Jet(HP)技术,在1992年由ICT发展出来,可以用来判定组件之每一接脚是否有良好的电性接触(如图一重性所示)。这方法是以测量组件接脚和加的8 一、ICT 测试机器,以量测组件接电容为主要方式来判别其电性上接,而不须要再用到专为测试所制造测试点。 环境应力筛选(ESS)可施以热或量负载于一板子上,进而造成潜在的故障。典型的ESS包含一烧机用密室或是一振动台来进行测试。对
SMT十大步驟 军需产品或医疗用的板子进行ESS测步骤1:选择测试策略:几乎所有试是很平常的,但对一般量产商品进的测试都包含了ICT及FCT两者,因行此测试动作则不常见。 此决定五万美金的MDA或是20万美金(表二)所示为几种工业界常用的的ICT的设备那一能胜任工作,或是测试方式的优缺点。几乎所有的测试使用8千美金的Mock-Up FCT会比价动作都包含了两种以上的测试方式,值40万美金的ATE FCT更省钱。 如传统的测试方式是先以ICT再用最终的策略必须能符合所有要测FCT。先用ICT再用Rack-and-Stack 试的范围,不需要重复付出的费用(如FCT,先用MDA再用ATE基础的FCT,冶具及撰写程序),需要重复付出的费或是同时混合几种测试方式(如同时用(测试人工及错误维修人员),板子用ICT 及FCT于同一平台上) 储运方式及有效率的信息回报。 边界扫描(Boundary Scan)测试是步骤2:选择测试设备,花钱去买工业界另一种发明。此方法尽管非常或建立一套测试设备,但却无法因这有效但并未被广泛使用。它使用一特台设备而回收其投资下去的钱,这是殊模式以连续方式把数据输入数字组谁也不会去做的事。所以在决定要投件,再量测组件的输出入接脚(边界)资测试设备之前必须先了解要买怎样是否造成SAO及SAI的错误。目前市的设备,这设备要多久才能回收其投上的测试机台几乎都有提供这种BS测入的金钱。 试法为标准式选用设备。 步骤3:采购冶具及程序,这是任何计划成功的关键,这事可以由公司®步骤 内部的技术人员来完成,也可以交给以下的步骤可供测试工程师建立外界专业测试公司来协助完成。 一最佳的测试方式,在表面黏着组件步骤4:整合测试设备及被测试的组装在线(无论是新线或是刚由插板,使用一些已知状况良好的板子对件转移过来)。因为对一插件业者而言测试机台进行测验,以确定其测试是是不会没有测试设备的,而这设备也可以重复进行的。同时也要测验一些可用于表面黏着组件。然而对于测试已知故障组件位置的板子,已确认机目标及策略方式则必须要小心的选台可以侦测出且指出故障之组件。 定,对故障清单的预测相对于产量、步骤5:试车:在进行原型测试时尺寸、复杂度、顺从DFT及UUT 技术。 9
SMT十大步驟 要小心确认PC板是否经过完整的检步骤6: 精细调整制程以维持生测,并了解那些缺陷没有被ICT或FCT产最后,测试过程必须进行再一次的检测出来。因为ICT的测试成本远低检讨,以确定其为最好的测试时机,于FCT,所以要尽可能的在最初就把处置方式,找寻故障点方式等,才能ICT机器,调整到能查出最多的故障。达到最高效率。而这些信息也都要告同样的,也要研究如何在FCT检测时,知量产单位。 就把问题找出来而不要等到系统测试步骤7:不断的改进不断的重复步时再去发现问题。所有的问题都必须骤6,才能达到最佳的测试方式、设备告知制程单位,如此才能调整放置位及人员。保持将信息回馈给量产单位,置及焊接程序以求最高良率。 才能保持高的生产良率。表二:工业标准测试方式比较 测试方式 优点 弱点 ICT 开发时间短 不同板子需要不同冶具 设备低廉 对好的板子而言浪费时间 找寻短路,组件方位不对 可能会损坏一些敏感组件 错误组件,空焊极强 必须有测试点 短时间就能找出故障位置 测试时间短 MDA 开发时间比ICT短 对数字组件测试能力较差,无法非IC进行开机测试 设备比ICT更低廉 找寻短路,组件方位不对 及一些放置缺陷极强 短时间就能找出故障位置 测试时间短 FCT(Mock-Up) 提供迅速的通过/不通过测试 会找不到ICT 可找出的故障,其包含短路及SAO/SAI故障,对找出故障位置能力极差 一般而言测试时短 设备通常不贵 FCT(Rack and 对模拟板子很有用,当和IEEE 或会找不到ICT可找出的故障,其包含短路Stack) VXI仪器一同工作时是很好的工及 SAO/SAI故障,对找出故障位置能力极具 差,对快速数字组件测试能力不强 FCT(ATE为基找出故障位置能力极强 ATE要大量资金,冶具及程序价格昂贵 础) 当设计工程师能提供模拟数据时会找不到ICT可找出的故障,需很长的时是很好的工具 间才能完成冶具及程序 ICT和FCT结合有ICT和FCT之优点 费用昂贵 测试方式 优点 弱点 一次只能测一片板子测试机需要可能造成测试速度瓶颈 特殊的专业知识及备份零件,能同时进行一连串ICT及FCT 边界扫描 对板子及系统提供良好的测试,对大部份用户而言仍很少使用 几乎可以不需要使用ICT,能对10
SMT十大步驟 某些组件进行详细的自我测试 BS硬件会占用组件位置,很难只对板子的一部份进行BS 一般是以组件对组件,板子对板测试时间长,特别是对内存组件而言更是子的方式来求取最大的检测范不方便 围,能只用4或5个点来完成最多项的测试 11
SMT十大步驟 第三步骤:焊锡材料 基于不同应用上的需要,焊锡材焊锡材料的功能还被其应用的焊垫外料可以四个方向来加以探讨:合金成形所限制。焊锡所附带的助焊剂可分份,应用的焊垫形状,化学性,清洁为三种,RMA(松香、温和反应)以溶性及物理形态。 剂清洗,水溶性以水清洗或免洗。五焊锡因其液化温度低于400℃种重要的物理特性如下: (750℉)所以一般上被认为是可熔的合“金属上相的转变温度”与实际应金。一般的合金成份包括:锡/铅,锡/用上有关。液化温度是和溶化温度及银,锡/锑,锡/铋,锡/铟,锡/铅/银,固体软化温度相同。在一固定合金成锡/铅/锑,锡/铅/铋,锡/铅/铟,铅/铟,份下液体到固体之间的温度在可被称铅/银,铅/锑。对芯片层级(特别是指为塑性或膏状范围。锡膏合金成份组覆晶Flip Chip)而言,基本上都是使用成的选择必须能和使用上的最糟状况高温、高铅的合金成份,如5锡/95铅相符合,因此合金的液化温度必须至或10锡/90铅。当然啦,低温或接近少高于使用最高温度的两倍以上。当低温的合金如60锡/40铅,62锡/36使用温度接近液化温度时焊锡会变得铅/2银和63锡/37铅也可以直接使用(在机械或金属上所称的)脆弱。 在芯片上。至于在BGA基板下方的锡“电性传导”是指焊锡接点在传递球则可以是高温、高铅或是低温,接讯号上的表现。焊锡可以被看成一组近低温的锡铅或锡铅银材料。就母板带正电的离子被浸放在一带负电的电层级的组件组装而言则限制以低温的子云中,而金属晶体则因静电彼此相锡铅或锡铅银合金,这是因为母板的吸引着。就理论上而言,电的导通是主要材料为不耐高温的FR-4。在某些由带负电的电子或正电的离子在电场特殊情况下低温的锡铅合金中会再加下由一位置移动到另一位置。就金属入一些铋或铟等元素。 而言是以电子来进行电的传导,而离子传导则常见于氧化物或非金属物®物理特性 质。对焊锡而言,导电性主要由电子流动来进行,电阻则随温度上升而上焊锡可以被制成许多不同的外升。这是因为随温度上升电子移动方观,棒状、锭状、线状、粉末、特殊向变乱减少了同一方向上电流的传型状(指定外型、尺寸),球型或膏状。递。焊锡的电阻亦为塑性形变程度所除了这些外形及组成成份上的不同,12
SMT十大步驟 影响(增加)。 上焊垫,在此要注意的是助焊剂是帮“热传导”,就金属而言,通常和助“增加”焊垫表面的能量而不是如一导电性相关,因为电子不仅负责电的般文献上所说的降低。 传导也负责热传导。也就是说当温度®金属特性 上升时焊锡的热传能力会下降。 “热膨胀系数”在表面黏着上一直当焊锡被施以外力,如机械或热深受重视,因为材料间彼此的热膨胀应力时,它会经历一段无法回复的“塑系数(CTE)有着很大的差别。 性形变”。塑性形变主要是焊锡结晶面一标准的组装包含了—FR-4的板相互间有剪力发生所造成的。这种形子,焊锡及有接脚或无接脚的组件,变可以只发生在一个接点内部或是蔓它们CTE分别是FR-4,×10-6/℃;延到整个组件,这完全取决于应力的63锡/37铅:焊锡×10-6/℃;铜大小、应变率、温度及材料特性。连接脚×10-6/℃及三氧化二铝续的或周期性的塑性形变终会导致脚(AlO)无接脚组件×10-6/℃。在温23上的焊锡接点破裂。 度波动及通电、断电时,CTE的差异“应变硬化”(Strain-hardening)通会加速焊锡接点应力及应变累积,如常存在于应力及应变之间,且是由于此便会缩短组件及接脚寿命,进而造塑性形变所造成的。它的相反作用就成永久的损坏。两个主要的材料特性是“回复”(recovery)作用,也就是软化,掌握CTE的大小;晶体结构及熔点。亦就是焊锡有释放其内部积存能量的当材料有相似的格状结构,它们的倾向。这一回复作用起因于热动力CTE变化刚好和溶点变化相反。 (Thermodynamics)一种能量释出作用,“表面张力”,熔融焊锡的表面张开始时速率很快,接下去则以较慢速力和沾锡能力(Wettability)也就是和焊率。基本上焊锡本身对接点缺陷相当锡能力(Solderability)息息相关。两者敏感,且有回复原状的特性。但是应相吸引的力量,也就是当分子间相吸变硬化本身并不会在焊锡微细结构上引的力量大于分子表面的结合力时就造成可以为外界查觉的缺陷。 会造成接点表面脱落。也就是在物质重新结晶(Recrystalization)是另表面的能量高于物质内部。当熔融焊一常见于焊锡接点上的现象。它通常锡要去沾(Wet)焊垫时,焊垫表面的能发生于高温及有大量能量从应变材料量会高于熔融的焊锡。也就是说当熔中释放出的时候(非回复作用)。而且在融金属表面能量愈低时愈容易沾(Wet)重新结晶过程中会产生一组新的、无13
