Page:,1,/38,SMT組裝流程介紹,1.電路板組裝流程,2.SMT&DIP元件規格,3.,SMT組裝及PCBA測試要求,4.REFLOW Profile,5.AOI,光學檢查要求,6.SMD作業不良實例探討,Prepared by:AEE/Davy Chen,2002.10.03,SMT組裝流程介紹1.電路板組裝流程Prepared by:,Component Types,Plastic,BGA,Micro,BGA/CSP,Flip Chip,Ceramic,BGA,Super,BGA,Tab,BGA,Component TypesPlasticMicroFli,PCB,SMD,DIP,1-1.PCBA(電路板組裝,#1)Single Reflow&Dip Process,EX:M.B.of DeskTop-PC,1.電路板組裝流程,PCBSMDDIP1-1.PCBA(電路板組裝,#1)Si,PCBA(電路板組裝,#1)Single Reflow&Dip Process,EX:M.B.of DeskTop-PC,入庫,錫膏印刷,貼片機,迴焊爐,ICT,手插件,迴焊爐,Touch-Up,Test&Pack,PCB,Stencil,Solder,Paste,Solder,Bar,SMD,Comp.,DIP,Comp.,PCBA(電路板組裝,#1)Single Reflow&D,1-2.PCBA(電路板組裝,#2)Double Reflow&Dip Process,EX:M.B.of Mobile-PC,PCB,SMD,DIP,1-2.PCBA(電路板組裝,#2)Double Refl,入庫,錫膏印刷(1),貼片機,迴焊爐,ICT,手插件,迴焊爐,Touch-Up,Test&Pack,PCBA(電路板組裝,#2)Double Reflow&Dip Process,EX:M.B.of Mobile-PC,錫膏印刷(2),貼片機,迴焊爐,PCB,Stencil,Solder,Bar,Solder,Paste,SMD,Comp.,DIP,Comp.,入庫錫膏印刷(1)貼片機迴焊爐ICT手插件迴焊爐Touch-,2.SMT&DIP元件規格,2-1.IC 元件,外形簡介(IC Devices Introduction):,Through Hole Package,2.SMT&DIP元件規格2-1.IC 元件外形簡介(,方形晶片電阻,晶片鉭質電容,積層陶瓷電容,(MLCC),薄膜電容,其他,晶片電阻,陶瓷電容,晶片形陶瓷振盪器,電阻(排組),晶片電容(排組),積層晶片(薄膜形),鋁電解電容,晶片線圈,繼電器,其他,陶瓷微調,電容,半固定可,變電阻,開關,石英,振盪器,測針,連接器,平,板,型,圓,型,複,合,型,異,型,(1),被,動,元,件,2-3.SMD 常用零件：,方形晶片電阻晶片鉭質電容積層陶瓷電容薄膜電容其他晶片電阻陶瓷,2-2.Surface Mounted Package,SOP,QF,LCC,PLCC,SOJ,P/C-BGA,K,BGA(Ball Grid Array),Flip Chip,L,2-2.Surface Mounted PackageKBG,同軸,超小型,迷你功率,超小,(一個匣),SOP(MFP),腳距:1.27mm,腳距:0.65mm,VSOP,QFP/VQFP,腳距,1mm,0.8mm,0.65mm,0.5mm,PLCC/SOJ,腳距:1.27mm,裸晶片,COB,多點銲晶片,FFP,TAB,LCC,模,型,裸,晶,片,型,(2),半,導,體,零,件,2-3.SMD 常用零件：,同軸超小型迷你功率超小SOP(MFP)腳距:1.27mm,3.,SMT組裝及PCBA測試要求,3-1.SMT REFLOW PROCESS/,流焊製造程序：,錫膏印刷,(Stencil Printing),點膠(Dispensing),Optional,置放(Placement),迴焊,(Reflow),3.SMT組裝及PCBA測試要求3-1.SMT REFL,3-2.,鋼板(Stencil)種類與比較：,鋼板種類,製作,時間,製作,成本,板孔形狀,孔壁,Undercut,上錫性,雷射鋼板,快,較貴,較粗糙,較多,較差,化學鋼板,慢,較便宜,較光滑,較少,較佳,3-2.