Lead Free 标准制程介绍
KB-6167F Tg170 Data
应用领域 Applications
Backplanes 背板 High complexity multi-layers board
高复杂度多层板 PC computers 计算机 High-end servers 高端服务器
Wireless communication equipment 无线通讯设备
Automotive applications requiring high
thermal resistance 耐热性要求较高的汽车应用
KINGBOARD LAMINATES HOLDINGS LIMITED
High Decomposition temperature: 高 TD KB-6164F: > 325℃; KB-6165F: > 325℃; KB-6167F: > 340℃
Low moisture absorption 低吸水率
Suitable with lead-free reflow process in assembly 适用于无铅制程
resistance At elevated temperature
E-24/125 C-96/35/90 After moisture resistance At elevated temperature E-24/125
≥3
≥170
≥1.0×104
——Leabharlann ——≥1.0×104
≥1.0×103 ≥1.0×106
C= Temperature and humidity conditioning 在恒温恒湿的空气中处理
PCB 耐温与无铅标准
RoHS & Lead Free对PCB之冲击于2006年7月1日起欧盟开始实施之RoHS立法，虽然欧洲与j本PCB厂商已展开各项Lead Free制程与材料切换，并如火如荼的进行测试。
但若干本土的PCB厂因主要订单在美商，基于成本的考量，仍采取观望的态度。
但如果不正视此问题，一旦美系OEM、EMS大厂决定跟进，必将措手不及衍生出诸多问题，可能的冲击不可等闲视之。
▲FR-4树脂、铜箔、焊料与背动元件彼此存在热胀系数之差异，其中树脂Z方向的热胀系数高达60ppm/℃，与其它三者差异甚大。
由于锡铅焊接之组装方式已沿用40年以上，不但可靠度佳且上至材料下至制程参数与设备均十分成熟，且过去发生的信赖性问题与因应对策已建立完整的资料库，故发生客诉时，可迅速厘清责任归属。
但进入Lead Free时代，从上游材料、PCB表面处理、组装之焊料、设备等与以往大相迳庭，且大家均无使用的经验值，一旦产生问题，除责任不易归属外，后续衍生丢失订单、天价索赔的问题可能层出不穷，故不可不慎。
Lead Free组装通用的焊料锡银铜合金（SAC），其熔点、熔焊（Reflow）温度、波焊（Wave Soldering）温度分别较锡铅合金高15℃35℃以上，几乎是目前 FR-4板材耐热的极限。
再加上重工的考量，以现有板材因应无铅制程存在相当的风险。
有监于此，美国电路板协会（IPC）乃成立基板材料之委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。
然而，无铅时代面临产业上、下游供应链的重新洗牌，委员会各成员基于其所代表公司利益的考量，不得不作若干妥协。
最后协调出的版本，似乎尽能达到最低标准。
因此，即使通过 IPC规范，并不代表实务面不会发生问题，使用者仍需根据自身的需求仔细研判。
以新版IPC-4101B而言，有几个重要参数：Tg（板材玻璃转化温度）：可分一般Tg（110℃150℃），中等Tg（150℃170℃），High Tg（＞170℃）以上三大类。
SMT车间RoHS制程规定(精华版)
SMT车间RoHS制程规定一、目的：鉴于世界上大部分的国家，出于环境保护的目的，出台的一系列限制在电子电气设备中使用有害物质的法规，将于2006年7月1日起执行以及客户的要求。
公司决定引入无铅制程，为规范无铅制程的管理，严格控制生产流程，防止在生产过程中的铅污染，本车间特出台此规定。
二、范围：本规定适用于SMT车间无铅生产流程。
三、生产过程切换确认：;在切换工作完成后，当班管理人、IPQC必须跟据《SMT无铅制程检查表》的内容对各岗位进行检查、确认，待确认合格后方可开始生产；2、在生产过程中，禁止使用没有RoHS标示的工具、物料等一切物品，特殊情况下必须经当班管理人确认后才能使用。
四、无铅制程中各岗位要求：。
为防止在生产过程中由于人员的原因造成铅污染，所有人员在做生产无铅产品的准备工作前，都应用清水清洗双手；准备工作完成后，用酒精擦拭双手，戴上无铅专用手套，方可进行生产。
生产过程中，所有人员都应随时保持双手的清洁，而且只负责在无铅生产中各自的岗位，不得随意接触标示不明确的PCB板和工具、物品、物料等，反之负责有铅生产的操作员，必须用清水清洗双手，并用酒精擦拭双手，戴上无铅专用手套，经管理人员许可后，方可接触无铅物料、专用工具或上岗，否则不得接近无铅线体。
连班时除了由班长指定暂替的人员外，其它人员不得替班，替班人员应做好双手的清洁工作，如未指定替代人员，经管理人员同意后，可停线连班。
1、物料：物料员在将配料单送往仓库时，应讲明所需元件数量，同时应特别提醒仓管员所有元件，都必须标有无铅标示。
如“RoHS、PB-FREE、LEAD FREE、Pb”等。
接料时，需核对物料是否有无铅标示；无误后，方可将物料放于无铅物料区，并进行标示，标示除需写明该物料的规格、型号等外，还须在物料架贴上无铅标示，并写明责任人，且备料时应用专用的箱子装并标明。
无铅锡膏来料时，应确认该批次是否为无铅锡膏，无误后，方可将锡膏存放于无铅专用的冰箱中。
电路板压合制程介绍
•壓合目的利用膠片(Prepreg)的特性使內層基板(Thin core).膠片和銅箔(Copper Foil)透過壓合機使其結合在一起，達到多層化的效果！•壓合原理:1.基板(內層板inner layer)須經過表面的氧化還原((Black/Brown Oxide Treatment)反應以增加合prepreg的鍵結能力氧化反應: A. 增加與樹脂接觸的表面積，加強二者之間的附著力(Adhesion). B. 增加銅面對流動樹脂之潤濕性，使樹脂能流入各死角而在硬化後有更強的抓地力。