SMT十大步驟 应变的结晶结构,可以明显的看到一下发生故障。合金能承受周期性的负形成晶粒及结晶成长的过程。至于重载远小于其所能承受的静态负载。因新结晶所需要的温度通常介于材料熔此焊锡在不产生永久形变下所能承受融绝对温度的1/3到1/2之间。 的静态负载是不能和疲劳抗力相提并固体熔入合金中通常会造成形变论。这疲劳裂痕通常是由几个小裂纹应力(Yield stress)增加。一典型的例子开始,然后在反复的外力负载下逐渐就是溶解硬化(Solution-hardening),当成长,最后造成焊锡接点能承受负载在锡/铅成份中加入额外的锑会增加合的剖面减小。 金的强度。其它强化方式则是在结构焊锡在电子组件构装及组装应用上以更小更均匀分布来达成。最后,上通常会经历一低周期的疲劳破坏(一超级塑性(Super Plastic)的焊锡行为则疲劳寿命低于10000个周期)及高的应可在结合了低的应力、高温及低应变力。热机械(Thermomechanical)疲劳是率下得到。 另坏®机械特性 周模焊锡上三个基本的机械特性包含及了应力与应力表现,潜变抗力(creep 周vesistance)及疲劳(fatigue)抗力。尽管应力可以由拉力、压力或剪力来表示,行但大部份的合金对剪力的抗力要小于 对拉力或是压力。对于焊锡接点而言 剪力强度是重要的,因为接点一般所 承受的外力就是剪力。 潜变是指在一定温度,应力负载 下所发生大范围的塑性形变。这种与 时间相依的形变可以发生在绝对零度 以上的任何温度。然而潜变现象,只 有在到达起始温度时才变得明显。在 一般焊锡成份组成中锡/银,锡/锑,及图锡/铅/锑对潜变有着最强的抗力。 构疲劳是指合金在交互的应力作用14 一种测试模式来区别焊锡的疲劳破行为。它是对材料施加以极限温度期测试,也就是一热疲劳破坏测式式。这两种方法都有其独特的一面优点,但两者都是对焊锡施一应变期。总言之,焊锡对温升基本上遵材料特性,如(图一)所示。 一、加速计组件,可看见表面的结及三种层级的连结
SMT十大步驟 ®焊锡接点可靠性 ℃,3000周期后裂痕成长 一焊锡接点的服务寿命和潜变/ 疲劳交互作用,金属结晶面的发展及 在服务期间微细结构的演进相关连。 举例而言,鸥翼(Gull-Wing)形接脚的 焊锡接点的故障模式包含了,起初在 焊锡脚跟处的裂痕及次发在脚尖部份 的裂痕。对于陶瓷C4组件数组形态接 点的测试则表现出裂痕起始于组件外 缘组件和焊锡点间接口上。另一方面 而言,一无接脚的陶瓷组件载具图三、CCGA焊锡接点在经历0到100(LCCC)其裂痕起始于接近组件及焊锡℃,3000周期后裂痕成长 界面的焊锡上,其后裂痕再逐渐生长直到穿过整个焊点。对PBGA组件而“系统热管理”是另一重要要素。言,焊锡接点的破坏通常发生在焊锡工作中的IC组件越来越面临散热上的球和组件接合的界面上。对CBGA而挑战。系统的使用寿命及整合性愈来愈依赖有效的散热到外界去。由芯片言则发生在如(图二)所示的界面上。对所产生的热必须被散到组件表面及散CCGA而言,则发生在焊锡接点的颈到外界去。组件及基板的设计及材料部如(图三)所示。 都必须能有效的散热,而焊锡接点也 被期望在相对其他复合材料能散出更 多的热,如(表一)所示。 表一、一般组件材料热传导 热传导 材料 (Watt/m°K) 铜 400 金 320 花架 160 (lead frame) 硅 80 焊锡 图二、CBGA焊锡接点在经历0到10050 (63锡/37铅)15
SMT十大步驟 降) 铝(AlO) 35 23导电胶 5 ‧水溶性或免洗锡膏 基板 ‧回焊 (IR-4, BT) ‧水溶或免洗波焊助焊剂,在大气®现在及未来展望 或氮气环境 焊锡及PC板组装上用的锡膏可®对未来技术而言: 被整理如下: ‧两种平行的量产途径,使用周围®对目前的技术而言: 接脚的QFP及数组组件 ‧表面黏着“()的QFP ‧环境容许的材料及制程 ‧印刷锡膏 ‧更佳的可靠性 ‧锡膏印刷能力到达“()‧提升系统热处理能力,包含使用间距(但量产能力随间距下降而下最大热传导材料SMT辭典 © 表面黏著元組件(SMC/SMD) surface mounted components/surface mounted devices 外形為矩形片狀、圓柱形或異形,其焊端或引腳製作在同一平面內,並適用於表面黏著的電子元件。 © 表面黏著技術 無須對印刷電路板鑽插裝孔,直接將表面黏著元器件貼、焊接到印刷刷電路板表面規定位置上的組裝技術。 © 表面黏著組合(SMA) surface mounted assemblys 採用表面黏著技術完成組裝的印刷電路板組裝件。簡稱組裝板或組件板。 © 迴焊 reflow soldering 通過重新熔化預先分配到印刷電路板焊墊上的膏狀錫膏,實現表面黏著元組件焊端或引腳與印刷電路板焊墊之間機械與電氣連接的錫膏。 © 波焊 wave soldering 將熔化的錫,經電動泵或電磁泵噴流成設計要求的焊錫波峰,使預先裝有電子元器件的印刷電路板通過焊錫波峰,實現元組件焊端或引腳與印刷電路板焊墊之間機械與電氣連接的錫。 16
SMT十大步驟 第四步骤:印刷 由于构装技术及材料上的进步,程的精确度。 使得目前有大量新的技术如覆晶同时,对于组件接脚间距在底板(filp-chip),COB(chip-on-board),PCMCIA上的分布情形也要十分明了这样才能及BGA等可供使用。这些新的技术面选取一适当颗粒尺寸的锡膏以使印刷临的第一对象就是我们现在所要探讨有最佳的结果如(表一)。当然若能依接的:锡膏及黏着剂的印刷。 脚间距来选择不同的印刷底板材料更对于印刷这项技术而言,我们不能增进印刷品质如(表二)。 再是一知半解。现在的我们在操作新表一、锡膏分类 型印刷机时有许多的参数要加以设定网 孔 颗粒尺寸应 用 组件接脚间距 及控制以求得良好的印刷品质。 (微米)(英吋) 仅管钢版印刷设备从最简单的200/+32545~75 标准 ~ 小型人工操作冶具到大型全自动机台-325/+50025~45 微细脚距 ~ 一应俱全,但锡膏印刷的基本方式依-500 <25 超微细脚距 < 然不变,简言之也就是将PC板放到或是运到工作台面,以真空或是冶具固表二、印刷底板材料 定PC板,将钢版和PC板定位好,把金属 优 点 缺 点 黄铜 ‧容易蚀刻 ‧最不耐久 锡膏或是导电胶以刮刀缓慢的压挤过‧一致孔壁 钢版上的小开孔再使其附着到PC板‧现有技术 不锈钢 ‧对微细脚距应用上 ‧不易蚀刻 的焊垫上。以上就是基本印刷步骤。 坚固且耐久 ‧不易得到平‧蚀刻上比黄铜精确 滑 ‧抗化学侵蚀 均匀的表面 ®基本步骤 ‧成本 钼 ‧垂直且平滑的孔壁 ‧昂贵 1.材料准备:目前表面黏着印刷用‧锡膏容易脱离 的材料不再局限在锡膏,也可能是导2.印刷底板及基板间之定位:不论电胶或不导电胶。材料无论是锡膏或是用人工或是藉助某些自动化方式辅是黏着剂都会直接影响到钢版本身的助,将印刷底板上的开孔和基板上组参数,如钢版材料、厚度、工作寿命、件的焊垫精确且一致的对位在一起,钢版清洁用溶剂,清洁周期及温湿度以转送一定体积的材料。目地是将两控制等,此外材料亦会影响到印刷过个影像对位在一起,也就是开孔和组17
SMT十大步驟 件焊垫精确的对位在一起。使用的材版板必须要彻底的清洗干净以去除所料(锡膏或黏着剂)及PC板上组件接脚有的残留物,以确保未来印刷不会出的间距都会影响对位的准确性。 现问题。 3.将材料印到基板上:将足量的材®目前的技术 料放在印刷底板上大约离开孔1~3吋目前新的材料如导电胶及先进的距离或是位在刮刀行程的前方。刮刀组件构装技术如超微细脚距组件都需的速度,压力及刮刀的形状和材料都要高精度的制程控制来达到高精度及是影响印刷结果的参数。在半自动或重复性的印刷品质。然而印刷的基本全自动的印刷机上,刮刀的速度、压原理依旧,只是在一些使用上有些步力、下降点及行程都可以程控并被储骤被加以改进及精密度要求更严格。存起来以备将来使用时仍可保持同样至于其它的因素,如生产环境本身也的印刷品质。 是自动化程度的一主要限制,还有就在印刷时基板和印刷底板间的距是制程控制上的需求等所以对于印刷离是另一个需加以考量的参数。此外的参数必须重新给予定义: 还有许多可选用参数;不过这些则依“印刷钢版设计”印刷钢版到外框印刷机制造厂商之不同而不同,如开要留3~5吋的边,也就是从印刷钢版孔形状,角度、速度及印刷底板回弹的边缘量到外框的内缘。至于印刷钢距离(Snap-off)等参数的决订都是为了版边缘到有蚀刻处要有2~4英吋的留求得最有效的印刷效率及结果。 白以方便刮刀移动。但是对于将材料4.印刷品质监视:在印刷完成第一印刷到PC板上则和印刷钢版的厚度、片板子后,必须定期的检视印刷品质。材质及开孔尺寸相关。 至于检视项目则包含焊垫上锡膏的印一般表面黏着用的印刷底板厚度刷精度,单一焊垫被锡膏覆盖的面积在到英吋之间,其增加量及深度(体积)的重复性。以上两个方式以吋为单位,且容许的误差要保是用来验证是否有适当体积的材料被持在±吋。厚度的选择和开孔很稳定放置在焊垫上。检视的目的就尺寸相关连,如此才能确保有足量的是在确定适当的体积及定位。 膏状物被施放。就一般原则,开孔面5.印刷钢版清洁:使用的材料及印积比应小于,其计算公式如下: 刷方式都直接影响印刷钢版底部在印 刷时的清洗周期。在使用完毕后印钢18
