电子产品与生活的关系

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1、1,電子產品與我們的生活,2,問題 1 : 各位為什麼選擇來華宇公司上班 ? 問題 2 : 各位對電子業的瞭解有多少 ? 問題 3 : 各位對半導體業的瞭解有多少 ? 問題 4 : 電子業在台灣產業界的重要性為何 ? 問題 5 : 各位對主機板 . 筆記型電腦及行動電 的廠商及生產瞭解為何 ? 問題 6 : 對於台灣及大陸未來的分工生產的 瞭解為何 ? 這樣的狀況對我們的生 工作及生活是否有影響 ?,3,各種家電用品內部的控制基板,4,壹 . 基板製造的各種製程,5,(1) . 傳統插件製程 (2) . SMT 製程,6,(1) . 傳統插件製程的介紹,1 . 傳統插件製程的作業方式是將有腳的

2、零件 , 以人工或機械的方式插入 PCB 的孔洞中 2 . 再將 PCB 流過焊錫爐 , 以達到吃錫的目的,PCB,傳統零件,焊錫爐,錫波,PCB 流向,7,焊錫爐基本結構說明,助焊劑槽,預熱區,焊錫槽,冷卻風扇,進口端,出口端,排風口,排風口,基板,熱能反射板,輸送帶,風刀,8,助焊劑槽結構說明,助焊劑槽,氣源,發泡管,製具,輸送帶,基板,助焊劑,助焊劑發泡泡沫,風刀,9,助焊劑槽發泡管的功能,以空氣通過發泡管本體上的細微小孔 , 造成數量眾 多沾附助焊劑的氣泡 , 此數量眾多的氣泡藉由金屬 製具堆積而上 , 接觸沾附基板的底部而達到助焊劑 塗佈的功能再藉由後方的風刀將多餘的助焊劑刮除 ,

3、並促使助焊劑均勻的分佈於基板底部,10,助焊劑塗佈的方式,泡沫式助焊劑塗佈 波式助焊劑塗佈 噴霧式助焊劑塗佈 : (1) 壓縮空氣噴霧式 (2) 無氣噴霧式 (3) 網筒空氣刀式 (4) 高壓抽吸噴霧式,11,貳 . 助焊劑 ( FLUX ) 的介紹,12,(1) . 助焊劑 ( FLUX ) 的功能,除去零件及基板表面的氧化物 降低焊錫的表面張力及促進焊錫的流動 保護金屬的表面 , 使其在高溫的環境下不再氧化,13,(2) . 助焊劑 ( FLUX ) 的主要成份,松香 : 松香是由松樹得油脂中提煉出來 活性劑 : 因為松香的特性較溫和不易除去氧化物 , 所以必須添加活性劑 以增強其效果 溶

4、劑 : 溶解並調合松香及活性劑等固態物資 , 一般多用異丙醇或乙二醇 另外尚有介面活性劑 . 發泡劑及其他成份,14,(3) . 助焊劑 ( FLUX ) 的種類,. 松香類助焊劑 : 1. R 級 : 無活性松香類助焊劑 2 . RMA : 弱活性松香類助焊劑 3 . RA : 強活性松香類助焊劑 4 . RSA : 超強活性松香類助焊劑,15,(2) . 合成活性類助焊劑 : 此類的助焊劑 是由杜邦 公司首先開發出來 , 優點是波焊之後的殘留物 在常溫下為軟狀或液狀 , 清潔非常容易 依活性可分為 : SR 無活性合成助焊劑 SMAR 弱活性合成助焊劑 SSAR 強活性合成助焊劑 SAR

5、超強活性合成助焊劑,16,(3) . 水溶性助焊劑 : 有機酸類助焊劑 , 助焊效果最 佳 , 但是必須注意焊接完成水洗後的基板清潔 狀況 , 如果有助焊劑酸類物質的殘留會造成基 板的腐蝕 , 軍事及航太工業方面均禁止使用水 溶性助焊劑製程的基板,17,松香類改良型助焊劑 : 固態含量在 5 20 % 左右 , 殘留物不會造成基板的腐蝕 低固態含量助焊劑 : 固態含量在 5 % 左右 , 免洗 助焊劑之所以免洗是因為其殘留在基板上的殘留 物不會造成基板的腐蝕 , 但是固態含量在 5 % 左右 的助焊劑其殘留物較固態含量在 5 20 % 左右的助 焊劑少很多 , 所以對於清潔度及外觀要求較高的產