C. 在裸銅表面產生一層緻密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態樹脂中胺類 (Amine)對銅面的影響。
2Cu+2ClO2 Cu2O+ClO3+ClCu2+2ClO2 CuO+ClO3+ClCu2O+H2O Cu(OH)2+CuCu(OH)2 CuO+H2O還原反應:在增加氣化層之抗酸性，並剪短絨毛高度至恰當水準以使樹脂易於填充並能減少粉紅圈( pink ring ) 的發生。
製程觀察重點:•結晶重量(weight gain)•微蝕量(Etch amount)•剝離強度(peel strength)•露銅•顏色不均•藥水殘留2.銅箔(copper foil)銅箔有分兩面(亮面及毛面) ，壓合時亮面朝外毛面朝內。
銅箔的種類:•輾軋法(Rolled-or Wrought Method)A. 優點.a. 延展性Ductility高,對FPC使用於動態環境下,信賴度極佳. b. 低的表面稜線Low-profile Surface,對於一些Microwave電子應用是一利基.B. 缺點a. 和基材的附著力不好. b. 成本較高. c. 因技術問題,寬度受限.•電鍍法(Electrodeposited Method)A. 優點a. 價格便宜. b. 可有各種尺寸與厚度.B. 缺點. a. 延展性差, b. 應力極高無法撓曲又很容易折斷.厚度單位1.0 (oz)的定義是一平方呎面積單面覆蓋銅箔重量1 oz (28.35g)的銅層厚度經單位換算 35 微米 (micron)或1.35 mil.常用銅箔規格:>4.5>4.5>6.0>10伸縮率(%)>15>15>30>30抗張力Klb/in 212183672厚度(um)1/3 oz1/2 oz 1 oz 2 oz Type3.膠片(Prepreg)膠片是由環氧樹脂 Epoxy Resin 和玻璃纖維布 Glass fiber 所組而成在液態時稱為清漆或稱凡立水（Varnish) 或稱為 A-stage ， 玻璃布在浸膠半乾成膠片後再經高溫軟化液化而呈現黏著性用於雙面基板製作或多層板之壓合用稱 B-stage B-stage prepreprepre g ，經此壓合再硬化而無法回復之最終狀態稱為 C-stage 。
PCB制程与原理
14
IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
17. 防焊(綠漆)製作 (Solder Mask)
18. 浸金(噴錫……)製作(Electroless Ni/Au , HAL……)
15
IAC Confidential
1.下料裁板(Panel Size)
10
IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
11. 外層線路壓膜(Outlayer Dry Film Lamination)
12. 外層線路曝光 (Expose)
11
IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
13. 外層線路曝光後(After Exposed)
25
IAC Confidential
20.防焊曝光(Expose) 21.綠漆顯影(Develop)
26
S/M A/W
IAC Confidential
22.印文字(Legend)
R105
WWEI 94V-0
23.噴錫(浸金……) (HAL,Immersion gold……)
WWEI 94V-0
R105
19
IAC Confidential
9.疊板(Lay-up)
Layer 1 Layer 2 Layer 3 Layer 4
20
Copper Foil Prepreg(膠片) Inner Layer Prepreg(膠片) Copper Foil
IAC Confidential
10.壓合(Lamination)
b. 镀金。多用于金手指部位（連接器的插接）。優越的導電性和抗氧化性。 c. 化學鎳金。穩定的接觸電導性。金鎳比：2~5um:100～150um d. 護銅劑OSP（Organic Solderability Preservatives ）), 防氧化膜涂劑，優于其他表
lead-free(无铅)技术及发展趋势
表一:鉛在產品中的使用量
鉛在產品中的使用量
產品 蓄電池 其它氧化物(油畫 、玻璃和陶瓷產品 、 顏料和化學品) 彈藥 鉛箔紙 電纜覆蓋物 鑄造金屬 銅錠、銅坯 管道、彎頭和其它擠壓成型產品 焊錫(非電子焊錫) 電子焊錫 其它 使用量(%) 80.81 4.78 4.69 1.79 1.4 1.13 0.72 0.72 0.7 0.49 2.77
2、無鉛釬料的應用趨勢
針對鉛和鉛的化合物破壞環境,危害人體健康.現在,電子行業中全面實現無 鉛軟釬焊的需求越來越迫切,已經對整個行業形成巨大沖擊.無鉛軟釬焊技術,無 論對於釬焊材料廠商,還是對於電子產品制造商,都是一個挑戰,也是一個机遇. 隨著人類對環保意識的日益增強,在電子裝聯工藝中淘汰有鉛釬料已成為目 前國際電子業界關注的焦點,大範圍內禁止使用含鉛物質的呼聲越來越高,其日 本相關電子公司關於無鉛釬料的響應如下: ★ Hitachi(日立):1999年鉛的使用量僅是1997年的一半,計劃于2001年所有 產品完全實現無鉛. ★ Panasonic(松下):在2000財政年度實現全面標止使用含鉛釬料,到2001年 所有消費類電子產品實現無鉛. ★ Sony(索尼):1999年鉛的使用量僅是1996年的一半.到2001年,除高密度封 裝外,所有產品實現無鉛.並已經建議他們的供應商只提供無鉛材料和部件. ★ Toshiba(日本東芝):計劃于002年在所有蜂窩電話的生產中實現無鉛. ★ NEC:在世界上率先推出三使用無鉛主板的筆記本電腦,采用的是sn-zn釬 料.下一步計劃在台式電腦主板制造中實現無鉛.已經聲明2002年的鉛使用量將 只是1997年的一半. ★ Fujitsu(富士):計劃于2002年在所有產品中實現無鉛.不僅涉及Fujitsu自己 制造的產品而且涉及供應商.其計劃步驟為:2000年10月完成大規模隼成電路產 品無鉛生產線的改造;2001年12月Fujitsu所有產品的一半印刷電路實現無 鉛;2002年12月全面無鉛.