SMT十大步驟 开孔孔壁面积 表三、建议印刷底板厚度(英吋) 面积比= ﹤ 开孔面积 组件接脚一般印刷底板最大印刷底板 间距 开孔宽 厚度 2×T×(L+W) = ﹤ L×W T= 印刷底板厚度 L= 开孔长度 开孔壁的垂直性,平滑性及尺寸W= 开孔宽度 的精确性全都会影响到印刷材料传递重新安排可得T 到基板上。建议使用的材料是钢版。 ×(L×W) 因其有高的耐久行及对抗化学的侵蚀T= 力,但对钼这种材料而言则有着更好 L+W 的平滑性及更直的孔壁。制造过程也举例说明:有一50mil接脚间距的组件会影响开孔壁及尺寸上的特性。微细其每只接脚的焊垫宽为24mil长为接角间距以雷射来切割至于其它地区50mil,则T就是(L=50mil,W=24mil) 则以传统蚀刻方式来加工,不失为一T=×(50×24)/(50+24)= mil 节省费用的加工方式。另一种将钢版因此对这一吋接脚间距组再电镀上镍的方式也可以使印刷底板件,其印刷钢版厚度应该正好比的制作更完美。 吋略大一点。对吋接脚间距组件“开孔面积”也决定了被印到基材而言,此公式建议其印刷钢版厚度不上材料的量。体积等于面积乘上高度,可大于吋(请参考表三中印刷也就是开孔面积乘上印刷底板厚度,底板厚度)。对于混合使用不同组件接即开孔高度。对不同的焊垫尺寸、体脚间距的基板而言,建议使用阶梯状,积可以用以上两个参数来加以调整。有着不同厚度,在不同部位的印刷钢对某些微细脚距组件的应用上,由于版。适当的使用制程技术及不同的印使用单一厚度的钢版,所以体积的调刷钢版材料是提升印刷品质的最佳方整只能以将开孔的尺寸减小,(固定或式。 选择性)将长及宽尺寸减少10到50个 百分比,对微细接脚间距组件而言交 差(错)式的开孔方式是另一种用以避 免短路等缺陷的方式。 19
SMT十大步驟 “基板处理”从非常薄、小、双面的印刷钢版自动清洗,换线调整时间最PCMCIA基板到特别厚、大的基板,小化及自动制程监控。 如何在印刷过程上处理好基板是现代®结论 制程所面临的新的课题。基板下方的支撑及基板下压对于防止基板的弯曲在面对先进的SMT技术时对印及扭曲变形,且不会损坏到上面组件刷制程的要求正与日俱增。愈来愈细是非常重要的。新式的机器可以经由小的组件接脚间距,逐渐增加的组件网络直接输入CAD数据且有全自动的密度及先进的接脚设计都使得制程控支撑柱或移到需要的地方,完全不需制上难度不断提升,为了跟上时代的要在制程时再去烦脑。 脚步,在市场的要求下,量产更快更“可变换的印刷角度”,一个容易造好的产品压力也愈来愈大。混合使用成QFP及其它接脚间距小的组件的锡先进的材料及印刷技术再加上对制程膏量不稳定是因为在印刷时刮刀移动的控制永远是追上时代的不二法门。方向和焊垫方位不兼容所造成的,印刷方向则和制程机器的摆设相关。解决方式则必须使用目前最新且进步的印刷机器,这类型的机器容许将PC板旋转到和刮刀行程同一方向以求得最佳的印刷角度。其结果是可以得到一印刷品质一致的PC板。当PC板上有许多QFP及其它高接脚数的组件时,现在可以45度来印刷,并得到锡膏分布均匀一致的印刷结果,而不需要再去考虑所有焊垫的X,Y方向。 ®高速大量生产 高速大量生产需要有快速的制程,一完整自动化的联机输送带及印刷上高度的可重复性。因此印刷机的发展也正针对一方向,印刷头的参数以程控,在印刷时能自动对位及校正,20
SMT十大步驟 第五步骤:黏着剂/环氧基树脂和点胶 上。虽然目前大部份的产品是环氧基®何为聚合物(Polymer)? 树脂的膏状物,但由于更快及更简单聚合物是长炼状的巨型分子,最初是的制程方式使得热塑性的软膏及薄膜自然生成的,目前则是以现代化技术合成正不断的增大其市场占有率。 数千种成份组合而成。这些化合物可从柔等方性(Istropic)导电胶,一般而言软,易弯曲的薄膜到比钢还要强固的结构是一含银的环氧树脂,通常都是点胶(如自然界中的蜘蛛网)。在这个以电子学的方式应用在表面黏着制程上,用以为主的信息时代里,更是少不了这些聚合取代传统的锡膏,在这种胶材中除了物。聚合物主要可区分为热塑性;是一种热固性材料外,也有一小部份材料是预先聚合的物质且可再熔融(remeltable),热塑的。 热固性;一种以液体反应成固体的聚合物异方性(Anisotropic)导电胶有薄但不能再熔融。仅管热固性比较多见,但膜状及膏状,用来在两接合面上形成这两种材料都被广泛的应用在电子业里单一方向的电路导通。一般常以Z方而且两者都可以许多种方式来加以涂布向上的电路导通应用在液晶薄膜显示(dispense)如(表一)。 屏上。通常不必使用特殊的涂怖工具但是却需要使用专用机械设备来处表一、涂布方式一览 理。 液体 印刷针状 热压 材料 针管 网板喷洒喷射 底板数组 粘合 表面黏着组件黏着剂,也就是一芯片粘着‧ ‧ ‧‧‧ 等方性胶‧ ?‧‧ 般通称的固定胶,其目地就是在PC板表面黏着组‧ ‧ ‧‧‧ 件粘贴 通过波焊时将组件固定在板上。 异方性胶 ‧‧ 异方性胶膜‧ 封胶(Cencapsulants),是不导电的片 底胶填充‧ ? 膏状物,用来保护裸晶及增加组装品underfill 球形表面‧ ?‧‧‧ glob top 质。这些聚合物通常用在保护均质性胶 ‧ 液体喷射在未来或可能运用到其它材料 COB(chip on board),覆晶(filp chip),目前更应用到BGA及微小型®可以涂布的聚合物材料 (micro)BGA上以取代传统上所使用的芯片黏着剂有膏状及薄膜状,是加压注模(Compression molding)。用来用来将半导体的裸晶(bare die)黏着到充填矿物的聚合物,其功能用在防止导线架(lead frame)及基材(substrate)21
SMT十大步驟 热机械上(thermomechanical)的疲劳破举例而言,如银胶通常针头出口处呈坏,即使是面临热膨胀系数有很大差现“线状”或是拖出一小段尾巴出来。别的情形下。应用在打线的芯片或是除非你所用的银胶是专用针对管型涂TAB组件上通常称为球状上盖(glob 布机所设计的特殊配方才有可能没有top)。 这样的困扰。就针管型涂布机的制造 商而言,它们对机器增加了许多新的 功能如真空回吸、出口预热、旋转式 针头及以程控针头回溯等都能对许多 不同的材料提供良好的结果。 尽管手握式针管,包含塑料针筒、 活塞及针头,就足够对材料进行评估, 但对一专业的制造商及品质控制而 言,就需要自动化的涂布设备。有许 多的制造商都能提供单头或多头式可 程控的机台,供许多不同的客户选用。图一、针管型设备如果粘性合适的话机台的范围可从低价位,以PC控制的可以使用许多种的材料 桌上型直到全尺寸,以机械手臂置放基板再辅以视觉定位,并能量测涂胶®如何在电子业中涂布聚合物的胶量以自动控制挤出量。 (如图二) 精准的位移技术提供了精确且一致的涂胶量控制,气压式涂胶虽然简针管型涂布方式,基本设备包含单,但对于胶材黏度改变却极为敏感,一容器可用来承装膏状物,将压力施由于黏度本身受到温度及时间,特别加在材料上再通过针状的出口来涂是热固性胶材,在室温也有逐渐形成布。这种方式已成功且广泛的被电子聚合物的化学反应现象。气压式设备业所使用在芯片黏着,封胶及导电胶也可以得到不错的结果,只是在涂布的涂布。尽管理论上所有的液体都可过程中需要操作员密切的注意。现今以这种方式涂布,但就流动学有许多组件置放机都配有涂胶的设备(rheology)而言,要获得最佳结果是非在其中。常不容易的。也就是说,虽然黏度再高的胶材都可以用此法加以涂布,但22
SMT十大步驟 图二、涂布塑料材料的几个方式,对机械安全、电子导体或是线路组件之保护 a)针管涂布,b)液体喷射,c)印刷底板,d)网板印刷,e)数组针转印及f)热压粘合 液体喷射(fluid jetting)方式和针言,一般都是使用黏度较低的胶材,管方式看似相似,但实际动作处理却而且比起打印机而言,对这方面的应不相同。一外力,基本上是以千分之用是相当新的。因此对其应用材料未一秒的脉冲为单位,施于液体上,造来的发展是可以期待的。例如目前已成单一颗液体被射出。这种微小的脉在进行使用多个喷射头的高速机也己冲能精确的把这些小滴的液体以高的在发展中。 频率飞到基板上面。以计算机控制的针转印(pin transfer)是将针以数脉冲是不断的重复的,直到足够量的组方式排列成所要涂布的图形。在操胶材被涂布上去。涂胶的头和针管型作上是将这一数组排列的针头移到一式不同,可以在液滴还在飞行的过程充满胶材的盘子上,沾一下胶材再拿中就再射出下一个液滴以提高量产效起来,使针尖上有液滴状的胶沾附在率。这种非接触性的涂胶方式对基板上面。再把这针头移到基板上需要涂的平整性比较不在意,且其涂布速度胶的位置,把针头压到基板上,使针比针管型式要快的多。对液体喷射而尖上的胶粘在基板上完成涂布。以弹23