鋼板(Stencil)種類與比較：,3-3.SMT 鋼板:厚度及開孔尺寸設計及使用要領,(1),開孔尺寸,:,一般I.C鋼板開口要比PCB pad小10,m，如此,可避免因,錫膏,偏離錫墊(Pad)0.2mm,就會形成錫球之不良現象。,(2),理想鋼板孔內品質,：,沒有undercut:undercut 在印刷時會阻抗錫膏前進，使印下去錫膏,的形狀不清晰，同時亦減少錫膏量。,孔壁平滑。,前中 後寬度相同,。,(3),印刷錫膏厚度,:,每2小時檢查1次(防止厚度不均,，,控制,誤差在10,%,之內,)。,(4),鋼板清潔保養,:,在每班/日使用前清潔保養，防止鋼板污染及,塞孔及變形問題(如以IPA擦拭鋼板,，須等乾再印,)。,(5),鋼板工作壽命,:,約印刷基板8萬 10萬片。,3-3.SMT 鋼板:厚度及開孔尺寸設計及使用要領,3-4.,鋼板印刷的製程參數有：,(,以厚度0.15mm,208pin pitch 0.5mm之鋼板為例),刮刀壓力,:愈小愈好(0.05 mpa),印刷速度,:15 30mm/sec,愈細線路要愈慢,印刷間隙/角度,:基板與印刷底板間距0.4 0.8mm,錫膏(Solder Paste),溫度(Temperature,):環境溫度18 24,溼度40 50,%,RH,常見印刷不良情形：,(1)印刷毛邊：刮刀壓力太大之結果。,(2)印刷不完整：刮刀不利之結果。,放置印刷機台之錫膏量,，每次控制最好印10片，因為錫,膏多，溶劑容易揮發,吸水及氧化，對迴焊之品質不好。,印錫膏每片之間不要超過10分鐘，印刷之後，不要放置,超過1小時。,印刷10次就要擦拭鋼板1次，可保持下次印,錫膏之形狀及量。,squeeze,solder paste,stencil,pad,PCB,STENCILLING,3-4.鋼板印刷的製程參數有：squeezesolder,3-5.,錫膏種類與特性檢查：,(1),錫膏成份:,(1)錫膏成份:,(2),水洗製程/免洗製程錫膏特性比較:,(2)水洗製程/免洗製程錫膏特性比較:,(3),錫膏特性檢查項目,：,FLUX成分,含量,以及,顆粒大小與 黏度檢查,。,(4),錫膏管理,：,需保存,4 8,冷藏下，印刷錫膏過程在,1824,40,%50%RH,環境作業最好,，不可有冷風或熱風直接對著吹，,溫度超過26.6，會影響錫膏性能,。存貨儲存時間,不超過3 個月，錫膏使用前攪拌 13分鐘。,(5),良好錫膏之焊錫性對錫球要求：,愈圓愈好。,(對錫球滾動較有幫助),愈小愈均勻愈好。,氧化層愈薄愈好。,(所需要之FLUX活性就不需太強),(3)錫膏特性檢查項目：FLUX成分含量,以及 顆粒,(6),錫膏使用前的準備,：回溫。,在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容器或攪拌錫膏。一般回溫時間約為,48小時,(,以自然回溫方式,)。如未回溫完全即使,用，錫膏會冷凝空氣中的水氣，造成,slump,spatter,等問題。,(7),錫膏使用時間不超過8小時，回收,隔夜之錫膏最好不要用。,(6)錫膏使用前的準備：回溫。在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容,Pad,Solder Particles,Preheating dripping,Melted solder,Flow of solder,balls,Printing,Preheating,Melting,Transformation of Solder Paste in Reflow,PadSolder ParticlesPreheating,若PCB 吸水率超過0.3%，且無烘乾,，則會有脫層(Delamination),之不良。