无铅产品生产流程及标识操作指引
XXX 电子（深圳）有限公司
文件名称：
文件编号
XXXE-C-069
文件版本
01
制定部门
无铅产品流程和标识操作 指引
制定日期 修改日期
页次
2006-05-19
/ 第3页 共 10 页
制定人员 审核
核准
生技部 XXX
标准； 4.6 研发部：新产品开发使用无铅环保材料、能应用无铅技术工艺，ERP无铅料P/N的建立。 5.0 作业程序 5.1 标识及流程
文件编号
XXXE-C-069
文件版本
01
制定部门
无铅产品流程和标识操作 指引
制定日期 修改Βιβλιοθήκη 期页次2006-05-19
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生技部 XXX
1.0 目的 1.1 确保无铅产品实现的每个过程的状态和类别得到识别，防止不同类别、不同状态的原材料、 半成品、成品的误用。 1.2 指出无铅产品的流程及生产注意事项。
5.1.1 采购 a： 通知供货商提供无铅环保料的标准及来料标识。 b： 供货商提供样品、各类检验报告及<环境关联物质不使用保证书>。 c： 工程部无铅样品的检验确认。 d： 确认后的物料由 ERP 更改无铅产品 BOM 的 P/N 及描述，(原则上是在原 P/N 后加”L”)。 e： 对于特殊的物料或供货商，采购应组织工程质量部门对供货商的无铅生产流程进行审核 确认。
5.1.2 收货 a： 供应商送货人员将送货单交给暂收仓收货人员，收货人员接收后，核对送货单上的订 单号、物料编号、物料名称、数量等和实物一致。 b： 出货资料是否齐全，包括送货单，出货检查成绩表，批号清单等。 c： 收货员核对资料无误后，点收数量，通知供应商将物料拉进暂收仓相应位置分类摆放。 d： 如果收料时有尾数的 IC、PCB 等静电敏感和易氧化物料时，收料后必须及时入库并真 空包装后贮存，（有需要要将材料放入防潮箱中贮存）。 e： 如来料是锡浆，胶水等要冷藏的物料，必须立即送往摆放在原料仓的雪柜内，并开 出来料验收单交与品管部 IQC 段检查
FPC制程介绍
沖型 Blanking
印刷 Screen Printing
表面黏著/組裝 SMT & Assembly
電測/目檢 Elec.-test & Visual Inspection
Chesive Base Film Adhesive Copper
Adhesive Coverlay
Permissible Limit 容許極限 100 ppm
1000 ppm
1000 ppm 1000 ppm 1000 ppm
Multiple e-test & visual
主要設備:空板電測機 對已沖型之空板產品人工
利用5倍放大鏡進行外觀檢 查,分离良品與不良品.判斷 不良項目及數量,分類統計形成品質報告,並反饋 到前制程以方便改善措施之及時執行. 電測通過制具通過探針給線路兩端通電,測出產品空 板性能,分離短路.斷路等不良品,統計數量並分析原 因,并將不良品剔除. 貼合背膠等固定產品之零件等.
Grinding-treatment
主要設備: 刷磨機;微蝕槽;水洗槽.加熱系統;
作用:清潔表面氧化膜.使板面 平整性均一,一般用於貼乾膜前 或化鍍金之表面處理。
流程(原理) 流程:酸性脫酯水洗磨刷水洗吹乾 原理:刷磨輪在高速轉動下,刷磨輪與板 面的快速摩擦將板面磨平整(先粗後細800 1000目)
不導電,起到絕緣作用,通過NC,衝型後在上面已形成 圓型方形開口,使用假接著機將CVL貼在銅箔上,假接 著機上有定位PIN.CVL与銅箔上定位孔準確定位,使用 一定的壓力及溫度使二者貼合在一起再經過人工校正 定位,貼加強片等完成作業
CVL Lamination
主要設備:快速壓合機.真空壓合 將已貼合的CVL与銅箔經過 高溫高壓緊密附合,壓合機為 高溫高壓設備.將貼有CVL的 銅箔放在壓合機工作臺上.利用其高溫高壓將CVL中的
PCBA制程介绍及管制重点
PCBA制程介绍及管制重点
Prepare By:
一.基本术语
EMS (Electronics Manufacturing Serving): 电子制造服务
SMT (Surface Mount Technology) 表面贴装技术
Solder Paste :锡膏 Stencil:钢网 Printing:印刷 Placement:贴片 Placement Equipment:贴片机 Nozzle:吸嘴
熔点(度) 183 189
Lead-Free
214~219
影响焊膏特性的重要参数主要有:
1.粘度:粘度与温度之间的关系是反比. 2.锡膏成分,配比及焊剂含量 3.锡膏粉末颗粒形状,粒度和分布 4.熔点 5.工作寿命和储存期限
六.回流焊品质控制
回流焊原理:
PCB进入升温区时,焊膏中的熔剂,气体挥发掉,同时,焊膏中的 助焊剂润湿焊盘,器件件端头和引脚,锡膏软化塌落,覆盖焊盘, 元器件引脚与氧气隔离;进入保温区后,PCB和元器件得到充分 的预热,以防PCB和元件损伤.PCB进入焊接区后,温度迅速上 升使锡膏熔化,液态焊锡对焊盘,远期件端头和引脚润湿,扩散 和回流混合形成焊锡接点.PCB进入冷却区后,使焊点凝固, 此时完成回流焊. 量测Reflow Profile至少需要量测3个点
(4). Pick and place (Fuji-IP3)
放置大型零件
SMD
(5). Reflow (Conceptronics) 热熔
SMD Big SMD
SMD
SMD
Basic PCBA assembly Process:
(6).Glue dispensing (Bottom side)- Fuji GL5 上膠
应对无铅制程之覆铜板介绍
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Resistance change(%)
IT-140 IT-180
IT-180A
Thermal cycles Test condition: IPC-TM-650 2.6.7.2 Test Condition D (FR-4) - 55℃*15min.←→125℃*15min.,transfer time ≤2 minutes Test samples: PCB 6 layers, thickness 2.0mm, hole diameter: 0.4mm,pitch:1.2mm.
▲以TMA法將基材加熱至特定溫度，能抵抗Z軸熱脹不致裂開的時間，亦為基材能否通 過無鉛焊接的重要指標。
Picture Source: TPCA Forum Innovation, Teamwork, Excellence, Quality
3、Td（裂解溫度）：乃以「熱重分析法」（Thermal Gravity Analysis）將樹脂加熱中失 重 5％（Weight Loss）之溫度點定義為Td。Td可判斷板材之耐熱性，作為是否可能 產生爆板的間接指標。IPC新規範建議因應無鉛焊接，一般Tg之Td ＞310℃，Mid Tg 之Td＞325℃，High Tg之Td＞340℃。
汽車
4層
Pass
Pass
I (回流焊測試)
國防航空
4層 2 層, H/H 25mil, L/L 8mil
Pass
Pass
J (絕緣電阻)
汽車
Pass 1000 hours
Pass 1000 hours
Leadfree与Halogenfree
The comparison of Tin / Lead and Lead / FreeW.S270 ℃----------------------Reflow:225 ℃183℃----------------------------------Tin/Lead Soldering Lead -Free Soldering有鉛與無鉛之優劣比較¾SAC305液化熔點高出34 ℃，操作時間延長20秒，熱量大增¾Sn63之reflow峰溫平均225 ℃，波焊峰溫平均250 ℃；SAC305reflow reflow峰溫245 ℃，僅提高20 ℃，波焊峰溫平均270 ℃。
¾無鉛wetting time : 2秒，Sn63 : 0.6秒¾SnCu熔點227 ℃，會對板材與綠漆造成軟化與傷害，易氧化、短路或空銲。
¾無鉛強熱快速溶銅之污染，每增加0.1% wt則熔點上昇3℃，流動性不足，粘度增加，焊錫性變差¾無鉛表面張力大，散錫性及上錫性差¾無鉛插腳之波焊可能改錫膏填孔再插腳熔焊¾無鉛操作溫度距熔點之落差變小，造成液錫的移動性及流動性變慢表面處理之性質比較項目/ 種類OSP I-Ag I-Sn ENIG1. 平坦度良好良好良好良好2. Shelf Life 6月 6 月6月1年3. 3次250 ℃熔焊很差很差尚好佳60sec後之焊錫性4. 是否需N2環境需要需要可免用5. 可重工性容易困難容易困難6. S/M匹配性無無必需必需7.反應時間60秒60秒12分鐘10~25分鐘8.反應溫度45℃50℃70℃85℃註: HASL逐漸淘汰，波焊逐漸減少，錫膏主流Sn /Ag /CuPCB Surface Finished ComparisonPCB Surface FinishPros ConsPb-free HASL Good solderability Lack of consistency and flatness OSP Low cost ；flatness Solder ability degradation@ elevatedtemperatures for multiple heat cycles ENIG Excellent solderability；flatness；Al-wireBondability；low contact resistance“Black pad” concernElectrolytic Ni/Au Excellent solderability；flatness；Wirebondability；low contact resistanceHigh cost；Au embrittlement if toothickI-Ag Good solderability；flatness；Al - wirebondability；low contact resistanceTarnish (cosmetic)I-Sn Flatness；Excellent solderability withfresh board Solderability degradation @ elevated temperatures for multiple heat cycles表面處理研討化金1.IMC:Ni3Sn4，金愈厚發生金脆，純鎳易鈍化，薄金保護免生鏽及鈍化‧2.鎳液老化易生黑墊(Black pad)，因金水活性太猛，氧化鎳未全數水解前即被金披覆，鎳與金界面出現很多疏孔，Ni表面鈍化、氧化不易和Sn 結合，造成SMT後之元件脫落，分析異常之磷含量10%↑。
Lead Free 标准制程介绍
•
Scope 范围 This standard is a collection of visual quality acceptability requirement for electronic assemblies (e.g. PCBA). 该标准收集了电子组装件(如PCBA)的外观质量可接收标准。 Classification 等级 >>Class 1 -- General Electronic Products 等级1--一般电子产品 Includes consumer products, some computer and computer peripherals suitable for applications where cosmetic imperfections are not important and the major requirement is function of completed electronics. 包括消费类产品, 某些计算机和计算机外围设备.用于这些产品的印制板其 外观缺陷并不重要,主要要求是印制板的功能.
Lead-Free:
Lead free alloys are more likely to have: • Surface roughness (grainy or dull). • Greater wetting contact angles. 无铅合金呈现以下特点： 表面粗糙(颗粒状或灰暗色)． 润湿角较大.