SMT十大步驟 簧承载的针可有效地补偿基板本身不通过,降低且限制胶材通过,所以在平整的现象。优点是可以在很短的时微细脚距上的应用远比印刷钢版要困间内把胶涂布到一广大的面积上。但难得多。但是网版印刷仍然广范的应是每一种涂布图形都需要一个新的工用在许多黏着剂上如导电胶及黏着具。这种方式主要是应用在涂布表面胶。此外,印刷机台及有经验的技术黏着组件所需之黏着剂。 员是目前许多工厂仍将继续使用这一印刷钢版(stencil)一般都是表面技术的最重要因素。 黏着组装时用来将锡膏印刷到基板上在涂布黏着剂及保护用胶材,如用的。这种方式同样也可以用来涂布均质性的材料,在大面积的表面时可导电用的银胶(含银的环氧树脂粘胶)以用喷洒、浸泡及帘幕(curtain coating)及其它以聚合物为基础的材料。其制方式来加以涂布。只有喷洒可以选择程方式是将一金属或聚合物制成的刮性的涂布在需要的位置。这些方式也刀在一有特定图形开孔的薄金属板上同样可以用来涂布封胶及其它粘着移动,把胶材经过金属板上开孔涂布剂。 到基板上。这种方式有高的产能及准胶片黏着,有几种黏着剂如热塑确的对位,但每一种不同的涂布分布性芯片黏着剂及异方性导电胶等就是就需要一个新的钢版。 制成这种干的薄片形式。胶片黏着并印刷钢版的制作技术在近年来有不需要胶材涂布制程方式,而是使用长足的发展,以符合微细脚距的需求。以真空吸头来吸取预先成型(外型裁切钢版的制作不再只是用蚀刻的方式而成所要尺寸)的胶片,再放置到需要的已,目前已有雷射等方式。雷射钻孔位置。在应用上是把芯片或是其它组已成为市面上大量采用,因为加工快件对位,压在薄胶上方再加热使胶反速,且钻的孔壁会产生导角(taper)有利应而产生粘性。这一薄片同时也可用用胶材脱离印刷钢版。最后在经过数一小的压力及中等温度使其粘附在定据转换得以CAD-CAM方式能在几小位上。在施以短的急速的加热周期可时内就可制作出精准的印刷钢版。 以使迅速完成粘合。虽然需要特殊的网版印刷方式基本上是从古老的设备来施加Z方向压力及完成粘合,印刷技术发展而来的。其网版上没有但由于过程非常有效率,干净及简任何绉折阻隔,网孔表面上涂上一层单使得投资非常有价值。有些大型和照像底片的感光乳剂,并可制成所工厂也已改变制程方式,使用薄膜有的涂布图形。但由于网孔间有网线胶片并在千分之一秒完成粘合,这24
SMT十大步驟 就算是最快的(snap cure)热固性胶果最好还是先干燥膏材再加压加也无法达到。 热形成粘合。 热固性胶材需要形成聚合物®聚合物处理方式 才能从液态变成固体。加热是最普通激发硬化的方式:单一胶材,低温热胶性胶材是有机物,但是却保存的胶能在加热环境下迅速的和无机的焊锡相类似,在制程上先完成固化。等方性导电胶能利用回加热到液状,接着是冷却固化。有焊炉以较低的温度,约在130到些热塑材料则是呈现膏状的聚合160℃之间完成硬化。由于不需使物且可以为溶剂所溶解。这种涂布用助焊剂所以不需要加热曲线来用的膏材会因加热使溶剂挥发而活化作用,也不需要惰性气体,只逐渐变硬。尽管粘合可以在膏材还需要最简单的升温及冷却就够了。是“潮湿”的时后形成,但最佳的结 SMT辭典 © 組裝密度 assembly density 單位面積內的焊點數目。 © 焊端 terminations 無引線表面黏著元組件的金屬化外電極。 © 矩形片狀元件 rectangular chip component 兩端無引線,有焊端,外形為薄片矩形的表面黏著元組件。 © 圓柱形表面組裝元件metal electrode face (MELF) component; cylindrical devices 兩端無引線,有焊端的圓柱形表面組裝元件。 © 小外形封裝 small outline package (SOP) 小外形模壓塑料封裝;兩側具有翼型或J形短引線的一種表面組裝元件封裝型式。 © 小外形晶體 small outline transistor (SOR) 採用小外形封裝結構的表面組裝晶體。 © 小外形二極體small outline diode (SOD) 採用小形封裝結構的表面組裝二極體。 25
SMT十大步驟 第六步骤:组件着装 PCB的量产速度主要是由组件置常会以一圆点来标示)及被动组件放设备来决定,而绝大部份需要进行的正极(通常是在正极端点上有一重工(rework)的缺陷也是在组件放置斜角或刻痕表示)。 时所造成的。设备上所使用的进料器对于放置点若是涂有锡膏则其(feeder)形式也是决定量产速度及组放置精度会比涂有黏着剂的要差一件放置可靠度的重要因素之一。由于些。而且锡膏有可能会因塌陷在焊没有任何一种放置设备是全能的,所垫间而造成短路。同时完全依赖焊以选择一台有着适当进料系统且量锡在熔融时的自我校正特性来矫正产速度能符合需求才是计划购买设组件放置上的失误也是不可靠的。备时最主要的考量点。 所以对于放置不准的组件最好拿起来重新放好,而不要用推的,以免®以手放置组件的缺点 弄垮锡膏。对于小的被动组件镊子就够用了,但对多接脚的主动性组尽管不经济且不可靠,在生产件而言,真空吸笔在对位上要好用雏型产品时仍然是以手放置组件为得多。 主。而在进行小量生产时如果组件置放机需要花很多时间才能写好程®自动组件放置 序,或是没有合适的进料器时也会考虑以手来放置组件。不过由于大自动组件放置机是表面黏着设备部份的被动组件并没有印上任何标中最重要且最值得投资的设备,并且示,所以要注意不要把组件混在一是决定整个量产可行性的关键。今天起以免弄乱了,通常可以用一些做组件置放机可分为四大类:可联机的了记号的小盒子来承装这些小组(in-line),同时的(simultaneous),连续件。 性的(sequential)及连续且同时的,联在用手组装时另一个常会遇到机设备是以一系列固定位置的置放机的问题是把组件的极性装错了。这器将组件一一放到顺着轨道移动的PC种情形特别容易发生在钽元素制的板上。同时置放机是将一整组组件一电容或其它如SOIC或PLCC等有极次就放置到PC板上,而连续式设备则性的组件上。作业员必须知到如何是以软件控制在X-Y轴上移动的放置分辨出主动组件的第一只接脚(通抓头依续将组件逐一放到板上。连续26
SMT十大步驟 且同时的放置设备也是以一套软件来断的出现,价位由桌上型的约2万元美金到要好机百万的非常高速的放置控制一组放置抓头(图一)在X-Y轴平机都有。便宜的机种(2~10万美金)被面上将组件放在PC板上。 许多公司用来做为雏型产品生产用。 量产型的设备不是可以用来放置 各种组件的,机器就是只能放置某些特 定组件。评估和选择是很复杂的工作, 特别是在组件和进料器都还未标准化。 有些地方就算是已标准化也因为容许 误差太大而不适用。同时许多设备上的 硬件及软件也未全符合表面黏着协会 所定的标准(SMEMA)。 重要的选择参数包含了被放置组图一、有三个组件抓取头的组件放置件的复杂度,所使用的包装及设备标机,依不同的组件组合及基板尺寸,准,现在及未来所会预测的组件型式与此设备最高速可达9000pph 数目及是量产还是工作弹性重要等。以组件放置机也可以依其工作弹性表格方式将所要特性及现有设备表列及输出速度来区分。工作弹性是指其出来可以使选择合适机器的工作更清对不同组件的处理能力,通常是要付楚。 出代价的,也就是有越高的工作弹性参考文件(一)有详细的问卷可其输出速度会愈慢。例如机器手臂是以帮忙选择组件放置机。这些问题可最有工作弹性的,不只可以放置组件应用在如何减少选择的对象,并以加还可以点锡膏等,其硬件成本和其功重计分方式来增强某些特殊需求,这能相比是非常的便宜,然而其软件在些需求包含了: 配合硬件时其成本相对的就很贵。所•要处理那些种类的组件? 以基本原则是这机械手臂是否行动非•这些组件是以成堆,盒装或卷带式包常缓慢且需要长时间的设定并会因此装? 而延缓工作需要。 •它们是否是微细脚距的组件? ®•有多少种组件要使用? 评估需求 •要使用什么样的主机板? 在市场放上新型的组件放置机不•量产速度是多少? 27
SMT十大步驟 脚距组件时放置精度就显得特别重®选择参数 要。 最大基板尺寸:虽然许多组件 放置机是针对混载制程所开发出来 的,只能加工小尺寸的基板,但对 表面黏着而言,使用12×18”或甚至 18×18”的大型基板都是常有的事。 最多可使用进料器数目或空间 位置容量是另一项衡量组件放置机图的能力。这对于机器一次放置组件备的种类有着密切的关系(图二)。 间组件放置速率及工作弹性,在好选择单一或一整组设备时必须要先确定产品的混合形式,有多少个及多少种组件在每一个板子上,及平出均的生产速率。知道目前的需求是“否不足未来是否要再增加设备,都觉是须要加以考虑的因素。 硬度放置精确/重复性 ⎯ 当组件的尺寸愈来愈大且接脚间距小的组件愈板来愈多,所以对于组件放置精确度要差求愈来愈高,有许多种方式可以用来板对精确度加以定义,但有一种是非常有用的,那就是:在组件放置后其中炉央的接脚和其相对映的焊垫的最大容定许误差。不同的应用范围有不同的精方确度需求,但对不同的撰写程序方式,子只要在14×18”的基板上,X-Y轴的重受复性能控制在到”之间,旋转精度在到“之间就已足够应 付大多数量产上的需要。在放置微细28 二、为多种组件型态的放置机器准进料系统,为使组件抓取及替换时缩短,进料系统最好离基板愈近愈。 视觉能力 ⎯ 视觉系统可以分辨组件接脚和其焊垫间相差多远并指示”机器去校正其差异。为了使视系统能发挥其真正的作用,机器的件必须有足够的分辨率及重复精确才可。 视觉可以有效的弥补焊垫在PC制作时的偏移及组件制造上的误,同时也可以参考点来弥补大型PC上相对上较大的偏移量。 黏着剂涂布能力,在通过波焊锡前以非导电性的黏剂将组件暂时固在PC板上。黏着剂是以针筒点胶的式涂布到PC板上放置组件,再将板加热以固化黏胶,以确保组件能承锡波的流动。
SMT十大步驟 抓头共同使用一个X-Y轴,后者虽然 比较便宜,但因为共享的缘故所以在 照 养 使图三、256灰阶的视觉系统可用来考组件外型及对微细脚距任(“需件接脚进行检视。 表 完有许多种方式可以用来涂胶,但最普通的是以针筒点胶的来进行,其系统是以整组的方式在组件置放机上。点胶针筒可单用一组X-Y轴或是和其它的组件 © 四方扁平封裝quad flat pack (QFP四邊具有翼形短引腳,引腳間距薄形表面組裝積體電路。 © 無引線陶瓷晶片載體 leadless cer四邊無引腳,有金屬化焊端並採© 微型塑膠封裝有引線晶片載體 m近似塑膠封裝有引線晶片載體,性和避免引腳變形的"角耳",典型196、244條等。 速度上会比较慢些,所以还是要依量产速度来选择所需要的机型。 ®结论 放置的精确度及可靠度以及容易保的机台是使用者最关心的事,当然辨视用者在进行评估及选择机台时也要虑到目前及未来的需求。因为没有)的组何一台单一设备可以满足所有的求,所以必须将所有的问题都详细列出来才能对列入考虑的机器有一布黏整的认知,也才能做出对自已最有利方式的选择。对某些公司而言,为达到其装置工作弹性及生产速度上的需求会将多独使台不同类型的机台组合在一起使用,放置而不仅仅只用一台放置机台。SMT辭典 ) 為, , .065, , , , mm等的塑膠封裝amic chip carrier (LCCC) 用陶瓷氣密封裝的表面組裝積體電路。 iniature plastic leaded chip carrier 四邊具有翼形引腳,封裝外亮四角帶有保護引腳共面引腳間距為,引腳數為84、100、132、164、29
