SMT制程问题的分析及处理课件.ppt

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1、Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME SMT制 程 问 题 分 析 及 处 理 SMT流 程 印 刷 相 关 及 印 刷 不 良 对 策 回 焊 炉 与 炉 温 曲 线 简 介 理 解 锡 膏 的 回 流 过 程 回 焊 工 艺 失 效 分 析 Profile Board制 作 Profile的 设 定 和 调 整 焊 接 工 艺 失 效 分 析 SMT检 验 标 准 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1.1 SMT的 組 成 送 料 机 印 刷 机 点 胶 机 高 速 机 (异 型 )泛 用 机 迴 焊 炉 收 料 机 Tech

2、-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1.2 SMT成 功 的 三 大 要 件锡 膏 供 給 部 品 搭 载 迴 焊 &检 查1、 锡 膏 供 給 依 据 生 产 的 基 板 及 所 需 制 程 条 件 ， 选 择 合 适 锡 膏 及 钢 板 ， 锡 膏 使 用 前回 温 ， 回 温 后 充 分 搅 拌 ， 开 封 后 尽 快 使 用 ， 避 免 锡 膏 的 Flux在 空 氣 中挥 发 ， 造 成 迴 焊 后 的 不 良 。2、 部 品 搭 载 零 件 严 格 的 控 管 ， 避 免 长 时 间 暴 露 于 空 气 中 造 成 零 件 氧 化 ， 影 响 焊 接性 ，

3、着 裝 时 避 免 错 件 及 精 准 度 的 控 制 。3、 迴 焊 &检 查 Reflow炉 温 的 调 整 及 记 录 ， 迴 焊 后 检 查 并 找 出 缺 点 加 以 检 讨 改 善 以 減 少 不 良 的 产 生 。 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT MEScreen Printer MountReflowAOI 1.3 SMT流 程 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT MESolder paste Squeegee Stencil2.1 印 刷 机 的 工 作 图STENCIL PRINTINGScreen Printer 內

4、 部 工 作 图 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.2 锡 膏Screen Printer 的 基 本 要 素 ：Solder (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 钢 板 的 厚 度 方 向 上 至 少 有 三 个 最 大 直 径 的 锡 珠 能 水 平 排 在 锡 板 的 最 小 孔 的 宽 度 方 向 上 单 位 ： 锡 珠 使 用 米 制 （ Micron)度 量 ， 而 钢 板 厚 度 工 业 标 准 是 美 国 的 专 用 单 位 Thou.(1m=1*10-3mm

5、,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 開 始 時 象 稠 的 糖 浆 一 样 滑 落 ， 然 后 分 段 断 裂 落 下 到 容 器 內 为 良 好 。 反 之 ， 粘 度 较 差 。 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.3 锡 膏 的 主 要 成 分锡 膏 的 主 要 成 分 ：成 分焊 料 合金 粉 末助焊剂 主 要 材 料

6、作 用Sn/PbSn/Ag/CU活 化 剂增 粘 剂溶 剂摇 溶 性 附 加 剂 SMD与 电 路 的 连 接松 香 ， 甘 油 硬 脂 酸 脂鹽 酸 ， 聯 氨 ， 三 乙 醇 酸 金 属 表 面 的 净 化松 香 ， 松 香 脂 ， 聚 丁 烯 净 化 金 属 表 面 ， 与 SMD保持 粘 性丙 三 醇 ， 乙 二 醇 对 焊 膏 特 性 的 适 应 性Castor石 腊 （ 腊 乳 化 液 ）软 膏 基 剂 防 离 散 ， 塌 边 等 焊 接 不 良 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME Squeegee(刮 板 或 刮 刀 ） 菱 形 刮 刀拖 裙 形

7、刮 刀 聚 乙 烯 材 料或 类 似 材 料金 属10mm 45度 角SqueegeeStencil菱 形 刮 刀 2.4 刮 刀拖 裙 形 刮 刀SqueegeeStencil 45-60度 角 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.5 印 刷 参 数 1Panasonic 印 刷 机 S/S C/S刮 刀 压 力 （ Squeegee pressure） 25-60N 25-60N印 刷 速 度 （ Printing speed） 40-100mm/s 40-100mm/s脱 模 速 度 （ Snap off speed） 1-5mm/s 1-5mm/s

8、脱 模 距 离 （ Snap off height） 0.1-5mm 0.1-5mm为 了 使 印 刷 机 参 数 设 定 标 准 化 ,减 少 参 数 设 定 的 错 误以 下 为 产 线 松 下 印 刷 机 参 数 设 定 的 标 准 . Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.5 印 刷 参 数 2 刮 刀 压 力 (down pressure): 主 要 作 用 在 使 钢 网 与 PCB紧 密 和 结 合 ,以 取 得 较 好 的 印 刷 效 果 .并 确保 钢 网 表 面 的 锡 膏 以 刮 的 平 整 干 净 .因 此 对 压 力 控 制 必 须

9、配 合 刮 刀之 特 性 .设 备 功 能 ,角 度 等 取 得 合 适 的 压 刀 .以 免 压 力 太 大 或 太 小造 成 印 刷 不 良 现 象 . 印 刷 速 度 (Traverse speed): 理 想 的 状 况 下 是 越 慢 越 好 ,但 会 因 此 面 影 响 到 cycle time.因 此 在能 够 保 持 锡 膏 正 常 滚 动 的 状 态 下 可 将 速 度 提 高 ,并 配 合 压 力 的 调整 .(因 速 度 局 面 压 力 变 小 ,反 则 速 度 慢 压 力 大 ) 印 刷 角 度 (Attack angle): 角 度 大 小 将 决 定 印 刷 压 力