6、 品 , 必須使用固態含量在 5 % 左右免洗助焊劑,(4) . 免洗助焊劑,18,(5) . VOC-FREE 免洗助焊劑 : 不含揮發性有機溶劑的免洗助焊劑 , 上述的所有助 焊劑均含有揮發性有機溶劑 , 此溶劑易燃 ( 危險 ) . 易揮發 ( 品質不易控制 ) . 有害人體及環境 ( 有毒 性 ) , 為了避免這樣的困擾 , 所以開發出以純水為 溶劑的免洗助焊劑 , 亦可以以照皂化劑清洗之,19,各種助焊劑的優缺點,20,註 1 一般免洗助焊劑焊接後均不能清洗 ( 但是亦有免洗 助焊劑焊接後可以清洗 ) , 如果一旦清洗可能會造成 基板上產生白班 ( 部分未被洗掉的物質 ) 註 2 差

7、 : 指 5 20 % 固態含量的免洗助焊劑殘留物較多 易造成 PIN TEST 時不易穿透殘留物硬層 佳 : 如果屬於必須清洗的助焊劑 , 則清洗過後殘留物 很少所以PIN TEST 時不會有問題,21,(4) . 使用免洗製程的優點,使用免洗助焊劑製程的基板 , 焊接完以後不用清洗 , 可以大量減少水或化學品的使用 , 也不須添購水洗設備 基板焊接完以後不用清洗 , 所以不會有廢水 . 廢液的產生 , 自然不會造成環境污染的問題 因為不須清洗 , 所以就不會有清潔劑與零件間不相容的困擾 不會有一般水洗製程中 , 零件與基板間間隙過小而發生清潔不完全的狀況發生 可以得到較高的表面絕緣阻抗值,

8、22,(5) . 使用免洗製程必須考量的因素,錫球清除的問題 殘留物殘留的狀況 製程條件變的更嚴苛 ( 對於基板 . 零件的可焊性及清潔度要求更高 ) 必須考慮到殘留物腐蝕的問題 殘留物是否會影響到後段製程的作業 , 如成形塗佈 . ICT 探針測試等問題,23,(6) . 免洗助焊劑必須通過的測試,Copper Mirror ( 銅鏡試驗 ) : 無銅模被咬破 ( IPC- WE -818 ) Halides ( 鹵素 ) : 通過烙酸銀試紙試驗 ( IPC-WF-81 ) Surface Insulation Resistance : IPC-B-25 表面絕緣阻抗值測試 Electrom

9、igration Resistance : 腐蝕性測試,Bellcore TR-NWT-000078 對免洗助焊劑的要求,24,助焊劑品質控制的方式,以人工的方式定期量測及監控 在助焊劑槽內裝設助焊劑比重控制器 : 以自動的方式監測助焊劑槽內的比重 ( 說明如附頁 ) 滴定量測法 : 控制助焊劑中的酸鹼值來判定其品質是否有變化 水分量測法 : 測定助焊劑中的水分含量來控制品質,25,助焊劑比重控制器說明圖,助焊劑桶,稀釋劑桶,電磁閥,幫浦,信號控制,助焊劑槽,助焊劑,感溫探針,液面偵測器,混濁度偵測器,浮桶式比重感應器,26,預熱器的功能,將基板加熱至適合助焊劑活化的溫度 ( 約攝氏 80 1

10、10 度 ) , 以促使助焊劑去除基板及零件上的氧化物 將基板加熱至攝氏 100 以上 , 以減少基板與焊錫槽中的高溫焊錫 ( 約攝氏 250 度 ) 接觸時的熱衝擊 , 可以避免基板變形及零件受損 將基板底部所沾附助焊劑中的溶劑成份烘乾 , 以避免與焊錫槽中的高溫焊錫接觸時產生噴錫及氣孔 降低焊錫的表面張力 , 以利焊錫與零件及銅箔的焊接,27,預熱器的種類,盤管式預熱器 熱板式預熱器 熱空氣式預熱器 石英板式預熱器 石英管式預熱器 紅外線燈管式預熱器,28,肆 . 焊錫的介紹,29,各種不同比例合金熔點說明,30,焊錫槽結構說明,焊錫槽,基板,焊錫,擾流波,平整波,輸送帶,31,焊錫槽的種

