制造工程简要训练

題綱(Chapter)頁次(Page)第1章IC元件外形及重要尺寸規格3~10第2章IC包裝及IC儲存管制11~16第3章SMT組裝及PCBA測試要求17~40第5章BGARework注意事項45~52第6章製程ESD/EOS防護技術53~76第7章IC故障分析(FailureAnalysis)77~80第4章SMT作業不良實例探討41~44第8章RMA退貨處理及更換良品之注意事項81~87Page2of87\第1章IC元件外形及重要尺寸規格1-1.IC元件外形簡介(ICDevicesIntroduction):ThroughHolePackageSurfaceMountedPackageKBGA(BallGridArray)FlipChipL1-2.208PQFP重要尺寸規格介紹(MechanicalSpecifications)：BentLeadSpec.VT82C586BYYWWRRTAIWANLLLLLLLLLCMY=DateCodeYearW=DateCodeWeekR=ChipRevisionL=LotCodePage5of87TheImportantSpecificationsforQFP:1.LeadCo-planarity:USL:4.0mils.2.LeadSpan:USL:6.5mils.3.BentLead:USL:+3mils,LSL:-3mils.4.QFPPackagewarpage:USL:4mils.5.LQFPPackagewarpage:USL:3mils.Note(1)USL:UpperSpec.Limit.(2)LSL:LowerSpec.Limit.(3)1mil=0.0254mm.LeadCo-planaritySpec.Page6of871-3.476PBGA重要尺寸規格介紹(MechanicalSpecifications):SolderBallDiameterTrueballpositionerrorY=DateCodeYearW=DateCodeWeekR=ChipRevisionL=LotCodePage7of87TheImportantSpecificationsforBGA:1.SolderBallCo-planarity:USL=5.5mils2.Trueballpositionerror:USL=+6.0mils,LSL=-6.0mils3.Balldiameter:USL=35mils,LSL=24mils4.Packagewarpage:USL=3.5mils5.SolderBallHeight:USL=28mils,LSL=19mils.Note(1)USL:UpperSpec.Limit.(2)LSL:LowerSpec.Limit.(3)1mil=0.0254mm.SolderBallCo-planaritySolderBallHeightPage8of871-4.TheStructureofSolderSpheretoSubstrate:BT-RESINPAD(Cu)Plating(Ni)Plating(Au)SolderBall(Sn/Pb)SolderMaskSolderMaskOriginalBT-RESINPAD(Cu)IMClayer(IntermetalicCompound,Au/Ni/Sn/Pb)SolderBall(Sn/Pb)SolderMaskSolderMaskAfterReflowPage9of871-5.TransformationofBGASolderSphereinReflow:Page10of870.030’’(0.76mm)0.016’’(0.41mm)**BGASubstratePCB/PWBSolderSphereCollapseCoplanarityissuearevirtuallyeliminatedwiththefinalcollapse**Thefinalheightwillvarywithpadsizeandsolderpastedeposition.★SolderBall★SolderBallscollapseduringreflow★Canbereflowedwithjustflux★Willselfcenterduringreflowprocess★NocleanfluxrecommendedPBGASolderBalls(0.60mm)第2章IC包裝及IC儲存管制2-1.IC真空密封包裝儲存期限：(注意密封日期)★12monthsat40ºCand90%RelativeHumidity(RH).2-2.IC包裝拆封後，SMT組裝時限：★檢查溫度指示卡：顯示值應小於20%(藍色)，30%(粉紅色)表示已吸濕氣。★拆封後，IC元件須在72小時內完成SMT焊接程序。★工廠環境管制：23ºC5ºC，40%~60%RH。★BGA吸濕曲線(AbsorptionCurveforBGADevices):Page11of87異常包裝(顯示卡濕度大於30%)表IC已受潮吸濕正常包裝(顯示卡濕度小於20%)表IC未受潮吸濕★BGA吸濕曲線(AbsorptionCurveforBGADevices):BGAtestvehicleconventionalpopcorn/delamination0.10.20.30.40.5ConditioningTime(hours)WeightPercentMoistureinPackage(%)85℃/85%RH30℃/85%RH23℃/55%RH0PopcornZoneSource:MotorolaDelamZoneSafeZone100200Page12of872-3.