5
Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
Introduce the solder joint discrepancy between tin-lead and lead-free. To clearly understand and differentiate for workmanship standard, not confusion. 介绍无铅和有铅焊点的差异，以便对标准有更好的了解，辨别 ，不至于混淆．
最新无铅制程培训资料
Lead-Free Manufacturing Engineering Training module for TechniciansChinese RevTranslated By: HUA-ME Lead Free teamOct, 2004A dvanced M anufacturing E ngineeringLead (Pb) Free’s Background, why to apply Lead free (推行无铅化的背景, 为什么要推行无铅化)Pb is harmful for Human’s health and environment(铅对环境及人体健康是有害的)Marketing and Legislative require to apply Lead (Pb) free, Especially in Electronic and Equipment.(市场及立法机构要求推行无铅化, 尤其是在电子电气设备中.EU (European Union) requires to meet Rohs requirement from Jul.1,2006. Including Pb Free requirement(欧盟要求从2006年7月1日起在电子电气设备中禁止使用包括铅在内的六种有害物质)Industry standard for Lead Free is Less than 0.1% Pb by weight in a products.(无铅的现有工业判定标准是产品中铅含量必须小于产品重量的0.1%.Lead Free’s impact and affect to Electronics industry(无铅化对电子电气工业的冲击与影响)Solder material (焊接材料)Solder material have to change from Sn/Pb alloy to Sn/Ag/Cu or Sn/Cu alloy mainly.(焊接材料不得不从以锡铅合金为主转向以锡银铜合金或锡铜合金为主.)Solder material changing lead to the overall changing and impact in Electronics Industry, due to high solderingtemperature of SAC alloy.(因为锡银铜合金的高焊接温度导致电子工业的全面转变与影响)From Component manufacturing and PCB assembly process, it has to do compatible changing for Lead Free(从元件制造到PCB组装制程, 不得不作出同无铅化相一致与兼容的变更) Viewpoint from different aspect, we can say the root impact and change is sourced from the High soldering temperature(从某种不同的角度看, 我们可以说根本性的冲击与变更来源于焊接高温)EMS PCB Assembly production(电子制造服务PCB组装生产)Conception of PCB Assembly production(PCB组装生产的概念)To solder Component on PCB with solder material at high temperature.(在高温条件下, 用焊接材料将元件焊接到印制电路板上)PCB (print circuit board) (印制电路板)Component (元件)Solder material (焊料)Conception of PCB Assembly production(PCB组装生产的概念)Component (元件)SMD Component(表面贴装元件)THT Component(通孔元件)Conception of PCB Assembly production (PCB组装生产的概念)Solder paste on PCB (印制电路板的焊接材料--锡膏)Conception of PCB Assembly production (PCB组装生产的概念)Soldering (焊接)Conception of PCB Assembly production (PCB组装生产的概念)PCBA (印制电路板组装件)Lead Free’s soldering temperature profile (无铅回流焊接的温度曲线)Lead Free’s reflow soldering temperature profile(无铅回流焊接的温度曲线)Reflow soldering requirement for Sn3~4Ag0.5Cu:(锡银铜类无铅合金锡膏的回流焊接要求)SAC Alloy’s melting point:217C~220C(锡银铜合金的熔点: 217C~220C)Reflow Time above Melting point to peak temperature 235~245C: 45s~120s(高于熔点温度到峰值235C~245C的回流焊接时间: 45~120秒)Reflow Time above 230C for solder joint: Minimum 10s(高于230度的焊点回流焊接时间: 最少维护持10秒)Sn/Pb’s reflow soldering temperature profile (锡铅合金回流焊接的温度曲线)Sn/Pb’s reflow soldering temperature profile(锡铅合金回流焊接的温度曲线)Reflow soldering requirement for Sn63/Pb37 orSn62/36Pb/Ag2:(锡铅类有铅合金锡膏的回流焊接要求)Sn/Pb Alloy’s melting point:183C(锡铅合金的熔点: 183C)Reflow Time above Melting point to peak temperature 210~225C: 30s~90s(高于熔点温度到峰值210C~225C的回流焊接时间: 30~90秒)Compare reflow soldering temperature between Sn/Pb and Sn/Ag/Cu:(比较锡铅合金与锡银铜合金回流焊接的温度曲线)45~120s30~90sReflow timeabove Meltpoint(高于熔的回流焊接时间)Increase 25C (增加25度)235~245C210~225CPeaktemperature(峰值温度)Increase 37C (增加37度)220C183CAlloy melt point(合金熔点)Result(结果)Sn/Ag/Cu(锡银铜合金)Sn/Pb(锡铅合金)Item(项目)Lead Free’s wave soldering temperature profile (无铅波峰焊接的温度曲线)Lead Free’s wave soldering temperature profile(无铅波峰焊接的温度曲线)Wave soldering requirement for Sn3~4Ag0.5Cu:(锡银铜类无铅合金锡膏的回流焊接要求)SAC Alloy’s melting point:217C~220C(锡银铜合金的熔点: 217C~220C)Wave Time above Melting point to peak temperature 250~260C: 2s~4s(高于熔点温度到峰值250C~260C的波峰焊接时间: 2~4秒)Sn/Pb’s wave soldering temperature profile (有铅波峰焊接的温度曲线)Sn/Pb’s wave soldering temperature profile (有铅波峰焊接的温度曲线)Actual wave soldering temperature profile sample245C180s183CSn/Pb’s wave soldering temperature profile(有铅波峰焊接的温度曲线)Wave soldering requirement for Sn63Pb37:(锡铅类含铅合金锡巴的波峰焊接要求)SnPb