11、類,靜態式錫槽 : 焊錫裝於不銹鋼材料製成的錫槽內 , 以手動或機械的方式將基板浸在錫槽中 ( 但是必須先塗佈助焊劑及去除焊錫表面的氧化物 ) 動態式錫槽 : 在錫槽的上方加裝輸送帶機構 , 錫槽內部加裝一或二組以馬達驅動的噴嘴 , 以動力的方式將焊錫藉由金屬製具噴流而接觸基板的底部以達到焊接的功能 動態式錫槽依驅動的方式可分為 : 平面流動式 , 超音波式及波焊式等三種,32,PCB,傳統貫穿孔零件,貫穿孔,貫穿孔零件焊接吃錫狀況示意圖,焊錫,焊錫,零件腳,33,焊錫爐抽風設備的重要性,對於焊錫爐來說抽風設備是非常重要的 , 除了排煙及清除臭味提供操作員一個安全的作業環境外 , 更重要的是可

12、以防止助焊劑在預熱時所蒸發的可燃性氣體因為排放不良累積而產生火災 , 尤其在一個高溫 . 充滿可燃性氣體的環境下 , 所以充分而適當的抽風設備是非常重要的,34,(2) . SMT 製程的介紹,PCB,零件,錫膏,銅箔襯墊,1 . SMT 製程是將以機器的吸嘴吸取 SMT 零件 , 經過 畫像處理辨識零件後 , 再放置於已印好錫膏的基板上 2 .基板再經過迴焊爐加熱後達到焊接的目的,35,SMT 製程的種類,A .單面錫膏印刷製程 B .單面錫膏印刷製程 + DIP 製程 C .雙面錫膏印刷製程 D .雙面錫膏印刷 + 點膠製程 E .正面錫膏印刷 + 背面點膠製程 + DIP 製程,36,A

13、 . 單面錫膏印刷製程,準備基板及零件,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,清洗,37,B . 單面錫膏印刷製程 + DIP 製程,準備基板及零件,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,手插件,過焊錫爐,清洗,38,C . 雙面錫膏印刷製程,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,180 度翻板,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,清洗,39,D . 雙面錫膏印刷+點膠製程,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,180 度翻板,錫膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,放置零件,點膠,清洗,40,E . 正面點膠製程+背面錫膏印刷+DIP 製程,迴焊,吸嘴,錫

14、膏印刷,放置零件,迴焊,錫膏,刮刀,吸嘴,清洗,放置零件,點膠,手插件,過焊錫爐,準備基板及零件,放置零件,180 度翻板,41,SMT 用膠的選擇條件,保存期限 ( 在冷藏或非冷藏的環境 ) 在工廠的環境下的使用壽命 是否適用於所用的點膠機或印刷機 與基板材質及防焊劑的相容性 , 且對人體無害 是否有足夠的黏著力 , 並且不會受陽光照射而變質 所點出的膠的外形是否有好的維持能力 烘烤的時間不可太長 , 烘烤的溫度不會對零件造成影響 如需將故障的零件拔除時 , 不會傷害到基板的表面,42,印刷於基板上的膠,43,印刷出來的膠體其高度及外形容易產生變化,44,膠的上緣不平整,印刷中可能發生的不良

15、,鋼板有可能會造成 SMT 膠的上緣部份膠量不足,45,印刷中可能發生的不良,不規則的體積,此現象有可能是鋼板的拉力不足或是鋼板和 PCB 脫離時控制不良所造成,46,SMT 基板的清洗問題,使用 SMT 零件的基板 , 因為有時必須使用點膠來固定零件 , 再加上零件和基板的間隙非常小 , 所以基板的清潔變的更不容易 , 以下是在清洗的過程中必須注意的地方 : 1 . 清潔劑必須能夠完全溶解助焊劑的殘留物 2 . 清潔劑必須能夠完全滲入零件和基板的間隙中 , 並且 能有充分的時間將助焊劑的殘留物溶解,47,印刷中可能發生的不良,不規則的體積,此現象有可能是鋼板的拉力不足或是鋼板和 PCB 脫離