10、 及 流 入 钢 网 开 孔 锡 膏 量 . 间 隙 (snap-off): 理 论 上 是 钢 网 越 平 贴 于 基 板 表 面 越 好 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME Squeegee的 压 力 设 定 ：第 一 步 ： 在 每 50mm的 Squeegee长 度 上 施 加 1kg的 压 力 。第 二 步 ： 減 少 压 力 直 到 锡 膏 开 始 留 在 范 本 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 刮 刀 沉 入 丝 孔 內 挖 出 锡 膏 之 間 有 1-2kg的 可 接 受

11、 范 围 即 可 达 到 好 的 印 刷 效 果 。2.6 印 刷 压 力 的 设 定Squeegee的 硬 度 范 围 用 顏 色 代 号 来 区 分 ： very soft 紅 色 soft 綠 色 hard 藍 色 very hard 白 色 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.7 印 刷 作 业 的 几 个 检 验 重 点 精 度 :必 须 对 准 pad的 中 央 并 不 得 偏 移 ,因 偏 移 将 造 成 对 位 不 准 及 锡 珠 ,零 件 偏 移 等 问 题 . 解 析 度 :印 刷 后 的 形 状 必 须 为 一 近 似 块 状 的 结

12、构 以 免 和 临 近 的 pad short 印 刷 厚 度 :必 须 一 致 对 能 控 制 每 个 焊 点 的 品 质 水 准 . 检 验 工 具 : 可 用 放 大 镜 检 验 印 刷 后 的 精 度 及 解 析 度 . 可 用 微 量 天 秤 量 测 同 一 pcb上 的 印 刷 材 料 总 量 可 使 用 SPI来 检 测 印 刷 后 的 状 况 可 使 用 印 刷 机 上 的 2D/3D功 能 来 检 测 . Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.8 钢 板 的 材 质 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2.9

13、锡 锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析 1锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析 :问 题 及 原 因 对 策1. 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 許 印 膏 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 比 例 （ 88 %以 上 ） 。 增 加 锡 膏 的 粘 度 （ 70万

14、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 。 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 问 题 及 原 因 对 策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 时 ,会 造 成 粒子 外

15、层 上 的 氧 化 层 被 剥 落 所 致 .3. 膏 量 太 多 EXCESSIVE PASTE 原 因 與 “ 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 . 调 整 各 金 属 含 量 . 减 少 所 印 之 锡 膏 厚 度 提 升 印 刷 的 精 准 度 . 调 整 锡 膏 印 刷 的 参 数 .锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析2.9 锡 锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析 2 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 4. 膏 量 不 足 INSUFFICIENT PASTE 常 在 钢

16、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 刷 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

17、 粒 度 。 調 整 锡 膏 粒 度 的 分 配 。锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析问 题 及 原 因 对 策2.9 锡 锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析 3 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 6. 坍 塌 SLUMPING 原 因 与 “ 搭 桥 ” 相 似 。 模 糊 SMEARING 形 成 的 原 因 与 搭 桥 或 坍 塌 很类 似 ， 但 印 刷 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

18、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 。锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析问 题 及 原 因 对 策2.9 锡 锡 膏 印 刷 缺 陷 分 析 4 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 目 前 主 流 的 炉 子 是 氮 气 热 风 或 IR(红 外 线 ） +氮 气 热 风 加 热 。 单 纯 的 IR加 热 会 造 成 阴 影 效 应 ， 在 大 元 器 件 周 围 的 小

19、 元 器 件 由 于 处 在大 元 器 件 的 阴 影 下 不 能 接 收 到 足 够 的 热 量 ， 从 而 使 部 分 锡 膏 未 融 或 冷焊 的 发 生 。 氮 气 热 风 的 作 用 : （ 1） 防 止 焊 接 过 程 中 锡 膏 的 氧 化 （ 2) 使 炉 子 均 温 3.0 回 焊 炉回 流 的 方 式 ：红 外 线 焊 接红 外 +热 风 （ 组 合 ）气 相 焊 （ VPS）热 风 焊 接热 型 芯 板 （ 很 少 采 用 ） Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 回 焊 炉回 焊 炉 控 制 面 板 3.1 回 焊 炉目 前 公 司 所 使

20、 用 的 回 焊 炉 HELLER .TAMURA Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 3.2 温 度 曲 线 的 制 定 （ 无 铅 ）A: 预 热 升 温 速 率 13 /sec BC: 过 渡 区 温 度 170 10 D: 回 焊 升 温 速 率 24 /sec E: 冷 却 速 率 34 /sec FG: 峰 值 温 度 240 255T1: 预 热 时 间 80 10 sec T2: 过 渡 时 间 80 10 secT3: 液 相 温 度 上 时 间 3050 sec Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 3.3 温

21、度 曲 线 制 定 说 明 1 1、 Preheat与 Soak：（ 1） 作 用 ： 使 助 焊 剂 中 的 挥 发 性 物 质 完 全 挥 发 ； 避 免 锡 膏 急 速 软 化 ； 缓 和 正 式 加 热 时 的 热 冲 击 促 进 助 焊 剂 的 活 化 ， 以 清 洁 Pad。（ 2） 影 响 ： 预 热 不 足 (温 度 、 时 间 ),容 易 引 起 锡 珠 、 墓 碑 及 灯 芯 效 应 ； 预 热 过 度 ， 将 引 起 助 焊 剂 老 化 和 锡 粉 氧 化 ； 在 Soak区 ， 若 温 度 上 升 得 过 快 ， 温 度 难 以 均 匀 分 布 ,也 易 引 起 墓 碑