Alloy’s melting point:183C(锡铅合金的熔点: 183C)Wave Time above Melting point to peak temperature 240~250C: 2s~4s(高于熔点温度到峰值240C~250C的波峰焊接时间: 2~4秒)Compare Wave soldering temperature between Sn/Pb and Sn/Ag/Cu:(比较锡铅合金与锡银铜合金波峰焊接的温度曲线)2~4s2~4sReflow timeabove Meltpoint(高于熔点的回流焊接时间)Increase 10C (增加10度)255~260C250CPeaktemperature(峰值温度)Increase 37C (增加37度)220C183CAlloy melt point(合金熔点)Result(结果)Sn/Ag/Cu(锡银铜合金)Sn/Pb(锡铅合金)Item(项目)Requirement for PCB (无铅化对PCB的要求)Print Circuit Board(印制电路板)surface finishes 可接受的PCB (金属)表面处理 Ni-Au (镍-金)OSP Cu(Organic Solderability Preservative)(铜表面涂有机可焊性保护膜)immersion Silver-Imm Ag (沉银) immersion Tin-Imm Sn (沉锡)Board laminate (PCB 板材)Most Board laminate construction materials are compatible (大部分PCB 的基材是兼容(无铅)制程要求的)Recommended board laminate material for use in “high-end”applications (I.E. severs) to have:(推荐满足高端应用要求的PCB 的基材具有下述性能☺High glass transition temperature (Tg)高玻璃转化温度(Tg))High decomposition temperature (高分解温度(Td))备注: PCB 板材及表面处理的选择是有其应用规范的.Requirement for PCB (无铅化对PCB 的要求)表面处理列表Component Considerations 对元件无铅化方面的考虑Terminal and Ball metallurgies (元件焊接终端与焊球金属要求)Terminal and Ball metallurgies(元件焊接终端与焊球金属要求)元件焊接终端与焊球金属Component package: JEDEC 020C MSL 元件封装要求: 湿度敏感元件级别建议的020C 封装级别相应的温度表4-1 针对锡铅共晶合金制程(Process)---含铅元件封装可耐受的回流焊接峰值温度225+0/-5 C225+0/-5 C>=2.5 mm225+0/-5 C 240+0/-5 C <2.5 mm 体积(mm^3) >=350体积(mm^3) <350元件封装厚度建议的020C 封装级别相应的温度表4-1 针对锡铅共晶合金制程(Process)---元件封装可耐受的回流焊接峰值温度JEDEC 020C 湿度敏感元件级别*公差: 元件制造商/提供商应该确保其元件达到其声明的湿度敏感元件耐高温级别.建议的020C 封装级别相应的温度表4-2 针对无铅合金制程(Process)---元件封装可耐受的回流焊接峰值温度245 C *245 C *250 C *>2.5 mm245 C *250 C *260 C *1.6mm~2.5mm 260 C *260 C *260 C *<1.6 mm 体积(mm^3) >2000体积(mm^3) 350~2000体积(mm^3) <350元件封装厚度不同元件封装的耐高温分类级别当维持最低230C的焊点(solder Joint)温度时, 一些关键重要的元件封装温度将在020C 封装级别相应的温度之上.元件外包装标贴(Label)的考虑在创建回流焊接温度曲线(Profile)之前,确信检查过敏感元件的湿度敏感级别(MSL)元件或许是无铅的, 但是也许其湿度敏感级别(MSL)较低元件外包装标贴(Label)的考虑元件外包装标贴(Label)的考虑在元件外包装标贴上有明显的Pb free 标识元件外包装标贴(Label)的考虑在元件外包装标贴上有明显的Lead free 标识Lead Free identification/symbol in JABIL (JABIL 所采用的无铅识别标志)WI/ VA / PCP and process flow chart(WI/VA/PCP 及制程图表等文件用的无铅标识: )Lead Free identification/symbol in JABIL(JABIL 所采用的无铅识别标志)LF sticker/logo to display and show LF indirect material usage and rework tools: (无铅辅料, 维修工具等用的无铅标识:)Lead Free identification/symbol in JABIL(JABIL 所采用的无铅识别标志)LF logo paper to display on LF Bay area / machine equipment: (无铅生产线, 区域, 机器设备用的无铅标识☺PCB Assembly process requirementPCB 组装生产制程方面的要求Clear identification label/marking for Lead Free Component (清楚明晰的无铅元件标识)Clear identification label/marking for Lead Free process(清楚明晰的无铅生产制程标识)Clear identification label/marking for Lead Free Tooling(清楚明晰的无铅生产工具标识)Operator must have the Operating certification Card.(作业人员必须有上岗操作证)All Production operation must have WI (working instruction) support.(所有的生产运行作业必须有工作指支持)Summary of Lead Free (无铅化要点小结)Assembly/material doesn’t have Lead (Pb) substance, or Pb is Less than 0.1% weight of a products.(产品/物料不含铅,或含铅量小于产品/物料重量的0.1%.)It must have the capability to withstand the high soldering temperature condition, if the Lead Free material need to go through high temperature soldering process.(对于需经高温焊接的无铅物料,该物料必须能承受无铅焊接的高温环境条件)It should build a complete operation system to identify and trace the Lead free process, material, tools, equipments and assembly etc.(必须建立完善的无铅标识系统来区分,识别, 追踪无铅生产过程, 所用设备, 工具, 物料及最终的产品)All employees related to Lead Free project must pass the Lead free training.(所有涉及无铅项目的人员应该经过相关的无铅(Lead Free)知识培训)。
无铅锡膏的培训资料
183 。C
硬度
22HB
14.8HV
9 HB
15HB
14HB
热膨胀系数 13.8
30.2
Pure Sn=23.5 Prue Sn=23.5 24.7
电阻率
(Uohm-cm)
密度 电导率
%IACS
34.5 8.72 4.5%IACS
12.31 7.37 14%IACS
---7.3 16IACS
13
14.5
7.39
8.34
16.6%IACS 11.9IACS
拉力强度 5400psi 8450psi
4300psi
6800psi
7500psi
推行过程中旳问题
△价格原因 △可靠性 △元件对高温旳反应 △无铅锡膏旳种类？ △ Supply chain △有关原则 △返修 △元件焊接端
Candidate Elements
reflowing
wave and Dip
good wetting and
silver,copper
temperature.