拆封後IC元件未在72小時內使用完時：★IC元件須重新烘烤，以去除IC吸濕問題。★烘烤條件：125ºC5ºC,至少12小時。★烘烤後，放入適量乾燥劑再密封包裝。★BGA35*35&27*27之去濕曲線(DesorptionCurve):BGA35*350.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%0.60%04812162024HOURSMOISTURE%BAKE80℃BAKE100℃BAKE125℃BGA27*270.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%0.60%04812162024HOURSMOISTURE%BAKE80℃BAKE100℃BAKE125℃Page13of872-4.已焊上MB上之IC元件，重工與分析前注意事項：★MB上之I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題。★烘烤溫度條件:100℃,至少12小時。★烘烤後，需於4小時內完成重工植球及重新上板驗證之作業。★重工後IC之儲存與使用，請參照2-3事項。2-5.由於結構差異,BGA吸濕氣問題較QFPIC明顯：★拆封後，BGAIC元件應避免在60%RH環境存放，以避免BGA本體(黑色膠柄部分)吸濕及錫球表面產生氧化問題，影響SMT焊接作業。Page14of872-6.包裝警示標籤(CautionLabel)&中文翻譯:關於QFP/BGAI.C儲存及使用管制應注意事項如下:(請參照VIAI.C真空包裝袋上標籤，符合EIAJEDECStandardJESD22-A112，LEVEL4)1.I.C真空密封包裝之儲存期限:1-1.請注意每盒真空包裝密封日期。1-2.保存期限:12個月，儲存環境條件:在溫度40C，相對濕度:90%R.H。1-3.庫存管制:以”先進先出”為原則。Page15of872.I.C包裝拆封後，SMT組裝之時限:2-1.檢查濕度卡:顯示值應小於20%(藍色)，如≧30%(粉紅色)表示I.C已吸濕氣。2-2.工廠環境溫濕度管制:≦30℃，≦60%R.H。2-3.折封後，I.C元件須在72小時內完成SMT焊接程序。3.拆封後I.C元件，如未在72小時內使用完時:3-1.I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題3-2.烘烤溫度條件:125℃±5℃,至少12小時。3-3.烘烤後，放入適量乾燥劑(10~30g)再密封包裝。4.MB上之IC元件，Rework重工前注意事項：4-1.MB上之I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題4-2.烘烤溫度條件:100℃,至少12小時。4-3.烘烤後，需於4小時內完成重工Rework及重新上板作業。4-4.重工後IC之儲存與使用，請參照1~3事項。5.請貴公司將上述IC材料儲存及使用管制應注意事項,列入內部的倉儲管理與SMT製程作業管制等作業規範內及確實執行.謝謝!!Page16of87第3章SMT組裝及PCBA測試要求3-1.SMTREFLOWPROCESS/流焊製造程序：錫膏印刷(StencilPrinting)點膠(Dispensing)Optional置放(Placement)迴焊(Reflow)Page17of873-2.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3-3.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PCBpad小10μm，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。Page18of873-4.鋼板印刷的製程參數有：(以厚度0.15mm,208pinpitch0.5mm之鋼板為例)★刮刀壓力:愈小愈好(0.05mpa)★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(SolderPaste)★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。squeezesolderpastestencilpadPCBSTENCILLINGPage19of873-5.SMT組裝過程注意事項：3-5-1.各IC元件腳位尺寸及容許誤差設定輸入正確。同軸超小型迷你功率超小(一個匣)SOP(MFP)腳距:1.27mm腳距:0.65mmVSOPQFP/VQFP腳距1mm0.8mm0.65mm0.5mmPLCC/SOJ腳距:1.27mm裸晶片COB多點銲晶片FFPTABLCC模型裸晶片型(2)半導體零件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★SMD常用零件：Page20of873-5-2.錫膏種類與特性檢查：(2)水洗製程/免洗製程錫膏特性比較:優點缺點1.Flux活性較強，其焊性較佳。1.多Pin腳及平貼PCB之SMT零件，因底下Flux不易清洗乾淨，殘留Flux易造成PCB腐蝕。2.多Pin腳平貼PCB或高密度之SMT零件，造成製程不易烘乾，易造成PCB腐蝕與電路短路之功能不良。3.水洗設備貴，操作亦需大量用水及廢水處理，對於業者是為一大負擔。1.Flux活性較弱，其焊錫性