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1SMT制程分析基礎JankyWolf2007/12/2PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion模板制造技术模板制造的三个主要技术是，化学蚀刻、激光切割和鐳射切割+电抛光﹐它們按精密度依此遞增。化学蚀刻---利用化學酸性物質腐蝕出網孔﹐網孔可同時腐蝕﹐制作速度快﹐成本低廉﹐但腐蝕劑易受環境影﹐工藝很難控制。激光切割---激光切割機自動記憶需開孔的位置逐一開孔﹐制作速度慢﹐成本居中﹐工藝易于控制﹐精度較高。鐳射切割+电抛光---电抛光是通过将激光切割后在模板接到电极上并把它浸入酸液中来达到的。因孔壁较粗糙，腐蝕劑对孔壁的作用大于对金属箔顶面和底面的作用，结果得到“抛光”的效果。然后，在腐蚀剂对顶面和底面作用之前，将鋼網移走。这样，孔壁表面被抛光，此開孔方法成本﹑精度最高﹐工藝最難控制。印刷机作業要素PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion蝕刻:鋼板孔粗糙鐳射切割:鋼板孔平整鐳射切割+电抛光﹕鋼板孔光滑三种制作方法制作的钢板效果比较其中鐳射切割+电抛光的精度最高﹐多用于手機板等高精密要求的制作﹐化學蝕刻的精度較差PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion孔壁毛刺多,不光滑鐳射電拋光鋼板BGA孔壁毛刺少,光滑PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion化学蚀刻鐳射切割鐳射+电抛光StencilBoardPad鋼版製作--ApertureProfilesPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion合金粉粒愈圓﹑愈小﹑愈均勻愈好(流動性佳,成形佳)﹐氧化層愈薄愈好﹐粉粒的大小與成份決定了錫膏熔點﹐焊接性﹐脫模難易度﹑成本的不同。2.助焊剂A.液態物質-溶劑(SOLVENT):防止塌陷﹑黏滯時間﹑黏度控制B.固態物質---(松香)﹕焊接能力﹑防止塌陷﹑黏滯力﹑殘留物之顏色﹑印刷能力﹑防止錫膏氧化---(活性劑)﹕活化強度﹑信賴度﹑保存期限(TUP活性較好）---(凝固劑)﹕黏度﹑印刷能力﹑防止塌陷PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion常見印刷不良的原因分析滲錫﹕印刷完畢,PAD附近有多餘錫膏或毛刺原因﹕刮刀壓力不足或刮刀角度太小鋼板開孔過大﹑PCBPAD尺寸過小印刷未對准PCB與鋼板貼合不緊密snapoff與刮刀下壓高度設置不合理錫膏粘度不足錫膏太稀﹐溶劑含量超標PCB或鋼板底部不干淨印刷機台不穩﹑晃動真空座真空吸力不夠﹐導致PCB晃動PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion多錫﹑短路原因﹕PCB表面或鋼板底部有異物鋼板開孔過大SNAPOFF（印刷時鋼網和PCB間的距離）過大刮刀壓力過小鋼網或PCB變形溶劑超標,錫膏太稀擴散導致短路少錫原因﹕鋼板開孔尺寸太小鋼網開孔方法不合理（孔壁不夠光滑）鋼板塞孔或刮刀壓力過大脫模速度方式不合理錫膏本體不良（如錫粉不夠圓﹑太大﹑成份不合理）SNAPOFF過小PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion錫膏拉尖(狗耳朵):印刷完成后﹐錫膏邊緣有毛刺的現象原因﹕鋼板開孔不光滑﹐造成拖錫鋼板開孔尺寸過小﹐不易脫模脫模速度﹑方式不合理錫膏黏度太大錫粉顆粒不均勻﹑不夠圓鋼板擦拭不干淨鋼網使用壽命過長﹐孔壁磨損嚴重PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion錫膏塌陷原因﹕錫膏內SOLVENT過多﹐導致錫膏太稀擦拭時噴洒SOLVENT過多(錫膏溶解在SOLVENT內)擦拭紙不捲動(導致SOLVENT噴洒不均勻）錫膏攪拌不均勻（導致密度﹐成份分配不均勻）回溫后開封條件不合理（吸收太多空氣中的水分)錫膏粉化原因﹕錫膏黏度不夠PCB印刷完畢在空气中放置時間過長導致太干人為擦板PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion貼片機：三维坐标系的典型應用Y(0,0)---板上元件坐標的相對原點Feeder取料口中心位置Nozzle位置板上元件位置MarkpointMarkpointCamera位置PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion进入贴片机，靠Stopper定位光学识别PCB上的Mark点，确定PCB上各元件坐标的相对原点Nozzle到固定的Feeder取料口中心吸取元件光学识别（计算出吸附在Nozzle上元件中心坐标，针对偏位软件自动补偿）贴装到板上元件位置--定位是否准确？--Mark点位置是否准确?--Nozzle是否堵塞？--Feeder吸料中心有无偏位？--吸料高度是否合理？--元件形状是否规则?--Partdata设置是否正确？--特别是光的设定。--移动过程有无掉落元件?--贴装下压高度是否设定OK?貼片機：三维坐标系的典型應用PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion時的變化貼裝產生錫珠或短路在過程,與錫膏的特性也很有關系PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion元件時的物理變化在相對于上一階段來說較為複雜﹐短路問題常常出現在這一階段。