SMT十大步驟 第七步骤:焊接 今天绝大部份的焊接方式,都是度。因为对设计者而言要再回头去修使用波峰焊锡(wave solder)及热风回改线路以减少制程上焊接的缺陷是极焊(reflow)。尽管波峰焊锡法已行有为麻烦的事情,不只会使产品延期,且将来出来的产品会不会动作亦是一多年(也还会持续许久)。回焊目前已个问题,再加上花费等,这一方式根主宰整个表面黏着组装事业。事实上,本是行不通的。 许多大公司正在进行不需要使用波峰焊锡法的制程设计。 ®回焊:不断进步的制程方式 在另一方面而言,波峰焊锡法本身也不断的在进步中,特别是在免洗许多以前是设计给波峰焊锡用的及低挥发性的有机助焊剂方面。大部设计,现在都改交给承包商以双面回份的注意力都集中在助焊剂的喷洒及焊法。因为如此作比较经济,有更高在惰性气体填充下进行波峰焊锡法,的良率可减少重工(rework)的需求且这两方面都有极大的帮助。喷洒助焊可减少支出。 剂是一简单的选择,这方式可以更有今日的回流焊锡大部份都是以对效的控制助焊剂涂布的量,可节省材流的热风在空气或氮气环境下进行以料上的耗费及免除量测其比重时不小减少表面氧化,其基本方式并没有改心所造成的误解。其最大的成果是这变,但制程工程师希望对设备上能有种免洗的波峰焊锡制成产品几乎可以更多的控制,如加温区域及最高温度符合军规上洁净度的要求。以喷洒助等,另一控制重心则是冷却速率,以焊剂方式再加上在氮气密死循环境下期能减少金属间界面合金化合物的形可将制程控制在此一清洁的程度上。 成,减少表面的氧化,同时也让出炉波峰焊锡法既然已如此进步,更的产品降温到人手可以接触的温度。 不用说主流的回焊法。在焊垫间距不有趣的是,一直到现在才有工程断的缩小,对数组组件日渐重视及对师注意到在回焊时板子中间会有下陷无铅焊锡膏的需求,多方的要求下回的情形发生,就如同在波峰焊锡炉上焊单面或双面组装后的PC板以达到其一样(不知是否是因为没看见所以也产品需求,减少布在线的困难并提供就没想到?)。所有的设备现在都有提设计者提高PC板两面组装组件的密供板中央的支撑来解决这一问题,以30
SMT十大步驟 减少双面板组装时发生组件空焊、移由高速摄影机的协助发现锡球是在板动及板子弯曲等现象。这一技术早已子离开波焊锡炉时发生的。锡球可能为波焊法所使用。 是由于过强的锡波使焊锡跳离板子,无论是使用那一种回焊设备,成也有可能是由于焊锡炉表面上的杂质功的要素不外是不断的监视板子及重造成锡波飞溅的现象。其中基本的原复的量测板温,定期量测板子上的加因在于助焊剂和防焊漆(soldermask)热曲线是制程控制的一部份。将热电是否兼容及小锡球是否可以黏附在防偶以高温焊锡着接在接脚上可避免热焊漆的表面上如(图一)。 电偶脱落及与板子有良好的接触。在 制作量测用的板子时应避免使用胶带 及黏胶。 在使用BGA时,由于有温度差异 存在于板子表面及组件中心下方,所 以必须直接压这个板子表面最低温的 地方。将热电偶接到这里颇为简单,图一、锡球停留在两接点间,其原因只要先在板子上数组组件中央的焊垫是由于助焊剂和防焊漆两者不兼容之处钻一个洞,再印锡膏把组件组装到原故,只要事前稍加评估选择就可避板上再以现有的温度曲线回焊此组免此一现象 件,使组件焊在板子上,最后再把这工程师应对防焊漆及助焊剂加以个洞再钻一次使这个洞能深入到组件评估,然后采用最好的那一种组合。底部的锡球(吋)中心,将热电偶同时,也是最普通的建议就是对所有插入此板上之孔中,并以环氧树脂封的组装厂都相同的建议:减少PC板供住此洞就完成了。 货度®缺陷处理 (许多缺陷的确存在于波峰焊锡及回焊中,但绝大多数在经过适当的工S程设计及雏型生产后都可以避免。至脚于剩下的部份则可在试产时以制程上如的控制加以排除。以下就是几个实例:度小锡球:总是出现在波峰焊锡中。经31 商数目,如此才能减少在防焊漆厚上的变异及因防焊漆不同的固化cure)程度所造成的影响。 焊接短路在一OP(small-outline package)组件接上,通常是由于不正确的设计规范,超过一特定宽度的焊垫或是焊垫长不足以疏通多余的锡量如(图二)。
SMT十大步驟 正确的宽度应在吋到吋之散焊锡时,通常焊垫延伸的方向会压间;如果太宽即是使用活性较高的助在焊垫的尾端而不是在组件端。此外焊剂也无法使焊锡迅速的沾满整个焊要注意的是维修单位和品管人员也要垫。就接脚本身沾锡能力而言其脚和清楚的让他们知道焊接完成后焊点所塑料的界面也是容易造成短路的位要的结果是怎样的,因为就曾发生过置。而这此情形一旦发生也会减缓焊品管人员把工程人员故意造成的短路 垫沾锡速度,阻碍焊锡流动并导致短当成了不良品。路发生。 焊锡不足或是空焊的产生可能 有三种情形:助焊剂气体喷出,防焊 漆厚度不均匀及锡波太低。 助焊剂气体喷出用一种“Lev Check”的玻璃片就可以很容易检查出 来。用一般表面黏着技术(SMT)的黏胶 将组件固定在玻璃片的下方,再将这 片板子以一般制程方式处理,就可以图二、焊垫宽度超过规范常会伴随着检测出是否有太多的助焊剂气体喷沾锡力不足而造成SOIC组件接脚上出。在助焊剂的泡沫中可以看见助焊的短路 剂的气体由组件下方流出来,但若是 使用喷雾助焊剂的技术时应该不会看对沾锡能力强的接脚而言,可用到这一现象。如果预热区设定不正确增强焊垫上焊锡流动性的方式来防止或运送带的速度太快,在玻璃片通过SOIC短路。若在设计上要故意造成的锡波时也会看到助焊剂喷出的现象如焊垫短路时,则要使这些焊垫的宽度(图三)。 大于其它的焊垫。这较大的焊垫宽度 由于可以产生较相邻焊垫和接脚间更 大的表面张力所以可以形成所要的短 路。一般而言,这种形成故意短路的 焊垫其宽度至少要有正常宽度的三倍 以上。 SOIC对组件而言,在焊接时如要 避免短路而故意使用较长的焊垫以分图三、在和锡波接触时由于助焊剂气32
SMT十大步驟 体喷出所造成焊接不良的现象。可以小锡珠,也就是在小电阻、电容严格控制防焊漆厚度的方式以避免内边缘的锡球。它们的产生是由于锡膏部聚集太多的助焊剂。 原本就被印刷在组件的下方,然后在厚的防焊漆或防焊漆涂布厚度回焊时被挤出来所造成的。这些多半不均匀会使助焊剂在和锡波接触时无是因为锡膏本身塌陷到组件下方后再法被排除,使得焊垫附近容易发生因回焊所导致的如(图四)。通常起因是助焊剂喷出所造成的焊锡不足。对波在锡膏和回焊曲线不兼容时发生的。 峰焊锡及锡膏印刷(回焊)两者而言, 防焊漆的厚度应该要至少和焊垫高度 相同,当然能低一些是最好。 ®对回焊而言 焊锡短路发生在回焊过程中通 常是由于在此区域内的接脚上被印上图四、因回焊时间不足导致沾锡不完了太多的锡膏。在改变印刷钢板厚度全所产生的小锡珠造成接脚短路的现及开孔尺寸前有些原因要先加以考象 PC()虑。如果板上喷镀焊锡厚度改变 要了解这一问题,可将一印完锡是有可能会造成短路的。在回焊过程膏完成组装的PC板通过一回焊炉,然中即使是用了最好的锡膏也是会有锡后将炉子的最后一个回焊区(reflow 膏塌陷的情形发生而造成短路,有些zone)温度设定在正好比锡膏液化温则是因为在回焊中没有足够的时间使度低一点的地方,如此就能避免锡膏焊锡能沾满焊垫及接脚,所以稍微增发生最坏程度的塌陷但又能看见组件加一些焊锡的液化时间或许能使短路 下方的焊锡形成的样子。 现象解除。空焊,当没有任合接点形成时,惰性氮气填充在回焊过程中,由一般而言都是由于在组件放置以前锡于促使焊垫及接脚沾锡速度加速,通膏就已经不够或是接脚在成型时就已常也能减少短路的发生。对实际测试经有平整度上的问题如(图五)。通常而言,将一样本PC板以一热板或重修会发生的状况是在经过回焊时由于焊工作台(rework station)加以回焊也垫本身沾锡不良或是太慢,使得焊锡可以对制程加以验证。 无法由焊垫上流到接脚上面。在镀镍33
SMT十大步驟 金的板子及铜上预涂上一层有机膜的 焊锡板上有时会出现这种现象。所以 当这种现象一旦发生时不要立即认为 是锡膏印刷上出的问题。 图六、有缺陷的接脚焊点,是由于过 长的预热导致助焊剂内活化物质被消 耗完毕 图五、空焊或接脚翘起(墓碑现象)可能是由于焊垫本身沾锡不良导致焊锡流®经验的重要 到接脚位置所造成 成功解决焊点上的问题大部份都是依 赖经验,但经验则通常依赖直觉。经沾锡不良,就第一印象上而言都验通常可以由其它地方得到-“老手”会认为问题是出在焊垫或接脚本身和及设备操作人员,因为他们每天都和锡接合的能力不好。若是使用低活性设备相处在一起,从他们身上我们可助焊剂的话那还有点道理。不过更好以学到许多知识。在这提示一下,每的解释应该是太长的预热时间把助焊当解决一个问题时都用笔式计算机记剂中的活化物质都消耗光了如(图录下来,不然就算今天解决了问题,六);(同样的情形也可会发生在长时可能下个月又会要再重新面对一次,间的预热温度不足环境下)。若发生这伤一次脑筋。种现象其检查方法是拉开几个接点上的接脚,在接点上可以发现空焊的状况。 34