22、 和 灯 芯 效 应 。 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 2、 回 焊 区 回 焊 区 若 温 度 不 足 ， 就 无 法 确 保 充 足 的 熔 融 焊 料 与 PAD的 接 触 时间 ， 很 难 获 得 良 好 的 焊 接 状 态 ， 同 时 由 于 熔 融 焊 料 内 部 的 助 焊 剂成 份 与 气 体 无 法 排 除 ， 因 而 发 生 空 洞 和 冷 焊 。 回 焊 区 Peak温 度 太 高 或 在 液 相 线 上 停 留 时 间 过 长 ， 则 熔 融 的 焊 料可 能 会 被 再 次 氧 化 而 导 致 焊 点 可 靠 性 的 降 低 。

23、氮 气 炉 回 焊 中 ， 二次 氧 化 的 危 险 性 有 所 下 降 ， 但 是 温 度 过 高 或 停 留 时 间 过 长 ， PCB与 零 件 将 承 受 更 大 的 热 冲 击 。 3、 冷 却 区冷 却 速 度 不 宜 过 快 也 不 宜 过 慢 ； 冷 却 速 度 过 快 ， 熔 融 焊 料 没 有 充 足 的 时 间 凝 固 ， 会 导 致 焊 点 外部 凝 固 ， 而 内 部 还 处 于 熔 融 状 态 ， 随 后 整 体 凝 固 后 会 产 生 大 量 应力 从 而 导 致 Crack。 冷 却 速 度 过 慢 ， 会 导 致 IMC过 度 生 长 ， 尤 其 是 Ag3S

24、n。 另 外 ， 因为 元 件 和 PCB热 容 量 的 差 异 ， 将 引 起 温 度 分 布 不 均 ， 焊 料 冷 凝 时间 的 差 异 会 导 致 元 件 位 置 挪 移 ， 热 膨 胀 率 的 差 异 将 是 板 弯 曲 。3.3 温 度 曲 线 制 定 说 明 2 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 3.4 有 铅 与 无 铅 温 度 曲 线 的 主 要 区 别 1 无 铅 与 有 铅 的 温 度 曲 线 之 所 以 不 同 ， 主 要 是 由 于 合 金 的 不 同 ， 有 铅是 锡 铅 二 元 合 金 ， 而 无 铅 主 要 是 锡 银 铜 三

25、元 合 金 。 而 且 锡 铅 合 金 可以 组 成 良 好 的 共 熔 物 。 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 3.4 有 铅 与 无 铅 温 度 曲 线 的 主 要 区 别 2 熔 点 的 差 异 典 型 的 有 铅 焊 料 SnPb63/37的 熔 点 为 183 ， 而 无 铅 焊 料 SAC305熔点 则 是 217 220 峰 值 温 度 的 差 异 有 铅 一 般 控 制 在 235 ， 无 铅 则 需 要 更 高 的 温 度 （ 240 255 ） 冷 却 速 率 的 差 异 有 铅 焊 料 因 为 熔 点 固 定 ， 凝 固 时 不 会 因

26、 为 凝 固 时 间 的 差 异 而 产 生内 应 力 ， 因 此 冷 却 速 率 可 以 比 较 随 意 ， 只 要 能 保 证 IMC生 长 足 够 就可 以 了 。 无 铅 焊 料 因 为 是 三 元 合 金 ， 熔 点 不 固 定 ， 另 还 有 其 他 IMC 杂 质 产生 ， 可 能 会 影 响 焊 点 可 靠 性 ， 因 此 冷 却 速 率 不 能 太 快 也 不 能 太 慢 ， 太 快 则 造 成 焊 点 外 部 凝 固 而 内 部 不 能 及 时 凝 固 而 产 生 热 应 力 ， 太慢 则 可 能 导 致 大 量 Ag3Sn的 生 成 ， 导 致 焊 点 脆 化 。 Tec

27、h-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1. 首 先 ， 用 于 达 到 所 需 粘 度 和 丝 印 性 能 的 溶 剂 开 始 蒸发 ， 温 度 上 升 必 需 慢 (大 约 每 秒 3 C)， 以 限 制 沸 腾和 飞 溅 ， 防 止 形 成 小 锡 珠 ， 还 有 ， 一 些 元 件 对 内 部应 力 比 较 敏 感 ， 如 果 元 件 外 部 温 度 上 升 太 快 ， 会 造成 断 裂 。 2. 助 焊 剂 活 跃 ， 化 学 清 洗 行 动 开 始 ， 水 溶 性 助 焊 剂 和免 洗 型 助 焊 剂 都 会 发 生 同 样 的 清 洗 行 动 ， 只 不 过

28、 温度 稍 微 不 同 。 将 金 属 氧 化 物 和 某 些 污 染 从 即 将 结 合的 金 属 和 焊 锡 颗 粒 上 清 除 。 好 的 冶 金 学 上 的 锡 焊 点要 求 “ 清 洁 ” 的 表 面 。4.1 理 解 锡 膏 的 回 流 过 程当 锡 膏 至 于 一 个 加 热 的 环 境 中 ， 锡 膏 回 流 分 为 五 个 阶 段 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 3. 当 温 度 继 续 上 升 ， 焊 锡 颗 粒 首 先 单 独 熔 化 ， 并 开 始液 化 和 表 面 吸 锡 的 “ 灯 草 ” 过 程 。 这 样 在 所 有 可 能的

29、 表 面 上 覆 盖 ， 并 开 始 形 成 锡 焊 点 。4. 这 个 阶 段 最 为 重 要 ， 当 单 个 的 焊 锡 颗 粒 全 部 熔 化 后 ，结 合 一 起 形 成 液 态 锡 ， 这 时 表 面 张 力 作 用 开 始 形 成焊 脚 表 面 ， 如 果 元 件 引 脚 与 PCB焊 盘 的 间 隙 超 过4mil， 则 极 可 能 由 于 表 面 张 力 使 引 脚 和 焊 盘 分 开 ，即 造 成 锡 点 开 路 。5. 冷 却 阶 段 ， 如 果 冷 却 快 ， 锡 点 强 度 会 稍 微 大 一 点 ，但 不 可 以 太 快 而 引 起 元 件 内 部 的 温 度 应 力

30、 。4.2 理 解 锡 膏 的 回 流 过 程 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 重 要 的 是 有 充 分 的 缓 慢 加 热 来 安 全 地 蒸 发 溶 剂 ， 防 止 锡 珠 形 成 和限 制 由 于 温 度 膨 胀 引 起 的 元 件 内 部 应 力 ， 造 成 断 裂 痕 可 靠 性 问 题 。 其 次 ，助 焊 剂 活 跃 阶 段 必 须 有 适 当 的 时 间 和 温 度 ， 允 许 清 洁 阶 段 在 焊 锡 颗 粒 刚刚 开 始 熔 化 时 完 成 。 时 间 温 度 曲 线 中 焊 锡 熔 化 的 阶 段 是 最 重 要 的 ， 必 须 充

31、 分 地 让 焊 锡 颗 粒完 全 熔 化 ， 液 化 形 成 冶 金 焊 接 ， 剩 余 溶 剂 和 助 焊 剂 残 余 的 蒸 发 ， 形 成 焊脚 表 面 。 此 阶 段 如 果 太 热 或 太 长 ， 可 能 对 元 件 和 PCB造 成 伤 害 。 锡 膏 回流 温 度 曲 线 的 设 定 ， 最 好 是 根 据 锡 膏 供 应 商 提 供 的 数 据 进 行 ， 同 时 把 握元 件 内 部 温 度 应 力 变 化 原 则 ， 即 加 热 温 升 速 度 小 于 每 秒 3 C， 和 冷 却温 降 速 度 小 于 5 C。回 流 焊 接 要 求 总 结 ：4.3 理 解 锡 膏 的

32、 回 流 过 程 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 焊 锡 球许 多 细 小 的 焊 锡 球 镶 陷 在 回 流 后 助 焊 剂 残 留 的 周 边 上 。 通 常 是 升 温 速 率 太 快和 太 慢 的 结 果 ， 太 慢 时 由 于 助 焊 剂 载 体 在 回 流 之 前 烧 完 ， 发 生 金 属 氧 化 。 太快 时 由 于 溶 剂 的 快 速 挥 发 导 致 锡 膏 塌 陷 .这 个 问 题 一 般 可 通 过 曲 线 温 升 速 率略 微 提 高 达 到 解 决 。焊 锡 珠 经 常 与 焊 锡 球 混 淆 ， 焊 锡 珠 是 一 颗 或 一 些

33、 大 的 焊 锡 球 ， 通 常 落 在 片 状 电 容和 电 阻 周 围 。 虽 然 这 常 常 是 丝 印 时 锡 膏 过 量 堆 积 的 结 果 ， 但 有 时 可 以 调 节 温度 曲 线 解 决 。 通 常 是 升 温 速 率 太 慢 的 结 果 。 这 种 情 况 下 ， 慢 的 升 温 速 率 引 起毛 细 管 作 用 ， 将 未 回 流 的 锡 膏 从 焊 锡 堆 积 处 吸 到 元 件 下 面 。 回 流 期 间 ， 这 些锡 膏 形 成 锡 珠 ， 由 于 焊 锡 表 面 张 力 将 元 件 拉 向 机 板 ， 而 被 挤 出 到 元 件 边 。 和焊 锡 球 一 样 ，

34、焊 锡 珠 的 解 决 办 法 也 是 提 高 升 温 速 率 。5.1 回 焊 工 艺 失 效 分 析 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 墓 碑 墓 碑 通 常 是 不 相 等 的 熔 湿 力 的 结 果 ， 使 得 回 流 后 元 件 在 一 端 上 站起 来 。 一 般 ， 加 热 越 慢 ， 板 越 平 稳 ， 越 少 发 生 。 降 低 装 配 通 过 回 流区 的 温 升 速 率 将 有 助 于 校 正 这 个 缺 陷 。 空 洞 空 洞 是 锡 点 的 X光 或 截 面 检 查 通 常 所 发 现 的 缺 陷 。 空 洞 是 锡 点 内 的微 小

35、 “ 气 泡 ” ， 可 能 是 被 夹 住 的 空 气 或 助 焊 剂 。 空 洞 一 般 由 三 个曲 线 错 误 所 引 起 ： 不 够 峰 值 温 度 ； 回 流 时 间 不 够 ； 升 温 阶 段 温 度 过高 。 为 了 避 免 空 洞 的 产 生 ， 应 在 空 洞 发 生 的 点 测 量 温 度 曲 线 ， 适 当调 整 各 温 区 的 温 度 直 到 问 题 解 决 。5.2 回 焊 工 艺 失 效 分 析 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 无 光 泽 、 颗 粒 状 焊 点 : 一 个 相 对 普 遍 的 回 流 焊 缺 陷 是 无 光 泽