16、時控制不良所造成,48,參 . 錫膏的介紹,49,錫膏印刷示意圖 ( 刮刀式 ),刮刀,錫膏,鋼板,基板,鋼板開孔,50,錫膏印刷示意圖 ( 擠壓式刮刀 ),錫膏,鋼板,鋼板開孔,基板,擠壓式刮刀,51,零件,錫膏,銅箔襯墊,助焊劑殘留,助焊劑殘留,測試探針,基板,ICT 探針測試零件示意圖,52,(1) . 錫膏的主要成份,錫粉 : 可以導通零件及基板 , 並可將零件及基板接合 助焊劑 : 調合錫粉及其他固態物質成膏狀 , 其主要成份如下 : 溶劑 : 將所有助焊劑成份調合成一均勻的稠狀液體 松香 : 可防止焊接後焊錫表面被再次氧化 , 並可包附住 活性劑提高基板的表面絕緣阻抗值 , 增強基

17、板的 可信賴性,53,抗垂流劑 : 防止錫粉及助焊劑分離並提高錫膏得印刷性 及防止錫膏的坍塌 活性劑 : 其主要功能在於消除基板的焊點及零件腳的氧 化物 , 常用的活性劑為 : 有機氨鹽酸鹽 ,有機氨 , 有機酸等幾種,54,(2) . 錫膏的種類,1 . 水洗類錫膏 : 以水來清潔基板上的助焊劑殘留 , 水溫攝氏 50 60 度 , 水壓 2 3 kg / cm 2 , 流量 11 15 l / min 2 . 松香類錫膏 : a . 以溶劑 ( CFC or HCFC Cleaner )來清潔 基板上的助焊劑殘留 b . 因為松香類的物質不溶於水所以使用皂化劑來使其變 成可溶於水 , 再來

18、清潔基板上的助焊劑殘留 c . 半水洗使用 EC 7R Axarel 32 來清潔基板上的助焊劑 3 . 免洗類錫膏 : 焊接完畢後基板不須清潔,55,(3) . 不同錫膏塗佈方式的各種參數,56,(4) . 錫粉的顆粒種植,單位 : Micro,57,(5) . 錫膏的運送及儲存注意事項,錫膏的運送過程中應保存在攝氏 0 10 度左右 使用者必須將錫膏儲存於冰箱的冷藏箱 ( 攝氏 0 10 度左右 ) 使用前必須檢視錫膏的生產日期及有效期限 , 並保持先進先出的原則 錫膏進貨必須附有檢驗報告 , 以確認其製造及品保流程的狀況,58,(6) . 錫膏的使用注意事項,使用錫膏前必須先從冰箱中取出

19、並置於室溫下至少 8 小時以利錫膏的回溫 回溫時不可打開瓶蓋 , 以免水氣進入或錫膏內溶劑揮發造成錫膏乾燥 不可使用烤箱或任何加熱器加熱回溫 註 . 錫膏印刷的作業環境 : a . 溫度攝氏 15 25 度左右 b . 溼度 30 60 % R.H,59,1 . 錫膏的區分可由下列項目判別之 : a. 合金成份 b. 助焊劑種類 c. 金屬的百分比 d. 顆粒大小 e. 黏度 2 . 錫膏進料檢驗的項目 : a. 錫粉合金成份 b. 助焊劑種類 c. 金屬的百分比 d. 錫粉顆粒大小 e. 黏度測試 f. 錫球測試 g. 焊錫性測試,(7) . 錫膏的區分及進料檢驗的項目,60,FUJI SMT LAYOUT 圖,61,SMT 製造流程的介紹,62,高速機放置的零件,高速機一般放置的零件多為電阻 . 電容或體積較小的 IC 零件,63,泛用機放置的零件,泛用機一般放置的零件多為 . QFP. BGA 或 CSP等的 IC 零件,