SMT十大步驟 第八步骤:清洗 了离子(活化物)及非离子(松香)两种®前言 残留物至于污染物呢,除了助焊剂以如果有一天,我们只用蒸气除油外还有许多来源,其中也包含了在制气方式,就能够将基板上所有制程的造PC板的过程中所使用含有大量离子残留物清除干净且没有任合兼容性的及侵蚀性的物质。 问题发生,那就再没有什么废弃物处空PC板的另一种污染物则来自理上的问题了。因为挥发出来的蒸气包装、储存、运输、收货及再储存等,都是相当安全、无燃烧性且没有任合因此在组装时即使是收货时就已证实残留液需要烘干,所以根本就不需要PC板本身很干净,但当板子一旦暴露处理任何的废弃物。所需要丢弃的物在升高的温度下板子还是有可能会跑质也减少到只剩下一小桶沉垫物而出一些含离子的物质。组件有时后会已。这些系统不需要水,不需要干燥储存在“干净”的地区好几个月才有机也不需要有排除废气装置。如果能这会拿出来使用。板子在通过插件及焊样那真是一伟大的进步。 接时,从一站移往下一站中都有可能只是这并不是真的。虽然我们不会受到伤害。即使在工作人员都戴上想花太多的力气去说明什么是氟氯碳手套,其清洁程度也只和工作人员相化物,什么是臭氧层,什么是蒙特娄同,而他们可能也是离子的污染源之公约,但是了解为什么要清洗及了解一。 残留物却是必须的。 对制造清洁剂的化学工业而言,几乎所有的产品都有着大家所熟悉®污染物的来源 的环境标志“不含有CFC成份”,但是PC板上的残留物污染通常可以区如何为一特定制程选择合适的成份分为两类;离子及非离子的。离子残并不是一件容易的事,而且在选择的留物在湿气的环境下会导电造成焊锡时候并不是说适合于别人的东西一接点的短路及腐蚀。非离子残留物其定可以适用在我这里,这种事情是没表现就如同绝缘体一样,举例而言它有快捷方式的。有时候甚至会有适合们可能会防碍电流通过连结器,或是某厂的产品可能会对别工厂造成严其它同样类型用来相互连通的接点。重的伤害。就实际而言,以溶液清洗传统以松香为基材的助焊剂同时包含35
SMT十大步驟 的效果完全视所使用的助焊剂种类、清洗时间及温度、喷洒角度及压力、制程时间及温度、基板设计、组件(布输送带速度、进水品质、干燥时间及线)密度、组件种类、产量设计、清温度及为了使低活性的助焊剂能清洗干净所使用的超音波清洗装置之洗设备及制程参数(甚至包含了喷嘴能量。就过去的经验而言,军方并不造型及压力)而定。而且所有制程用同意使用超音波,因为在1950年代设备都要能耐得住反复的测试。 时的研究报告显示,超音波会导致故最后,决定那一种溶剂可以清洗障发生。这是因为超音波会将联机的最干净仍只是选择项目中的一项芯片和组件焊垫间微细的金线振而已,我们还要考虑到材料和溶剂间断。虽然最近军方已改变了规范,的兼容性比如说,组件上的印字、防而且由EMPF及其它研究机构所也做焊漆、PC板的接合剂及聚合物等会不了许多和超音波能量对焊点的影会和溶剂起反应...等。工业安全卫响。在同一时间内,新的金线焊接生则主要着重在溶剂的气味,可燃性技术也提供了更坚固的接点以承受及暴露的限制...等来决定。 超音波的振动。这并不是说这种技‧废弃物是否必须以有害物质来加术就是百分之一百的安全。在适当以处理或是溶剂可以被简单的送的状况下超音波可以是一有用的工走倒掉、回收或是可再加以利用。 具,但是故障的机率仍然存在,而‧如果选择是有机挥发性化合物且某些组件在某些环境应用下可能(VOC)或会造成温室效应(ODS),那会产生故障。 就有可能成为下一波被禁止使用另一选择是可以使用水溶性的的对象。 助焊剂(WSF)。水溶性助焊剂可以提‧花费是否可以接受,这包含了所有供良好的助焊能力因为有着较强的新的制程、设备、材料、操作、保侵蚀力,但也因此如果没有清洗干养、工程、人力、训练及那些和设净将会造成问题。举例说,若水溶备相关的水,空气及废弃物处理等。 性助焊剂因为具有较低的表面张®从溶剂到设备 力,而不易从高密度的组件区被清洗干净,甚至残留在组件内或一束一但确定要使用那一种化学溶绝缘的电线内都有可能会导致故剂,就可以选定要使用那一种机器设障。许多的水溶性助焊剂都含有聚备,制程及参数设定:单机或是联机、乙烯乙二醇的成份,这些成份是不36
SMT十大步驟 含离子及易吸湿的也就是说,它们这一道安全网也就不见了。接着就会从空气中吸收湿气然后造成电化是顾客的接受程度了,如果顾客坚学方面的迁移(电子迁移)并因离子持一定要清洗(无法说服)不论制程污染而降低电性上的表现。除此之的品质有多好,或是可以节省多少外,因为不含离子所以聚乙烯无法成本,就是一定要清洗才可以。遇用一般的萃取出溶剂电阻的方式来到这种情形时,就算是使用免洗制量测其洁净度。程也是徒劳无功的,一切还是顾客 至上。免洗制程是目前大家所努力®免洗:一个新的想法 的目标,但是这不是容易到只要换这个免洗制程的概念是起源于一种新的助焊剂就可以的。 使用低残留物的助焊剂,也就是内 ®全盘考量部只有一点点或是没有会侵蚀性的物质来增加产品的可靠度。不幸的不论是用那一种制程方式,在应是有些使用者认为既然是使用低残用前一定要先考虑两件事情。第一是留物的助焊剂,成品就可以不需要这产品的目的及其特殊需求为何?如再清洗,这一点也不假,只要助焊果这一产品基本上是用完即丢的类剂是唯一的污染源即可。就实际而型,那么大概也就没有什么特殊的需言,免洗制程需要一全新的方式来求,而且也不太需要去全盘了解及控组装PC板。 制制程。但如果产品是电视或计算机,使用低侵蚀性的免洗助焊剂通那就会有许多特殊的需求,而且对制常要配合使用接脚有较好焊锡性的程上的控制也就变得十分重要。如果组件。也因此这些组件的品质和数是和生死相关的产品如外科监视器,量也要和以往采购的标准有所不同心律调整器或车子的防锁煞车系统才可以。进货检测也相对的变得重等,那么对整个制程的了解及控制就要。组件储存及处理也都成为“没有 变得很重要了。污染物”重要的一环,再加上好的制第二个要考虑的则是环境问题:程控制及人员训练才可以达成免洗若这PC板是要装在计算机内,而这部制程。 计算机预期被放在一有着温湿度控制对制程而言,清洗就是如同一的办公室内,但如果它被拿到严酷的道安全网一样,可以防止任何制程环境下使用,那这些板子上的残留物上所造成的错误。但在免洗制程时,37
SMT十大步驟 就会造成问题。因此就会需要更好的是其中之一。只要将所有的细节如清制程控制。 洗能力、材料兼容性、成本、废弃物对今日的PC板组装业,在面对清洗时处理、储存及处理、重修/修理及其它可以有许多的选择,当然免洗制程也顾客所要求的事项都详加考虑即可。 © 有引腳陶瓷晶片載體 leaded cer近似無引腳陶瓷晶片載體,它把性能增強。 © 收縮型小外形封裝 shrink small 近似小外形封裝,但寬度要比小© 晶片載體 chip carrier 表面組裝積體電路的一種基本封或陶瓷殼體之內,向殼外四邊引面組裝積體電路。 © 引腳式塑膠晶片承載體 plastic l四邊具有J形短引腳,典型引腳正方形和矩形兩種形式。 © J型引腳(J-lead) 從表面組裝元器件封裝體向外伸引腳。 © I型引腳(I-lead) 從表面組裝元器件封裝體向外伸腳。 © 引腳間距(lead pitch) SMT辭典 amic chip carrier (LDCC) 引腳封裝在陶瓷基體四邊上,使整個器件的熱傳導outline package(SSOP) 外形封裝更窄,可節省組裝面積的新型封裝。 裝形式,它是將積體電路晶片和內引腳封裝於塑膠出相應的焊端或短引腳;也泛指採用這種封裝的表eaded chip carriers(PLCC) 間距為,採用塑膠封裝的晶片載體,外形有出並向下伸展,然後向內彎曲,形似英文字母"J"的出並向下彎曲90度,形似英文字母"I"的平接頭引38
SMT十大步驟 第九步骤:测试与检验 PCB板组装业者一直都在组装的那一种技术是最适合自己的,这样才生产过程中保有某些程度的检视方能在制程检测时获得最佳的结果。 式。其目的主要是想要除去一些外观一般而言检测技术可分成两类:上的缺陷及在电性测试前就先找出制目视检测及自动化制程检测设备。后者程上的缺失并收集资料供制程上统计又可依其测量能力及所释出之辐射程分析用,而且在组件接脚上由于表面度再加以细分,如可见光、雷射光或X黏着技术比贯孔(through hole)技术要光。 承受更大的应力,所以相较之下检视目视检测 可以在许多不同的制程后就更为重要。也就是说。在这种技术立刻施行,至于所使用的设备则视是下只有接脚下方的焊锡负责把组件黏在制程的那一步骤而定。举例而言,着在PC板上而和接脚本身的强度无在印锡膏及组件放置后,检测员可以关。因此就电性上长期的可靠性而言裸眼在一分钟内立即发现锡膏短路,缺组件等缺失。或是以加了Z 轴高度就非常地需要有结构坚强的焊锡如(图一 图®的能包式须量测尺的显微接目镜,借着铜箔焊垫)。 与锡膏最高点两者间的焦距差来量测锡厚。 最普通的目视检测是用来检测回焊后的焊锡接点。这是利用接脚上焊锡接点表面对光线的反射,在传统光一、整体性制程测试系统所量的焊学透镜下以不同角度来进行检视。由锡接点数据 于接脚的尺寸不同所以需要不同的放大倍率来观察,如以4倍放大率来观测试技巧 察普通脚距(≦),以15倍来观除了目视检测外,还有许多不同察微细脚距(≦)。这种检测方式检测方式,这些检测各有不同的功主要是依赖比对焊锡接点外观来判断、侦错范围及价钱。自动化的技术结果的。其比对标准是参照括光学检测、雷射三角测量及穿透Mil-std-2000A及ANSI/J-std-001,依其X光及X光断层扫瞄。组装业者必标准检测速率为每秒5个焊点。 要了解每一种技术本身的优缺点及39