Soldering
spreading
lead free
EMCO Lead Free Soder Paste
产品 :
Sn96.5/Ag3.5
免洗类型: #183, #311
金属含量:
Sn99.3/Cu0.7 免洗 NC 中档活性RMA 1.1%,2.2 %
1/2 Pound 1 Pound
Sn96.5/Ag3/Cu0.5 免洗 NC
中档活性RMA 1.1%,2.2%
1/2 Pound 1 Pound
Sn42/Bi58 N/A
N/A N/A N/A
新员工入职培训心得[ROHS员工培训]
![新员工入职培训心得[ROHS员工培训]](https://img.taocdn.com/s3/m/7067ca1153d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f40.png)
新员工入职培训心得[ROHS员工培训]无铅制程技术岗位培训起草: 彭志均日期: 2005.02.01核对:黄怡芳日期:2005.02.211. 无铅制程培训的目的目的: 能让所有工作人员认识到铅对人体的危害性.范围: 适用于所有制造有关到铅的行业2. 铅的用量及对人体的危害性1). 铅的用量:各种行业使用铅的历史已有千年以上,目前全球之年用量约在500万吨左右,其中81%是用于蓄电池,其次是氧化铅白色涂料与武器,两者用途也约在10%左右,是大家用铅的三种去处.其实真正用在电子产品之焊接工业者,也只不过是0.49%而已,但由于其散布范围太广,而且非常不易回收与再利用,是故所造成的污染危害则不能不算严重!2). 铅对人体及危害性铅是一种有毒的重金属，人体过量吸收铅会引起中毒，吸入低量的铅则可能对人的智力、神经系统和生殖系统造成影响，铅化合物很容易渗入地下水,将成为饮用水的潜在危机.以日本为例,其环保法规中即要求地下水的铅不可超过0.3ppm(0.3mg/l),至于美国更在其EPA (Environmental Protection Agency美国环保署) CFR(Center for Future Research 未来研究中心) 141中,规定饮用水的铅含量更严格到上限只有15 ppb(0.015mg/l)的微量.如再按美国环保署EPA40 CFR261中TCLP 毒物溶出之试验时,铅的最高溶出量只能分析到5mg/l,而一般电子产品各种焊点中的含铅,废弃后在自然界的流失量(Leaching out),即高出上述溶出试验的数百倍之多,如此危险能不令人戒慎恐惧小心翼翼.为什么有铅物料对社会造成影响?堆填区内被废弃的PCBs 不断增加3. 各地区对无铅焊锡的需求?欧洲- Electric and Electronic Equipment (WEEE) Draft Directive2006 年7 月，在欧洲地区禁止输入或制造含铅电子产品。
Lead-Free(无铅)与RoHS
RoHS
有害物質
HT
HT
C
C
HT C
HT C
RoHS
有害物質 HT
HT
C
C
HT C
HT C
RoHS
有害物質
HT
C
RoHS
有害物質
HT C
RoHS
有害物質
HT
C
RoHS
具體要求
滿足RoHS並不一定可交貨給客戶
因為不同公司有自己的標準
HTC標準
Cd
Hg
Cr6+
Pb
PBBs
<5ppm <100ppm <100ppm <100ppm <5ppm
Lead-Free(無鉛)與RoHS簡介
Davi壞/廢棄物處理…………..
還我綠色家園
相關規定
Lead-Free:
無鉛(低鉛)/狹義(具體)的/……….產品環保生產技術
RoHS:
the Restriction of the use of Certain Hazardous Substances in Electrical and
Electronic Equipment……..電子及電器設備限用物質指令 法律(強制性)的/具體的/有時間性的
Lead-Free的影響:
實際產線錫爐溫度設定在：260~280 所以一般要求耐溫270左右 但有新型材料，溫度要求在240------導入中
RoHS
時間排程
RoHS
管制對象
PBBDs <5ppm
《END》
切筋打弯制程介绍
3-3彎腳程序
1 P-DIP:有一次完成,亦有分二次完成者,如圖(a)、(b)
(A) 切斷
(B) 先彎60 度
(C) 彎至所要尺寸
2 SO、QFP:同P-DIP,有一次完成,亦有分二次完成者(a & b) (b & c)。
(A) 切斷
(B) 先 彎 60 度
(C) 彎至所要尺寸
3 SO、QFP(導腳寬度小於25mil) b & c有一次完成,亦有分二次完成
齒Pitch (線切割)
圖 1.
圖 2.
2-3剪斷原理
L/F正面 小R
毛邊 材料的彈性 變形 材料的塑性變形, C為片側沖頭間 隙 從材料中被撕 裂出來的料片 檢測毛邊要以 L/F反面檢視
NOTE:
1.間隙C取得太大或太小則沖頭與下模易磨損。 2.間隙太大會使毛邊加大 3.間隙C<5%時,剝料壓力顯著增加。(夾模現象)
沖頭&Lead間 隙 2~3 mils
(2)去渣沖頭及下模
P-DIP
QFP
與去渣固定 座固定用
去渣下模 與去結下 模類似
1-3去渣時容易發生之問題及解決方法 問 題 點 原 因 解決方法 產品不良項目
NO 1
下模卡渣使刀片 模槽太淺所致,(齒間 去渣下模槽加 擦傷 彎曲或變形 隙)如圖1-2 寬 彎腳內切 膠渣掉落在下模 吸塵器(機台附設)吸 清潔吸塵器濾 壓傷 上方 (齒縫 力不足無法吸乾 網或更換 破裂 內) 淨
3.彎腳/去邊作業後材料檢查重點
a.彎腳反向 b.腳歪 c.刮錫(露底材) d.一致性傾斜(SOP/SOJ/TSOP較常發生) e.膠體崩缺 f.膠體破裂 g.平面度(投影機/腳平面度檢查機) h.錫球受損(BGA) i.基板受損(BGA) j. Micro-Gape
Leadframe知识简介
Leadframe知识简介框架材料（Leadframe）框架的组成：框架是模塑封装的骨架，它要紧由两部份组成：芯片焊盘（die paddle）和引脚（lead finger）。
其中芯片焊盘在封装进程中为芯片提供机械支撑，而引脚那么是连接芯片到封装外的电学通路，就引脚而言，每一个引脚结尾都与芯片上的一个焊盘通过引线相连接，该端称为内引脚（inner finger），引脚的另一端确实是所谓管脚，它提供与基板或PC板的机械和电学连接。
框架的功能是显而易见的，第一它起到了封装器件的支撑作用，同时幸免模塑料在引线间突然涌出，为塑料提供支撑；第二它使芯片连接到基板，提供了芯片到线路板的电及热通道。
由它的这些功能起身，咱们在选择引线框架材料所要考虑如下因素：制造难易、框架性能要求，自然，本钱也是超级重要的。
框架材料：框架通常都是由合金材料制成的，加工方式一样为冲压法（stamping punch）和蚀刻法（etching）。
化学蚀刻法要紧采纳光刻及金属溶解的化学试剂从金属条带上蚀刻出图形。
大体可分为以下步骤：（1）冲压定位孔（2）双面涂光刻胶（3）UV通过掩膜板曝光、显影、固化（4）通过化学试剂侵蚀暴露金属（通常利用三氯化铁等试剂）（5）祛除光刻胶蚀刻法的特点是设备本钱低，可是框架本钱较高，生产周期短。
机械冲制法一样利用跳步工具，靠机械力作用进行冲切。
这种方式所利用的模具昂贵，但框架生产本钱低。
关于微细间距封装所采纳的框架，通常都是采纳蚀刻方式加工的，因为机械冲压加工的精度是无法知足高密度封装要求的。
除选择适合的加工方式，由于框架的几何形状和成份会强烈阻碍到封装模块的可加工性、质量及性能，因此也应当取得重视。
选择框架材料要考虑到材料是不是能知足加工、封装装配、PCB 板装配及器件的性能要求。
通常的框架材料是铜合金材料和铁镍合金（也称合金42，一样情形下镍的含量为42%，铁的含量为58%）。
除此之外现今各类各样的复合材料层出不穷，可是应用的范围还比较狭小，一个是由于技术上还不够完善，再一点确实是价钱因素。
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•
Scope 范围 This standard is a collection of visual quality acceptability requirement for electronic assemblies (e.g. PCBA). 该标准收集了电子组装件(如PCBA)的外观质量可接收标准。 Classification 等级 >>Class 1 -- General Electronic Products 等级1--一般电子产品 Includes consumer products, some computer and computer peripherals suitable for applications where cosmetic imperfections are not important and the major requirement is function of completed electronics. 包括消费类产品, 某些计算机和计算机外围设备.用于这些产品的印制板其 外观缺陷并不重要,主要要求是印制板的功能.