36、 、 颗 粒 状 焊 点 。 这 个 缺 陷 可 能只 是 美 观 上 的 ， 但 也 可 能 是 不 牢 固 焊 点 的 征 兆 。 通 常 为 预 热 区 升温 速 率 过 高 或 是 峰 值 温 充 略 不 足 导 致 。 焊 锡 不 足 : 焊 锡 不 足 通 常 是 不 均 匀 加 热 或 过 快 加 热 的 结 果 ， 使 得 元 件 引 脚 太 热 ，焊 锡 吸 上 引 脚 。 回 流 后 引 脚 看 上 去 锡 变 厚 ， 焊 盘 上 将 出 现 少 锡 。减 低 加 热 速 率 或 保 证 装 配 的 均 匀 受 热 将 有 助 于 防 止 该 缺 陷 。5.3 回 焊 工

37、艺 失 效 分 析 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 6.0 Profile Board制 作 1 测 温 线 采 用 镍 铬 -镍 铝 热 电 偶 线 . 2 测 温 线 镍 铬 端 接 测 温 头 的 正 极 ， 测 温 线 镍 铬端 有 条 细 红 线 缠 绕 。 另 一 根 接 测 温 头 负 极 . 3 测 温 线 测 试 点 必 须 用 点 焊 机 把 两 根 线 用 一个 接 点 连 起 来 ， 测 试 点 不 能 有 交 叉 现 象 . 4 PCBA测 温 板 测 试 位 置 要 求 有 5-6个 ， 通 常 用 6点 测 温 板 和 3点 测

38、 温 板 。 红 线 正 极1 Profile Board的 基 本 知 识 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1 BGA： BGA正 中 央 底 部 2 QFP： 零 件 脚 与 PAD接 触 的 区 域 3 特 殊 零 件 可 能 造 成 热 损 坏 或 冷 焊 之 零 件 4 若 无 上 述 情 况 的 主 板 ， 测 量 点 选 择 到 板 上 最 大 的 零 件 处 5 若 测 量 点 超 过 6个 时 ， 遵 守 下 面 的 规 则 : 大 颗 BGA一 定 要 测 量 QFP可 以 省 略 不 测 ， 改 以 目 检 焊 点 的 外 观 来 调

39、整 温度 曲 线 6.1 Profile Board制 作 2. Profile Board的 测 量 位 置 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1 BGA： 用 烘 枪 去 除 BGA,并 在 板 上 相 应 的 中 心 位 置 钻 孔 ,将 测 温 线 顶 端 穿 过 钻 孔 ,之 后 用 高 温 锡 固 定 在 主 板 上 ,涂 上 骆 泰 散 热 膏 固 定 测 温 线 ,并 使 其 吸 热 均 匀 .最 后 将 BGA烘 回 原 位 2 QFP： 以 少 量 的 高 温 锡 丝 将 Thermal couple 焊 接 在 QFP零 件 脚 与 PA

40、D接 触 的 区 域 3 较 大 零 件 ： 以 少 量 的 高 温 锡 丝 将 Thermal couple焊 接 在 零 件 脚 与 PAD接 触 的 区 域 4 测 温 点 所 对 应 的 元 件 编 号 、 位 置 要 和 测 温 头 上 的 对 应 ,测 温 头 上 要 标 注 编 号 和 位 置 5 每 根 测 温 线 必 须 用 高 温 胶 带 牢 牢 地 固 定 在 测 温 板 上 ， 防 止 松 动 6.2 Profile Board制 作 3 测 温 板 的 制 作 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 1 Profile的 基 本 知 识 1

41、.1理 论 上 理 想 的 曲 线 由 四 个 部 分 或 区 间 组 成 ， 前 面 三 个 区 加 热 、 最 后 一 个 区冷 却 。 炉 的 温 区 越 多 ， 越 能 使 温 度 曲 线 的 轮 廓 达 到 更 准 确 和 接 近 设 定 。 1.1.1预 热 区 ， 也 叫 斜 坡 区 ， 用 来 将 PCB的 温 度 从 周 围 环 境 温 度 提 升 到 所 须 的 活性 温 度 , 在 这 个 区 ， 产 品 的 温 度 以 不 超 过 每 秒 25 C速 度 连 续 上 升 ， 温 度 升 得太 快 会 引 起 某 些 缺 陷 ， 如 陶 瓷 电 容 的 细 微 裂 纹 ，

42、 而 温 度 上 升 太 慢 ， 锡 膏 会 感 温过 度 ， 没 有 足 够 的 时 间 使 PCB达 到 活 性 温 度 。 炉 的 预 热 区 一 般 占 整 个 加 热 通 道 长度 的 2533%. 1.1.2 活 性 区 ， 有 时 叫 做 干 燥 或 浸 湿 区 ， 这 个 区 一 般 占 加 热 通 道 的 3350%， 有两 个 功 用 ， 第 一 是 ， 将 PCB在 相 当 稳 定 的 温 度 下 感 温 ， 允 许 不 同 质 量 的 元 件 在 温度 上 同 质 ， 减 少 它 们 的 相 当 温 差 。 第 二 个 功 能 是 ， 允 许 助 焊 剂 活 性 化 ，

43、 挥 发 性的 物 质 从 锡 膏 中 挥 发 。 1.1.3回 流 区 ， 有 时 叫 做 峰 值 区 或 最 后 升 温 区 。 这 个 区 的 作 用 是 将 PCB装 配 的 温度 从 活 性 温 度 提 高 到 所 推 荐 的 峰 值 温 度 。 活 性 温 度 总 是 比 合 金 的 熔 点 温 度 低 一点 ， 而 峰 值 温 度 总 是 在 熔 点 上 。 典 型 的 峰 值 温 度 范 围 是 230245 C.这 个 区 达 到回 流 峰 值 温 度 比 推 荐 的 高 。 这 种 情 况 可 能 引 起 PCB的 过 分 卷 曲 、 脱 层 或 烧 损 ， 并 损 害 元

44、 件 的 完 整 性 。 1.1.4理 想 的 冷 却 区 曲 线 应 该 是 和 回 流 区 曲 线 成 镜 像 关 系 。 越 是 靠 近 这 种 镜 像 关系 ， 焊 点 达 到 固 态 的 结 构 越 紧 密 ， 得 到 焊 接 点 的 质 量 越 高 ， 结 合 完 整 性 越 好 。 7.0 Profile的 设 定 和 调 整 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME曲 线确 定 温 度 Profile形 状 的 决 定 （ 依 客 户 或 锡 膏厂 商 提 供 的 Spec)传 送 带 速 度 的决 定热 风 温 度决 定Heater 温 度 决定 测

45、 定 OK 设 定 条 件变 更NG 确 认 Reflow参 数 是 否 与 炉 温 曲 线 参 数 设定 表 一 致检 查 测 温 板 的 测 温 头是 否 松 动确 认 Reflow设 备 是 否有 异 常 调 整 炉 温 测 定曲 线确 定 设 定 条 件变 更OK NG 7.1 Profile设 定 流 程试 产 Profile设 定 流 程 量 产 Profile设 定 流 程 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 7.2 Profile量 测 目 的 :1)为 给 定 的 PCB装 配 确 定 正 确 的 工 艺 设 定 ,2)检 验 工 艺 的 连

46、续 性 ,以 保 证 可 重 复 的 结 果 。通 过 观 察 PCB在 回 流 焊 接 炉 中 经 过 的 实 际 温 度 (温 度 曲 线 )， 可 以 检 验 或 纠 正 炉 的 设 定 ， 以 达到 最 终 产 品 的 最 佳 品 质 。 经 典 的 PCB温 度 曲 线 将 保 证 最 终 PCB装 配 的 最 佳 的 、 持 续 的 质 量 ， 实 际 上 降 低 PCB的 报 废 率 ，提 高 PCB的 生 产 率 和 合 格 率 ， 并 且 改 善 整 体 的 获 利 能 力 方 法 :将 profile board连 接 到 数 据 记 录 曲 线 仪 上 ,并 通 过 回

47、焊 炉 ,在 电 脑 上 读 出 曲 线 。 炉 温 量 测 注 意 事 项 ： （ 1） 避 免 线 头 浮 于 零 件 表 面 （ 2） 避 免 零 件 表 面 与 测 温 线 线 头 间 有 较 大 的 热 电 阻 （ 3） 避 免 线 头 暴 露 出 来 ， 直 接 受 热 风 吹 打 （ 4） 避 免 线 头 点 太 多 红 胶 ， 多 了 会 产 生 较 大 误 差 温 度 记 录 器 测 温 线测 温 板 （ Profile Board) 隔 热 保 护 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 作 温 度 曲 线 的 第 一 个 考 虑 参 数 是 传

48、 输 带 的 速 度 设 定 ， 该 设 定 将 决 定 PCB在加 热 通 道 所 花 的 时 间 。 典 型 的 锡 膏 制 造 厂 参 数 要 求 56分 钟 的 加 热 曲 线 ，用 总 的 加 热 通 道 长 度 除 以 总 的 加 热 感 温 时 间 ， 即 为 准 确 的 传 输 带 速 度 ，例 如 ， 当 锡 膏 要 求 5分 钟 的 加 热 时 间 ， 使 用 465cm加 热 通 道 长 度 ， 计 算 为 ：465cm 5分 钟 = 93cm/m 。 接 下 来 必 须 决 定 各 个 区 的 温 度 设 定 ， 重 要 的 是 要 了 解 实 际 的 区 间 温 度

49、不一 定 就 是 该 区 的 显 示 温 度 。 显 示 温 度 只 是 代 表 区 内 热 敏 电 偶 的 温 度 ， 如果 热 电 偶 越 靠 近 加 热 源 ， 显 示 的 温 度 将 相 对 比 区 间 温 度 较 高 ， 热 电 偶 越靠 近 PCB的 直 接 通 道 ， 显 示 的 温 度 将 越 能 反 应 区 间 温 度 。 7.3.1 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 回 流 工 艺 在 回 流 工 艺 过 程 中 ， 在 炉 子 内 的 加 热 将 装 配 带 到 适 当 的 焊 接 温 度 ，而 不 损 伤

50、 产 品 。 为 了 检 验 回 流 焊 接 工 艺 过 程 ， 人 们 使 用 一 个 作 温 度曲 线 的 设 备 来 确 定 工 艺 设 定 。 温 度 曲 线 是 每 个 传 感 器 在 经 过 加 热 过程 时 的 时 间 与 温 度 的 可 视 数 据 集 合 。 通 过 观 察 这 条 曲 线 ， 你 可 以 视觉 上 准 确 地 看 出 多 少 能 量 施 加 在 产 品 上 ， 能 量 施 加 哪 里 。 温 度 曲 线允 许 操 作 员 作 适 当 的 改 变 ， 以 优 化 回 流 工 艺 过 程 。 一 个 典 型 的 温 度 曲 线 包 含 几 个 不 同 的 阶 段

51、 - 初 试 的 升 温 (ramp)、保 温 (soak)、 向 回 流 形 成 峰 值 温 度 (spike to reflow)、 回 流(reflow)和 产 品 的 冷 却 (cooling)。 作 为 一 般 原 则 ， 所 希 望 的 温 度 坡度 是 在 24 C范 围 内 ， 以 防 止 由 于 加 热 或 冷 却 太 快 对 板 和 /或 元 件 所造 成 的 损 害 。 在 产 品 的 加 热 期 间 ， 许 多 因 素 可 能 影 响 装 配 的 品 质 。 最 初 的 升 温 是当 产 品 进 入 炉 子 时 的 一 个 快 速 的 温 度 上 升 。 目 的 是 要

52、 将 锡 膏 带 到 开始 焊 锡 激 化 所 希 望 的 保 温 温 度 。 最 理 想 的 保 温 温 度 是 刚 好 在 锡 膏 材料 的 熔 点 之 下 - 对 于 SAC305焊 锡 为 217 C， 保 温 时 间 在 3090秒 之间 。 7.3.2 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 保 温 区 有 两 个 用 途 ： 1) 将 板 、 元 件 和 材 料 带 到 一 个 均 匀 的 温 度 ， 接近 锡 膏 的 熔 点 ， 允 许 较 容 易 地 转 变 到 回 流 区 ， 2) 激 化 装 配 上 的 助 焊剂

53、 。 在 保 温 温 度 ， 激 化 的 助 焊 剂 开 始 清 除 焊 盘 与 引 脚 的 氧 化 物 的 过 程 ，留 下 焊 锡 可 以 附 着 的 清 洁 表 面 。 向 回 流 形 成 峰 值 温 度 是 另 一 个 转 变 ，在 此 期 间 ， 装 配 的 温 度 上 升 到 焊 锡 熔 点 之 上 ， 锡 膏 变 成 液 态 。 一 旦 锡 膏 在 熔 点 之 上 ， 装 配 进 入 回 流 区 ， 通 常 叫 做 液 态 以 上 时 间(TAL, time above liquidous)。 回 流 区 时 炉 子 内 的 关 键 阶 段 ， 因 为装 配 上 的 温 度 梯

54、度 必 须 最 小 ， TAL必 须 保 持 在 锡 膏 制 造 商 所 规 定 的 参数 之 内 。 产 品 的 峰 值 温 度 也 是 在 这 个 阶 段 达 到 的 - 装 配 达 到 炉 内 的最 高 温 度 。 必 须 小 心 的 是 ， 不 要 超 过 板 上 任 何 温 度 敏 感 元 件 的 最 高 温 度 和 加 热 速率 。 7.3.3 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 在 回 流 焊 接 工 艺 中 使 用 两 种 常 见 类 型 的 温 度 曲 线 ， 它 们 通 常 叫 做保 温 型 (soak)和 帐

55、 篷 型 (tent)温 度 曲 线 。 在 保 温 型 曲 线 中 ， 如 前面 所 讲 到 的 ， 装 配 在 一 段 时 间 内 经 历 相 同 的 温 度 。 帐 篷 型 温 度 曲线 是 一 个 连 续 的 温 度 上 升 ， 从 装 配 进 入 炉 子 开 始 ， 直 到 装 配 达 到所 希 望 的 峰 值 温 度 。7.3.4 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 所 希 望 的 温 度 曲 线 将 基 于 装 配 制 造 中 使 用 的 锡 膏 类 型 而 不 同 。 取 决 于 锡 膏 化 学 组 成 ，制 造

56、商 将 建 议 最 佳 的 温 度 曲 线 ， 以 达 到 最 高 的 性 能 。 温 度 曲 线 的 信 息 可 以 通 过 联 系锡 膏 制 造 商 得 到 。 最 常 见 的 配 方 类 型 包 括 水 溶 性 (OA)、 松 香 适 度 激 化 型 (RMA, rosin mildly activated)和 免 洗 型 (no-clean)锡 膏 。 经 典 的 PCB温 度 曲 线 系 统 元 件一 个 经 典 的 PCB温 度 曲 线 系 统 由 以 下 元 件 组 成 ： 数 据 收 集 曲 线 仪 ， 它 从 炉 子 中 间 经 过 ， 从 PCB收 集 温 度 信 息 。

57、热 电 偶 ， 它 附 着 在 PCB上 的 关 键 元 件 ， 然 后 连 接 到 随 行 的 曲 线 仪 上 。 隔 热 保 护 ， 它 保 护 曲 线 仪 被 炉 子 加 热 。 软 件 程 序 ， 它 允 许 收 集 到 的 数 据 以 一 个 格 式 观 看 ， 迅 速 确 定 焊 接 结 果 和 /或在 失 控 恶 劣 影 响 最 终 PCB产 品 之 前 找 到 失 控 的 趋 势 。读 出 与 评 估 温 度 曲 线 数 据 锡 膏 制 造 商 一 般 对 其 锡 膏 配 方 专 门 有 推 荐 的 温 度 曲 线 。 应 该 使 用 制 造商 的 推 荐 来 确 定 一 个