SMT十大步驟 目视检测的精确性主要是依靠操能力。 作者本身的工作能力、一致性及目视自动光学检测(AOI)系统使用数个检测的标准是否容易遵循来决定。检光源,通常是以程控的LED及数个摄验员必须熟悉每一种焊锡接点的检测影机以照明及摄取不同角度的焊锡接标准,因为在每一个PC板上至少会有点影像。这些接脚及焊锡接点就有如镜6种不同形态的焊锡接点,而每一种接子一般会把光线反射回去。相形之下组点又有多达8个不同的缺陷规范。最件及PC板就不太反光。这焊锡接点上后,目视检测并不合适收集大量的量的反光虽无法提供正确的高度,但从其测资料以供系统分析(SPC)并用来减少反射光的形状及强度是可以用来判别制程缺陷用。此外这种技术也不能用其外形。这就可以用来判断焊锡接点形来检测密度较高的J型脚组件,超微状是否不良(表示是空焊),是因为焊锡细脚距的QFP及数组型态的覆晶或不足或是沾锡力不足所造成的。AOI系BGA组件。但是只要建立一致且明确统亦可有效的检测焊锡短路、缺零件或是零件有些微转动的现象,这些都可以的规则,目视检测不失为一价廉,容在回焊前或后来进行,也增加使用上的易实行且特别适合在制程开发时与判弹性及方便性。这些系统的检测速度从别外观和基本缺陷时使用。 30到50个接点/每秒,在相对价位上整体性制程测试系统。目视检测速度及重复性可以在利用自动化的数也比较低,从美金15万到25万都有。 字化焊锡接点影像处理系统后得到大AOI系统无法用来量测焊锡接点幅的提升。为了达到目的,整体性制的一些参数,如接点脚跟部锡流高度程测试系统多少都会应用到某些形式及在接点上有多少焊锡等,但若缺乏的辐射—不是可见光,雷射就是X光。这些数据,那在使用统计分析时其结这种系统借着读取影像来发现及量测果就会受到限制。这种系统也无法检相关的焊锡接点品质数据以决定是良视隐藏的焊锡接点如BGA、PGA及J型品或是不良品。 接脚的组件,且也无法直接检视微细就目视检测而言,整体性制程测脚距QFP的接脚跟处,因为这脚跟和试系统并不需要接触到PC板,但是和接点的可靠度有密切的关系。除此之一般的目视检测不同的是这种系统可外,AOI系统可以说是最适合用来检测以针对问题点不断的增加放大倍率及小组件及脚距在以上鸥翼形接重复检测以求确实地检测出缺陷。这种脚组件。 系统更提供精确及大量的重复性量测40
SMT十大步驟 ®全自动雷射三角量测(ALT) 这是一种比较直接用来量测焊锡 接点或锡膏高度及外形的工具。此一系统可以用一个或多个侦测器同时以 表面反射的光线量测出对象表面外形 及高度。如(图二)所示,以这种三角测图二、雷射三角量测(a)使用2个位置侦量的方式,利用光照射到对象表面再反射到接收器的方式来决定表面高测器(b)反射镜,可消除多重反射及避免度。然而由于反射的激光束可能会有阴影现象 发散现象,造成接收器同时收到数个讯号,这时就需要有一机构来辨断到®穿透式X光系统 底那一个反射光束才是真正的量测值。此外,这反射光也有可能因其它是以一点状辐射光束垂直穿透物体的阻挡无法被接收器接收而造成PC板。当光束在通过时由于焊锡接点无效的量测,这结果也称之为阴影现本身相对于PC板上其它东西如铜箔、象。为了避免反射光束发散或是阴影硅、或FR-4等材料更容易把光束的强现象,此系统必须有能力侦测到数个度减弱。这些强弱不同的光束会被一侦测器接收,再转换成256个灰阶的X不同方向反射回来的光束如(图二b)所光影像。基本上一个焊锡接点的X光示。由于是以数值量测焊锡接点高度,灰阶影像,提供了一接点上焊锡厚度,所以ALT系统是在组件放置前量测锡分布及内部结构等数据。 膏涂布之体积及位置的最佳选择,并经由实时的统计分析可以找出锡膏印刷在单面组装的PC板上,穿透式X时所需要的最佳参数,如刮刀压力、速光可以非常精确的侦测出焊锡接点上度、钢版间隙等。ALT的价钱约在10的缺陷如空焊、锡量不足、锡太多、万到短路、焊垫和接脚对位不准及在鸥翼25万美金之间,依其速度不同而及J型接脚接点上有孔洞等。这些系不同,量测速度约在5到25点/每秒。 统也可侦测出缺组件或电容的电极装 反等。但是在面对双面组装的PC板时 以穿透式X光检测焊点时其影像可能 41
SMT十大步驟 会和另一面组件的焊点影像互有重来,所以可以提供所有制程上需要的迭,而造成检测上的困难。 资料。在使用已知的焊锡体积数据来和断层扫瞄X光影像做校正后,这些 灰阶影像也可以转换成实际的尺寸。对扫瞄出来的结果加以分析比对将可®断层扫描式X光 有效的改善组装过程。举例而言,不和穿透式X光不同的是断层扫描同厚度或体积的焊点可经由这种检验式X光,是以绕着垂直PC板之直线旋方式看到焊点内部的状况,从而找出转且以一定角度照射PC板的这种方式在锡膏印刷时所发生的错误。 来扫瞄出一水平的且焦距固定的平面 图形如(图三)所示。这一偏离轴心方 式所照出来的影像就是物体的剖面影 像,其所显示的深度(厚度)约为 到厚。也就是利用影像焦距方 式,由于成像区域上方及下方都不在 焦距内,所以在侦测器上就只会有焦 距上的影像出现,而排除其它不在焦 距上的噪声。X光断层扫瞄系统是先用 一雷射寻标器将要量测的板子外观扫 瞄出来以校正板子的弯曲度和焦距平 面间的差距。在一小的范围内垂直移动 PC板如此将可扫瞄出焊点上数个不同高度(深度)的区域,此法在对BGA及贯图孔接点特别有效。大范围的垂直移动则一可用来检视双面组装PC板上下两面焊可点的缺陷。不同的放大倍率及视野都可视以经由垂直调整焦距平面及光束扫瞄它半径来获得。 量X光断层扫瞄可以用来量测焊点实体上许多的数据,如(图一)所示,在不同的焦距平面下都可以检视出42 三、图解断层扫瞄式X光,似绕着圆周旋转的X光光束及X光侦测器形成一焦距平面,用来观察所要检的焊点而不为其焊点下方及下方其对象所干扰。再以影像处理微体来测所要测量的数值并标示缺陷所在 尽管断层扫瞄式X光可以每秒30
SMT十大步驟 到40个接点的速度检测焊点,但对某正确找出有缺陷的接点以下达是良些组装制程而言,仍无法提供100﹪之品或不良品命令的能力。整个系统的费用也是评估的重点,包括测试检测。不过倒可以用弹性采样方式来开发时间、维修能力及费用,一旦100﹪确保那些特别困难的焊点。这系故障时预期维修时间及费用等也需统价格由美金35到45万不等,虽然要加以计算。 单价高,但由于侦错效率高且又提供3. 系统接口准备。此一测试系统要怎许多有价值的数据可快速反应给制程样和工厂现有设备相连结,这包含单位以修正制程,可以省去目视检测,了PC板取放设备,条形码读取,对缩短重工及寻找错误的时间。 PC板走线图及组件数据的直接读取及对产品品质的统计分析数据管®使用整体性制程测试系统 理,甚致要能回溯到以往品质记录成功的使用整体性制程测试系统等都是需要再详加计划的。 在PC板组装生产过程中需要投入大量4. 对缺陷的定义。在了解所选用设备的训练,制程分析及系统整合。下面的能力之后接下来要做的就是在这所列几项重点是数家制程厂商努力所设备的能力下定义缺陷为何,以确得的结论。 保产品的品质及可靠度。许多过去1. 界定制程测试需求,整体性制程测以目视检测所定的标准都不合适于试的首要工作就是先仔细的界定出现在这种全自动且具数字化量测能需求是什么,接下来才是测试项目:力的系统。 要决定何种缺陷是最重要的,怎样5. 投入足够的资源。在刚开始为了将量测可以最有效的协助制程改善及这全自动系统功能完全发挥出来所成品回收。多少采样最省力,如何需要投入的资源绝对不可以被低增加检测速度及提升品质。这决定估。一起始计划必须包含:头六个必须同时考量现有设备的负荷及未月的使用期要有专人全力投入在设来 PC板设计的趋势。 备的操作使用及测试程序上的开2. 评估系统,要以小量制程来测试及发。唯有完整了解量测结果和制程评估系统并和其它系统相比较。这参数彼此之间的关系才能真正发挥种评估必须要包含一标准的PC板来这系统的功能。实行计划也要求主作为评估用指标,以公平衡量不同要操作人员要能完全了解系统的操系统之生产速度,重复量测能力及作,并且明白的接受测试所得的精43
SMT十大步驟 确结果,如此才能从设备上得到内先正的效益。 把注6. 专注于统计分析量测。如果在装是使系统完成后发现制程结果变异性旧很大的时候就应该把注意力集,符在统计分析量测上,并使用它在等,善制程上,而不是在缺陷的侦测术能在制程改善过程中大部份的厂商要经面临到不是错误的良品率就是错或合的不良品率比预期的高。为了减 © 细间距(fine pitch) 不大于的引脚间距。© 细间距组件(fine pitch devic引脚间距不大于的表(尺寸编码为1608)的表面© 引脚共面性(lead coplanarity指表面组装元器件引脚垂直高的平面之间的垂直距离。其值大于。 © 锡膏焊料(solder paste;crea由粉末状焊料合金、焊剂和一一定黏度和良好触变性的焊料© 焊料粉末(solder powder) 在惰性气氛中,将熔融焊料雾不定形。 © 触变性(thixotropy) 流变体(流变体焊膏)的黏特性。 真时间上的花费,所以在短时间不考虑产品良率的问题,而仅设意力集中在制程稳定的改善才仍用本系统首先要注意的。 中仅管这些系统能改善制程良率改合顾客需求,快速发现制程缺失。但没有一种单一的测试(检测)技会符合所有的需求及目标。不过只误由仔细的规划和考量在使用一种少用多种技术,一定可以达到目地。SMT辞典 es,FPD) 面组装零件;也指长×宽不大于×组装组件。 ) 度偏差,即引脚的最高脚底与最低二条引脚形成一般不大于引脚厚度;对于细间距器件,其值不m solder) 些起黏性作用及其它作用的添加剂混合制成具有膏,简称锡膏。 化制成的微细粒状金属。一般为球形和近球形或度随着时间、温度、切变力等因素而发生变化的44