Standardized outline for joint of PTH components including top and bottom side are acceptable for tin-lead and lead-free
标准的通孔元件焊点即可介绍(包含Top, Bottom面)
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Lead Free Workmanship Standard
Prepared by Changdeng Lin
Flextronics Corporate Presentation
Training Introduction
2013/4/24
• Purpose 目的 1. To provide a basic lead free knowledge for visual quality acceptability requirement for electronic assemblies. 提供了关于电子组装件的无铅外观质量可接收标准的基础知识。 2. To provide comparison of workmanship standard between Tin-Lead and LeadFree product. 提供有铅与无铅产品工作质量标准的区别．
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
3. BGA Components
Tin-Lead:
Collapse solder ball are not acceptable. 锡球坍塌不可接受.
• Reference Document 参考文件 IPC-A-610D Acceptability of Electronic Assemblies.电子组装件接受标准.
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Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
Lead-Free:
Collapse solder ball are acceptable. 无铅制程中允许焊球坍塌.
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
4. PTH Components
•
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Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
>>Class 2– Dedicated Sevice Electronic Products. 等级2--一专用服务电子产品. Includes communications equipment, sophisticated business machines, and instruments where high performance and extended life is required and uninterrupted service is desired but not critical. Certain cosmestic imperfections are allowed. 包括通讯设备,高级商用机器和仪器.这些产品要求高性能和长寿命,同时希望能 够不间断地工作,但这不是关键要求.允许有某些外观缺陷.
Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
Lead Free: •The bottom of the tear is visible. 可见的热撕裂的底部 • The tear or shrink hole does not contact the lead, land or barrel wall. 热撕裂或收缩孔不触及到引脚，焊盘或通孔内壁.
Lead-Free:
Lead free alloys are more likely to have: • Surface roughness (grainy or dull). • Greater wetting contact angles. 无铅合金呈现以下特点： 表面粗糙(颗粒状或灰暗色)． 润湿角较大.
Lead-Free:
Lead free alloys are more likely to have: • Surface roughness (grainy or dull). • Greater wetting contact angles. 无铅合金呈现以下特点： 表面粗糙(颗粒状或灰暗色)． 润湿角较大.
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Solder Joint Requirement omponents
Tin-Lead:
Typical tin-lead connections have from a shiny to a satin luster, generally smooth appearance and exhibit wetting as exemplified by a concave meniscus between the objects being soldered. The wide range of solder alloys in use may exhibit from low or near zero degree contact angles to nearly 90° contact angles as typical. 典型的有铅焊点呈现光泽，光滑的表面，并使焊盘 与焊接零件有良好的弯月型润湿，表面形状呈凹面状. 焊点形成一个小于或等于90度的连接角．
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
Connatural Property For Lead Free Solder Joint
•Surface roughness (grainy, dull or ruffly), sight crack. It is caused by connatural property of solder alloys. Can not be decided for defect. 无铅焊点表面灰暗，常有起皱和轻微裂纹，这是 材料固有特性，一般不能判断为缺陷。 •More larger void in inner solder alloy. 25% or less voiding is acceptable. It will not affect component reliability 无铅焊点内部孔洞较大，只要不超过体积的25 ％即不能判断为缺陷，孔洞不影响可靠性。 •Less Fillet lifting caused by shrinking of lead free solder alloy is acceptable while it should meet wetting and visual requirement. 无铅通孔插装焊点会有收缩导致的焊角翘离，只要 润湿和外观良好，一般不能判断为缺陷。
Normally, Class 2 is used in our company.
本公司一般用二级标准
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Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
>>Class 3– High Performance Electronic Products. 等级3--一高性能的电子产品. Includes the equipment and products where continued performance or performance-on-demand is critical. Equipment downtime cannot be tolerated and must function when required, such as in life support items or flight control systems. Assemblies in this class are suitable for applications where continued performance or performance –on-demand is critical. 持续包括要求连续工作或所要求的性能很关键的那些设备和产品.对这些设备(例 如生命支糸统或飞行控制糸统)来说,不允许出现停机时间,并且一旦需要就必须工作. 本等级的印制板适合应用在那些要求高度质量保证且服务是极其重要的产品.