(正常PCB吸水率應在0.1%以下),PCB烘烤溫度,：(SMT前,PC板的,重烤溫度，120,2 hrs,)，一般 PCB廠出貨前PCB烘烤規格:,(a)步驟：25昇溫至,130(約40分鐘)130並以重物熱壓烘烤,2,小時,降溫25(約40分鐘後取出)真空熱縮袋包裝出貨,(b)包裝時亦可加放乾燥劑。(選擇性),PCB上BGA/QFP IC位置設計,:應避免設計在PCB,對角線,上,。,若PCB 吸水率超過0.3%，且無烘乾，則會有脫層(D,(7)Solder Alloy Curve:,(7)Solder Alloy Curve:,*,PC板翹曲度:規格要求及嚴格進料檢查(,可避免QFP/BGA空焊,)。,PCB翹曲規格,：,不超過PCB對角線長度之0.7%,(IPC-TM-650)。,PCB 廠商針對不平或變形的PCB,，,會集中收集統一熱壓平後歸還,。,PCB板翹通常與PCB製程較無關係,，而與,Layout 與 密度關係較大,，例如,Pad(銅)與PCB Epoxy 熱膨脹係數不同,，受熱後散熱速度亦,不同，若Layout 與密度不平均則易造成PCB翹曲。,CASE Study:,PC板翹曲度,*PC板翹曲度:規格要求及嚴格進料檢查(可避免QFP/BG,Temp.(,C),Time(sec),About 183,C,About 130,C,Preheat Zone,For 50 60 sec,Slope=1.52,C/sec,Soak Zone,Hold at 130,C to 183,C,For 90 120 sec,Slope=0.5,C/sec,Reflow Zone,Above 183,C about 90 to 100 sec.,Peak Temperature,220,10,C,10 20 sec.,Reflow Profile has to calibrate considered from all the different factors in,solder paste,component density,mother board layout,material properties,and,conveyor speed,etc.,4.REFLOW Profile(Alloy Sn63 Pb37):For BGA chipset,183,C to 220,C(2 3,C/sec),Cooling Zone,220,C to 100,C,(1 1.5,C/sec).,Temp.(C)Time(sec)About 183,SMT迴焊條件,SMT迴焊條件,(1)預烤區(Preheat)&熔錫加熱區(Soak):,(a)作用：,避免錫膏中的助焊劑成份急速軟化。,使助焊劑中揮發物(Solvent)完全發散。,緩和正式加熱時的熱衝擊。,促進助焊劑的活化，可清潔pad上以氧化物及髒污。,(b)影響：若預烤(溫度、時間)不足，與其正式加熱之間溫差大,，容易,產生因流移而引起旁邊錫球產生,，以及,因溫度,分佈不均所導致的,墓碑效應(Tomb effectiveness),與,燈蕊效應(Lampwick effectiveness),。,若預烤過度，則將,引起,助焊劑成份的老化,以及,錫粉的,氧化,，進而導致微小錫球或未熔解的情形發生。,若熔錫加熱區溫度上昇太急速，溫度分佈將難以均勻,，容易發生,墓碑效應,與,燈蕊效應,。,4-1.REFLOW 迴焊溫度控制技術說明,：,4-1.REFLOW 迴焊溫度控制技術說明：,(2)迴焊區(Reflow):,影響：,迴焊區若加熱溫度不足，則由於無法確保充足的熔融,焊錫與 Pad 的接觸時間，很難獲得良好的焊接狀態，,同時由於熔融焊錫內部的助焊劑成份和氣體無法被排,出，因而發生空洞(Void)與冷焊(Cold soldering)。,迴焊區的,Peak Temp.溫度太高或183以上時間拉的,太長,，則該熔解的焊錫將被