58、特 定 工 艺 的 最 佳 曲 线 ， 与 实 际 的 装 配 结 果 进 行 比 较 。 然 后 可 能 采 取 步 骤 来 改 变 机 器 设 定 ， 以 达 到 特 殊 装 配 的 最 佳 结 果 7.3.5 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 总 结 做 温 度 曲 线 是 PCB装 配 中 的 一 个 关 键 元 素 ， 它 用 来 决 定 过 程 机 器 的 设定 和 确 认 工 艺 的 连 续 性 。 没 有 可 测 量 的 结 果 ， 对 回 流 工 艺 的 控 制 是 有 限的 。 咨 询 一 下 锡 膏 供 应

59、 商 ， 查 看 一 下 元 件 规 格 ， 为 一 个 特 定 的 工 艺 确 定最 佳 的 曲 线 参 数 。 通 过 实 施 经 典 PCB温 度 曲 线 和 机 器 的 品 质 管 理 温 度 曲 线的 一 个 正 常 的 制 度 ， PCB的 报 废 率 将 会 降 低 ， 而 质 量 与 产 量 都 会 改 善 。 结果 ， 总 的 运 作 成 本 将 减 低 。7.3.6 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 典 型 PCB回 流 区 间 温 度 设 定 区 间 区 间 温 度 设 定 区 间 末 实 际 板 温预 热

60、 200-235C 120-135C活 性 240-255C 185-205C回 流 260-290C 235-245C7.3.7 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 图 形 曲 线 的 形 状 必 须 和 所 希 望 的 相 比 较 ， 如 果 形 状 不 协 调 ， 则 同下 面 的 图 形 进 行 比 较 。 选 择 与 实 际 图 形 形 状 最 相 协 调 的 曲 线 。 7.4.1 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 7.4.2 怎 样 设 定 Profi

61、le Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 7.4.3 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 7.4.4 怎 样 设 定 Profile Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 7.5 客 户 要 求 的 无 铅 炉 温 曲 线 区 间 ( ) 时 间 (s) 升 温 斜 率 ( /S)预 热 区 25-130 1-2 130-200 90 110 恒 温 区 200-217 30 40 回 流 区 217以 上 55 65 冷 却 区 217-25 2-4peak 235-

62、240 peak-217 2-4 25-peak 1/2w103 9.1.3 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 -晶 片 狀 零 件 之 對 準 度 (元 件 Y方 向 )理 想 狀 況 (TARGET CONDITION) 1.片 狀 零 件 恰 能 座 落 在 焊 墊 的 中 央 且 未 發 生 偏 出 ， 所 有 各 金 屬 封 頭 頭 都 能 完 全 與 焊 墊 接 觸 。註 ： 此 標 準 適 用 於 三 面 或 五 面 之 晶 片 狀 零 件 。 W W 103 9.2.1 SMT 檢 驗 標 準 T

63、ech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 -晶 片 狀 零 件 之 對 準 度 (元 件 Y方 向 )1.零 件 縱 向 偏 移 ， 但 焊 墊 尚 保 有 其零 件 寬 度 的 20%以 上 。2.金 屬 封 頭 縱 向 滑 出 焊 墊 ， 但 仍 蓋住 焊 墊 5mil(0.13mm)以 上 。允 收 狀 況 (ACCEPTABLE CONDITION) 1/5W103 9.2.2 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 -晶 片 狀 零 件 之 對 準 度 (元 件

64、 Y方 向 )拒 收 狀 況 (NONCONFORMING DEFECT) 1. 零 件 縱 向 偏 移 ， 焊 墊 未 保 有 其零 件 寬 度 的 20%。2. 金 屬 封 頭 縱 向 滑 出 焊 墊 ， 蓋 住焊 墊 不 足 5mil(0.13mm)。 5mil(0.13mm)1/4D) 。2. 組 件 端 長 (長 邊 )突 出 焊 墊 的 內 側端 部 份 大 於 元 件 金 屬 電 鍍 寬 的50%( 1/2T)。 1/2T 1/4D 1/4D9.3.3 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 - QFP零

65、 件 腳 面 之 對 準 度 1. 各 接 腳 都 能 座 落 在 各 焊 墊 的中 央 ， 而 未 發 生 偏 滑 。 W W 理 想 狀 況 (TARGET CONDITION) 9.4.1 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 - QFP零 件 腳 面 之 對 準 度 1.各 接 腳 已 發 生 偏 滑 ， 所 偏 出 焊墊 以 外 的 接 腳 ， 尚 未 超 過 接 腳本 身 寬 度 的 1/3W。允 收 狀 況 (ACCEPTABLE CONDITION) 1/3W 9.4.2 SMT 檢 驗 標 準 Te

66、ch-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 - QFP零 件 腳 面 之 對 準 度 1.各 接 腳 所 偏 滑 出 焊 墊 的 寬 度 ，已 超 過 腳 寬 的 1/3W。拒 收 狀 況 (NONCONFORMING DEFECT) 1/3W 9.4.3 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 -QFP零 件 腳 趾 之 對 準 度 1. 各 接 腳 都 能 座 落 在 各 焊 墊 的中 央 ， 而 未 發 生 偏 滑 。 W W 理 想 狀 況 (TARGET CONDITION)9.5.1 SMT 檢 驗 標 準 Tech-fullComputer CSMC MBU SMT ME 零 件 組 裝 標 準 -QFP零 件 腳 趾 之 對 準 度 1. 各 接 腳 已 發 生 偏 滑 ， 所 偏出 焊 墊 以 外 的 接 腳 ， 尚 未超 過 焊 墊 外 端 外 緣 。允 收 狀 況 (ACCEPTABLE CONDITION)9.5.2 SMT 檢 驗 標 準 T