SMT十大步驟 第十步骤:重工与整修 将IC从表面黏着组装上拔取下®典型的问题 来曾被比喻为”用蒸气把邮票从黏着的信封上取下”,在基本上这是很好的对一般小组件而言,最常见的问比方,只是在对热的控制上有所不同题就是所谓的”墓碑”现象或是短路,而已。也就是说在SMT重工及修整上其它的问题还包括有组件因热应力或因为要对蒸气温度做精确控制所以要机械问题而产生裂痕;放置位置不精使用适合工具及方式。其目地不外乎确,放错组件,组件方位不对或极性是要避免热去损坏到有问题的组件、错误及缺组件等。为了要解决这些问PC板或是其它相邻的组件。所以如何题,必须先移除这些组件再重新且正控制且隔绝热扩散是成功的关键。 确的放回去或是更换新的组件。对某高温,若是组件和PC板彼此之些情况而言,如多层陶瓷电容这种组间温差不大的话那还可以接受,但若件可能无法承受重工时的热冲击,同是两者间有极大的温度差异时那就有时由于这种组件并不贵,所以也就不可能会造成损坏。因此,对外观上的建议再使用那些拔下来的组件。 焊锡不足或锡太多而进行所谓单一焊对英吋脚距IC组件而言,点的整修(以烙铁)可以说是一种极危大部份的问题都是由于接点空焊。而险且最好不要有的动作。所以非常有对微细脚距组件(英吋到英必要发展出一个好的且在控制之下的吋脚距),接脚短路则占了大部份。除重工或修整方式,以减少对有问题的此之外,接脚变形,组件本身损坏,接点再造成伤害。报告上指出,绝大组件不正确,对位不准或方位错误等多数重工或修整方式都是不正确或是也都是不良的原因。除空焊,短路及过度的,会导致产品可靠度的降低。接脚变形不用移除组件就可以加以修所以假如我们能对制程施行精准的控整外,其余4种都要将组件移除才能制,为什么我们不能以同样的方式来进行修整。 控制重工及修整呢。 对于数组型组件如覆晶或BGA则一定要移除组件才能修整焊锡接点 的问题。在移除及重新放回这种组件的过程中还需要将新的焊锡凸块(锡球)重新放上去,所以还需要多一道加45
SMT十大步驟 热的手续才可以。而这一道加热的手吸锡线(Solder Wick)可以有效续也要仔细的控制温度及时间,以免的将多余的锡移除。若需要再加一些伤害到原来的组件或是组件周围的零焊锡时可以用人工或气动的方式把针件。 管内的焊锡点到所要的地点。虽然经由针管点锡膏方式会有黏度及均匀性®设备及供货商 的问题,不过依然可以控制所需要的数量。有一种比较广泛的方式就是使在生产线的一角或是维修部门用很细的焊锡线英吋直径,但内至少要有一个供人工重工/修整也由于很细,所以需要另外再点助焊的工作台面。这台面必须光线充足剂来加强其效果。最后,手工的工具而且有接地的设施以免伤害到敏感在使用上一般都很有弹性,但大家也的电子组件,而且还要有一组类似都知道愈是专门用途的工具,在专门(图一)中所示的工具。烙铁的温度不人员的操作下,针对特定的组件进行可以超过350℃(650℉)以避免热去重工效率愈好。 伤害到陶瓷组件、PC板或是焊垫。一组重工/修整的工作站应包含如果是要用锡膏来接合表面黏着组件的接脚时温度最好是设低一点─有许多不同烙铁头的烙铁、热镊子,真空吸锡枪及用来回焊用的热风笔。(300℃左右)。 除了使用标准型式的烙铁头这些都是重工时最重要的工具。当然,外,有些机器还有特殊设计的除锡除了烙铁之外所有其它的工具及如工具,这种类型的工具几乎可以用(图一)的用具也同样的都要在使用时来对付所有小型的表面黏着组件。注意到热的隔绝,以将伤害邻近接脚当然也也一些特殊尺寸的工具,外及组件的机会降到最低。 型就像支热镊子,可以用来拔取某另一项重工技术员要注意和热有些特定尺寸的表面黏着组件。如果关系的事情是对多层PC板的保护。大想要应付从最小的组件和SO外型的部份有4层或更多层和大的电源层及组件一直到84脚数的PLCC组件,接地层都会产生和散热片相类似的效那可能会需要好多支不同尺寸的镊果。一般而言表面黏着的板子需要较少子才行。至于更大型的PLCC及QFP的热能(相对于通孔的板子),因为其等组件就还需要有真空吸取这项辅上的接点及组件都比较小,但由于多层助工具,以免在重工时伤到组件的板的作用所需的热能反而可能变的较接脚。高。 46
SMT十大步驟 双面的PC板,可调整的支架以支橕不 同尺寸的板子。最后,如果这半自动的 工作站没有适当的视觉辅助工具时,我 们还要再追加一套特别的目检工具才 行。 图一、基本的重工/修整工具包括热板、 镊子、焊锡线及装锡膏的针筒,可控 制温度的烙铁及多种烙铁头。 目前市面上有多种重工工作站可 供选购,它们都能全自动的控制施加在 组件及接脚上的热量如(图二)。它们最 大的特色是使用一喷嘴直接将热风吹 到要拔取组件的接脚上,并同时使用一图二、重工/修整用工作站有着全自动同轴的真空吸嘴把组件吸起来以方便的温度控制设备,对目前新型组件如移除或是吸在定位上以方便重新焊回BGA及覆晶而言是一必备的工具 定位。这种工作站在面对BGA这种数组组件的拔取及放置时是绝对必要的。 ®重工/修整技术 其它的功能包括;自动回焊曲线控制,不论是以热电偶或是红外线侦测由于组装时复杂度不同且过程也器来监视及控制周围区域的温度。(时不相同,所以发生的问题不一定完全间及温度曲线必须要和原先生产时的一样,甚致有相当大的差异所在,所曲线相似,而且大型的塑料IC也必须以重工/修整并不一定适用于全自动是干燥的,以免在回焊时有裂痕或爆米的设备。 花现象出现。)回焊曲线控制及监视可重工通常都和检视在一起施行,以确保热源只集中在需要的位置,且温如此可以省却时间,不必把所看到的度及能量足够把有问题组件的焊锡熔问题再去告诉别人。基本上而言,谁解。其它的功能还包含和手工工作台相发现问题,谁就负责把问题修好,这类似的功能,如独立的热源控制以对付当然也包括把PC板上残留的松香清洗47
SMT十大步驟 干净在内。为了使过程能更精确的被 控制,所发生的问题也应被纪录下来 一起加到品管控制的统计数字中以便 分析及改进制程。就一般而言,大家 都会强调要先控制的是制程,而不是图三、更换被动组件的技巧,以吸锡事后再想法做重工。 线清除多余的焊锡,将锡膏点在一端制程上造成的问题主要可区分为锡垫上。把组件放到焊垫上,对好位三项:空焊,有接脚组件上焊点的短置再用烙铁接触焊垫方式来熔化锡膏路及无接脚被动组件的墓碑现象。这以减少热冲击,以同样方式对另一头些问题都可以用简单的工具小心的加进行加工,此种方式也可用来对SO以修整,空焊的修整方式是先注射小组件进行修整。 量的锡膏到所要的位置再用一小的烙 铁头加以回焊。最好是使用扁平型的不正确或是损坏的组件,通常只烙铁头,把扁平的一端压在接脚上方要用测试机台测一下就能立刻发现。以求最大的热量能被传到所要的地若是测试机台上有计算机辅助的话那方,同时尽量避免烙铁头碰到PC板。更是能立刻就将有问题的组件找出有时候焊锡会残留在烙铁头上,或者来。再透过屏幕显示把要移除的组件是在用烙铁去除掉接点间短路时都会秀给负责重工的人员。若是使用手工有多余的锡停留在烙铁头上。如果用具时最保险的方式是用热传导(接触烙铁除锡还不够快是可以考虑用吸锡式)方式来把组件移除,再用热对流线或是真空吸锡枪来对付。 (热风)方式把组件放回焊垫上。对小的电容或电阻若发生立碑现使用半自动设备的人而言,要使用何象,破损或是放置方向不正确时可以种方式则和设备本身的能力有关,但用烙铁或热镊子来移除,先预热PC板,一般而言在机台旁边都会说明,在面再用一小且低瓦数的烙铁来进行这项对主动或被动组件时要采用什么样的工作。烙铁头的尖端要放在焊垫上面,方式。 不要去伤到PC板其它树脂部位,慢慢小心的遵循这些程序可以保证结的让热去把锡熔解。当要把组件放回果一定会是好的(良率高)。其主要观原位时,可以使用相同的工具再外加点不外是─只施以足够的热量来移除一点锡膏,小心的把组件焊回去如(图组件,小心的清理掉焊垫上多余的锡以三)所示。 48
SMT十大步驟 求能有一个表面平整光滑的焊垫以备组件上。这一步骤重点在于这些重工后将来能重新焊回组件,用均匀的加热方的锡凸块其高度及大小都要一致,如此式把组件焊回去而不去伤害到组件本才能在组装到PC板时有良好的良率。身及相邻四周的区域。为了避免焊锡晶此外为了将爆米花效应造裂痕现象的粒尺寸上的变化,而造成结合力的下降可能性降到最低,组件也需要先预热(特别是在振动测试时)。因此在焊锡125℃(4到8小时) 冷却的过程要特别注意不要冷却得太在将数组组件焊回到PC板时可以使用慢而造成晶粒成长使接点的强度减弱。正常的回焊方式。因为在使用单元一件同样的轻敲板子来修正组件放置对位加热方式时往往无法控制最高的加热不准的这种动作也最好不要,因为这就温度而使得有些接点会到达塑性范围,如同振动测试一样,会造成接点冷焊。 正常的回焊方式可避免这种潜在的问题发生,并提供可控制且均匀的热能。 ®数组组件的修整 ®结论 最简单方式就是把组件移除,其程序如下c将热风直接吹在损坏IC的重工/修整的目的在于将一电子系统上方,d当焊锡熔解后把组件移除,e功能修护且不会在过程中降低其可靠把焊垫清理干净并重新把锡膏涂在到度。为达此目的,必须避免直接用烙焊垫上,f把新组件对位并放置上去,铁去修整焊点的外观,且必须以最小g以热风对着接点的位置吹将接点熔的热能,保持热的隔绝,控制温度及化后完成整个工作。最后一步骤需要时间曲线及保持工作时的耐心。这项使用特定的热风喷嘴来将热风直接吹工作的最终目的在于使系统回复功能往组件相邻两边且平行于PC板面。同且维持其可靠性,而不是斤斤计较多时为了避免把周围的组件热坏了,在少时间内修了多少件。 吹风口的对面两边还有抽气式的排气装置来把热风吸走。 若是要再重新使用数组组件时,在重工手续上就要再加上植球的动作。植球前先要将组件本身的残锡清除干净,把助焊剂或是锡膏用针筒施点的方式或是小型钢板印刷方式施放在组件的焊垫上,再把预先排列好的锡球放到49