SMT及DIP制程简介

松香
外部加熱器為了一致的
溫度
無鉛錫渣多
波焊溫度曲線
尾部風扇
錫波
1/3
波焊機器管控
錫波管控
波焊行程管控
溫度 高度 錫波型態
➢ 貫穿孔 ➢ 表面黏著零件
錫的充填與消耗 錫的純度與組合 板子接觸面積 浸錫時間 錫波的水平 錫槽雜質控制 錫波湧出速度 浸錫的角度
板子溫度
✓ 預熱溫度 ✓ 輸送帶速度 ✓ 冷卻風扇
零件新鮮度
• 先進先出有風險?? • 進工場倉庫前如何降低吃錫問題
– 供應商生產日期至今交貨合理? – 供應商生產溫溼度正確否 – 供應商的倉庫溫溼度正確否? – 運送途中溫溼度正確否? – 運送途中環境正確否?
• 不同零件環境管理要定義 • 先進先出+Shelf Life較好
吃錫能力隨時間而下降
Shelf Life
• 先進先出 • 足夠嗎?
起始點??
365天
天
... 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二
月月月月月月月月月月月 月
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
供應商 B 供應商 A 供應商 C
倉庫三個月 交貨入倉庫已經五天
倉庫二天 交貨入倉庫已經十天
倉庫一年
交貨入倉庫已經二天
程
6. 錫膏成分 膏
8. 印刷機調整
所 產 生
7. 黏度 8. 顆粒大小與散佈 9. 穩定與持久性 10. 推移力
鋼板印 刷製程
9. 鋼板與PCB接觸距離 10. 印刷速度 11. 污染
1. 板子附層材質
的
1. 縱橫比尺寸與誤差
2. 錫墊寬度與縱橫比析 印
問 題 原 因
2. 配置形狀/框的大小 1. 準確度
製程
ห้องสมุดไป่ตู้迴焊
自動光 學檢查
In Circuit Test
材料選擇
包裝
功能測試
In Circuit Test
零件受損傷;損壞 吃錫,
錫渣
波焊
誤判
手插件
製造方法
1. SMT 製程 1. 上錫膏 2. 上零件 3. 迴焊烘烤
2. DIP 製程 1. 手插件 2. 過錫爐
3. 上膠 製程 1. 上膠 2. 上零件 3. 迴焊烘烤 4. 板子翻身 5. 過 DIP 錫爐
Surface Mount Technology 表面黏著技術
SMT 與 DIP 基本組成
設計 設備
製造 方法
材料
SMT
管理
DIP
零件
SMD: Surface Mount Device SMT: Surface Mount Technology DIP: Dual In-line Package
印刷電 路板
及
製程簡介
製作: Peter Chiang 姜義炎
pchiang2001@ pchiang@
0936031722
Plated Through Hole 貫穿孔零件
Surface Mount Device 表面黏著零件
DIP: Dual In-line Package
時間：秒
在整個溫度曲線中，對製程有重要影響
的參數分別是
1. 升溫斜率<3℃（過劇之升溫斜率造成小零件立碑與熱衝擊） 2. 恆溫區與迴焊區必須延長至總長3m以上,否則產能必然下降 3. 最高溫度時的均溫性高（ΔT範圍面積更小，均溫與熱補償必須進一步提
昇） 4. 最高溫度及熔點以上溫度持續時間（足夠熱量使錫膏完全沾錫，生成良好
3. 迴焊區
– 錫膏完全溶解 – 表面張力結束 – 時間長，板子易變黃，時間短，不熔錫。
4. 冷卻區
– 溫度降太快，零件易破裂。
吃錫過程須知
零件腳溫度
1. 松香 2. 浸錫 3. 熱 4. 吃錫表面 5. 時間
錫橋的產生過程
不正常
免洗SMT溫度區線
(oC)
240
220
最高溫度.
200
1.3 – 1.6 oC / sec
助焊劑管控
密度 高度 活化 充填與消耗 滲透力 酸價比分析 接觸方法 浸泡時間控制
板子運送管控
輸送帶寬度 輸送帶角度 板子進出 爪勾清潔保養
錫爐的問題 (1)
波面不正常 波面有擾流現 波面有擾流現象 脫離錫液面太快 液面水平高度 液面溫度 過錫方向錯誤 第二次再過焊
預熱時間 預熱溫度 焊液雜質過多 錫渣過多 輸送帶震動 焊點錫量過多 焊接前不良拿起
板子/鋼板 分開
速度 距離 水平
刮刀上升
速度 距離 水平
開始印刷
鋼
板
1. 固定材質
印
2. 松香流性
1. 彎曲 2. 長度 3. 角度
4. 硬度 刮
1. 鋼板來回印刷
2. 印刷方向
製
3. 分離速度 4. 錫量
程
刷 製
3. 板材匹配性
4. 塌陷 5. 附著力
錫
5. 6.
材質 尺寸
刀
7. 形狀
5. 刮刀鋼板印刷行程距離 6. 鋼刀與鋼板停止距離 7. 刮刀壓力
錫爐的問題 (2)
1. 吃錫時間 2. 吃錫距離 3. 助焊劑比重 4. 助焊劑潤濕板面 5. 助焊劑量 6. 仰角
7. 夾具材料不適當 8. 夾具方向不適當 9. 使用SMT治具量測 10. DIP量測治具少使用 11. 統計過程控制SPC 12. 設計問題
• DIP: Dual In-Line Package
合金層）。 5. 降溫斜率<3℃（過慢易再氧化，焊點粗大且暗淡；過快則易產生内應力，
焊點脆弱，外觀不光滑）。 6. 氮氣迴焊爐導入以克服材料的不穩定性(氧化物生成)
綜上所述，無鉛制程對Reflow的要求如下： 1. 完善的提供更高溫度的能力。 2. 熱對流模組：絕對的溫度穩定性和準確的加熱區域分割，溫度不互相
好
Filet rise
階段III
老化 時間
以色紙決定溼度
假線路
零件腳長度
Capacitor
Capacitor Capacitor Capacitor
測試
不良分類
常見的問題實際是…..
• 金手指沾錫 • 線路斷裂 • 防焊漆掉落 • 防焊漆起泡 • 防焊漆上到錫墊 • 不吃錫 • 錫球 • 錫珠
• 板翹或彎曲 • 銅泊翹起 • 錫吃不足 • 阻抗值 • 板子濕氣高 • 良率 • 零件不易拔起 • 表面塗料厚度不均衡
印錫膏機
Chip
置件
IC
置件
3. 錫墊旁防焊漆高度 刷
3. 縱橫比幾何形狀 4. 孔璧粗糙及角度 5. 鋼板材質及厚度
6. 平整度 鋼
2. 再現性
4. 顆粒高低平整度
電
3. 視覺系統 4. 參數控制 5. 偏差能力
5. 幾何大小 6. 清潔度 7. 板灣
路 板
7. 8.
縱橫比 面積比
板
印刷機
助焊劑的作用
1. 去氧化 2. 去除少許污染 3. 減少熱衝擊 4. 由熱產生活化作用 5. 與稀釋劑混合減少錫球及錫珠 6. 預防吃錫後板翹
好
Growth of Oxide
Effect
Preferred wetting
Growth of
Intermetallic
Acceptable Wetting
Effect
Stage II dependent
on coating thickness
階段 I Non Wetting 階段 II
不
Note solder
影響。 3. 最佳的熱絕緣性，不影響外界環境。 4. 高效率的利用氮氣。 5. 強大的製作各種溫度曲綫的能力。 6. 爐膛同一截面内的極小溫差。
調整爐子送風管 口而維持溫度
預熱至擾流波的最短距離 穿過通道維持溫度
靠近系統降低冷空氣進入 錫波與板子接觸距離時間
接觸: 2 - 3 秒
預熱
為了亮錫快速冷卻 錫溫
SMT 製程
SMT: Surface Mount Technology
波焊製程
上膠製程
尚吃 未了 吃錫 錫
比較一下
錫膏 準確度 溫度區線
SMT良率
印刷機 鋼板
置件
迴焊
良率
鋼板印刷過程
進
板子定位
真空
板子/鋼板 定位
光學點
板子/鋼板 接觸
速度 距離 水平
刮刀下壓
速度 距離 水平 壓力 角度
出
(seconds)
溫度：C 250
200 183
Reflow 溫度曲線
Ramp soak spike
150
慣例
100
Ramp to spike
最佳化
50
250C~1500C 1500C~1800C 1800C~2350C 2350C~250C
0
預熱區
恆溫區
迴焊區
冷卻區
100
200
300
400
500
助焊劑（Flux）清潔
1. 協助熱量的傳遞與分佈 2. 將待焊金屬表面進行化學清潔 3. 將氧化物或其他反應後無用的殘渣，排開
到待焊區以外的空間去 4. 能夠清除氧化物的化學活性
SMT 迴焊爐 -四區重點
1. 預熱區
– 助焊劑降低金屬氧化 – 預熱升溫太快易形成塌錫、短路、錫球。
2. 恆溫區
– 錫膏wetting,逐漸溶解,燈絲效應產生 – 受熱不均，時間太短易成立碑、空焊。
210-236 oC
180
160
0.5 -0.6 oC / sec
迴焊區
140
< 2.5 oC / sec
120
恆溫區
(30-90 sec. max) 30-60 sec. typical
100
60 – 90 sec. typical
80
60
預熱區
40
2 – 4 min. Max.
20
0
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300