不過﹐我們還是可以用圖片來演示過程﹐如下面所示:B區域的短路幾率最大FINEPITCH元件貼裝的物理變化PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion缺件﹑多件原因﹕零件吸取偏位FEEDER本身送料位置偏移FEEDER型號選擇錯誤NOZZLE堵塞,真空吸力不足慮棉贓污﹐未及時更換零件本體不良,造成影像處理時誤判機臺貼裝速度過高,造成甩件PCB支撐不良,零件飛走零件貼裝深度過大其它物品擦拭引起零件缺少軌道夾邊不緊﹐head松動吸嘴破損或選擇錯誤貼裝常見不良的分析PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion零件破損原因﹕零件本體不良零件耐熱性能不足REFLOW溫度設定不合理﹐冷熱沖擊機臺貼裝深度過大PCB支撐不當,板子共面性不佳人員作業撞壞設備部件撞擊吸嘴貼裝氣壓過大PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion立碑原因﹕錫膏印刷不均勻PCB上PAD吃錫不良,力量不均勻零件端電极吃錫性不均勻零件貼裝偏位或印刷偏移人員碰撞,造成零件在迴流焊前易位錫膏粘度不足零件本體氧化REFLOW風力不合理或故障,造成零件受熱不均REFLOW鏈條抖動PCB或零件PAD上有異物零件本體重量不均勻鋼板塞孔，造成兩焊墊錫量不均PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion短路原因﹕錫膏印刷偏移錫膏厚度不合理貼片偏位貼片深度不合理零件貼裝完成后PCB移動量過大,造成零件移動人為缺失錫膏抗垂流性不佳錫膏粘度不足錫膏金屬含量不足,軟性物質過多易垂流錫膏助銲劑功能不良PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion錫珠原因﹕PCB清洗異常,錫膏未洗干淨PCB本身VIAHOLE內鍍錫不良錫膏回溫時間不足,低溫開封吸收太碰水分鋼板底部有異物,發生溢錫鋼板自動擦拭效果不佳或故障擦拭紙品質不佳鋼板開孔不良零件貼片不佳回焊溫度設定不佳,劇熱時錫膏沸騰錫膏本身品質不佳PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion拒焊﹑空焊原因﹕零件吃錫不良PCBPAD吃錫不良REFLOW溫度或鏈速設定不佳錫膏性能不佳PCB或零件PAD受污染人員作業未佩帶靜電手套,使PCB受污染雜質在零件下元件本體或PCBPAD氧化錫膏太干﹑太薄PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion回焊爐(Heller1800exl)(熱風回流）SP:設定溫度PV:實際溫度BELT:傳送速度PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion回焊炉：温度曲线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,同时除去焊膏中的水份、溶剂。在这个区，产品的温度以不超过每秒3°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，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25~33%。Peaktemp215+/-10degCSlope3degC/secTimeaboveliquidus45-90secondsSlope-2degC/secHoldat140-183degCfor60~90Seconds183CBoardTemp(預熱區)(恆溫區)(回流區)(冷卻區)TimePDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion活性区有时叫做恆溫区，这个区一般占加热通道的33~50%，有两个功用。第一﹕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，减少它们的相對温差。第二﹕允许助焊剂活性化，挥发性的物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温度范围是120~150°C，保证在达到回流温度之前焊料能完全干燥，零件温度达到平衡，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60~120秒根据焊料的性质有所差异。选择能维持平坦的活性温度曲线的炉子，将提高可焊接性能。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度,焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展。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﹐一般要超过熔点温度20度才能保证回流焊的质量。典型的峰值温度范围是205~230°C，这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒2~5°C，或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，并损害元件的完整性。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion冷却区焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，达到完美的焊点,冷卻溫度應小于3°C/S,防止冷沖擊損壞零件。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion