龙幽小蛮图片:第六章SMT生產管理

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/10/02 17:48:03
1.                                                                                                                             運輸、儲存和生産環境... 5
1.1.    一般運輸及儲存條件... 5
1.2.    錫膏的儲存、管理作業條件... 6
1.3.    印刷電路板(PCB)的儲存、管理作業條件... 6
1.4.    點膠用的膠水儲存條件... 6
1.5.    不同類型電子元器件在倉庫貨架上最大的儲存時間... 7
1.6.    濕度敏感的等級表(MSL) 7
1.7.    濕度敏感元件的烘烤條件... 7
1.7.1.     乾燥(烘烤)限制... 8
1.7.2.     防潮儲存條件... 8
1.8.    錫膏之規定... 9
2. 鋼網印刷制程規範... 10
2.1.    刮刀... 10
2.2.    鋼板... 10
2.3.    真空支座... 11
2.4.    鋼網印刷的參數設定... 12
2.5.    印刷結果的確認... 13
3. 自動光學檢測(AOI) 14
3.1.    AOI一般在生產線中的位置... 14
3.2.    AOI檢查的優點... 14
3.3.    元件和錫膏的抓取報警設定... 14
4. 貼片製程規定... 15
4.1.    吸嘴... 15
4.2.    Feeders. 15
4.3.    NC程式... 15
4.4.    元件數據/目檢過程... 16
4.5.    Placement process management data compatibility table?... 16
5. 回焊之PROFILE量測... 17
5.1.    Profile量測設備... 17
5.2.    用標準校正板量測PROFILE之方法... 17
6. 標準有鉛製程... 19
6.1.    建議回焊爐設置... 20
7. 無鉛焊接製程... 22
7.1.    無鉛製程之profile定義... 22
7.2.    無鉛製程profile一般規定... 22
7.3.    無鉛製程標準校正板之profile基本規定... 24
7.4.    無鉛製程啟動設置... 24
7.5.    對PCB的回焊profile量測... 26
8. 點膠製程... 27
8.1.    概要... 27
8.2.    CSP元件點膠方式... 29
9. 手工焊接製程以及手工標準... 30
10.        目檢相關規定,不良判定標準,不良分類以及培訓資料... 30
11.        相關文件... 30
元件和物料的運輸及儲存條件1
相對濕度
RH 15 % ~ 70%
溫度
-5°C ~ +40°C
儲存條件2
相對濕度
RH 10% ~ 70%
溫度
15°C ~ 30°C3
元件包裝等級
元件至少要達到第一等級,即密封包裝。
濕度敏感元件須使用MBB(防潮袋)包裝。
ESD(靜電釋放)防護包裝。
Air flow防護塑膠包裝(真空與否均可,但須密閉)。
非以上情況則用紙箱包裝。
一般儲存要求
物料不允許儲存與以下環境中:
陽光直射或穿過窗戶照射。
接近冷濕物體,熱源或光源。
靠近戶外環境導致溫濕度經常超限。
生産條件
相對濕度
35% ~ 55%
溫度
20.5 °C ~ 26.5°C
注:
1 外部環境:鑒於一些特殊要求(例如不可超出點膠膠水的最大溫度),應包裝物料。錫膏有其特定的運輸條件。
2 一般條件:請見下面有關錫膏和點膠膠水之特殊儲存條件。
3 元件:元件質量較大時(例如:PCB),在投入製程前一定要回到室溫。
儲存溫度
冰箱保存5 ~ 10°C或錫膏規範所要求的
最大的庫存時間
最長6個月
室溫下儲存的時間
4周(20.5 °C ~ 25°C)
使用前回溫時間
4小時
運輸過程中的環境溫度
+5 °C ~ +25°C
最佳運輸封裝方式
SEMCO 650g 筒裝
注意:錫膏使用前,必須在室溫下回溫至少4個小時。
錫膏已經回溫到室溫後,不能再放回冰箱。
的儲存、管理作業條件
運輸包裝及儲存
真空,防潮袋包裝(參照EIA583 CLASS 2, 50PANEL/BAG,HIC濕度標示卡)
加乾燥劑,並且在每個包裝的兩側面用PWB STACK板放置彎曲
進料檢驗
檢查真空包裝有沒有破損,HIC卡片是否是<=40%,如果不合格:
l          退回給供應商
l          烘烤@60度,5小時,RH<=5%,烘烤完畢後24小時內焊接。
倉庫貨架儲存條件及時間
物料必須放在水平的物料架上以防止PCB變形,翹曲,時間見下表。
裸露在空氣中的時間
表面Ni-Cu處理:48小時   表面OSP處理:24小時
清除錫膏,清洗PCB
絕對不允許
膠的型號
Loctite 3593
Emerson and Cuming E 1216
Code
7520029 (30 cc, 30 ml)
7520025 (55 cc, 50 ml)
7520031 (6 oz, 150 ml)
7520027 (20 oz, 500 ml)
7520033 (30 cc, 30 ml)
7520035 (55 cc, 50 ml)
7520037 (6 oz,150 ml)
7520039 (20 oz, 500 ml)
最長的運輸時間
供應商發貨後,4天之內必須到生產線
儲存的條件
用冰箱冷藏起來 -20 °C ~ +8°C
冷藏 -20 °C
記錄資訊:LOT號,Date Code,無變形的顔色,運輸的時間,乾冰的數量。
最大儲存時間
6個月@ -20 °C ~ +8°C條件下
6個月@ -20°C條件下
使用前穩定時間
使用前須達到室溫
3小時
罐裝的儲存時間
週 +25 °C
5天 +25 °C
下表規定了從收到物料開始,NMP以及NMP下級製造商在倉庫或加上的最大儲存時間。元件製造和接收所銷耗時間不包括在內。一般最多12個月,半導體的包裝材料應滿足MES00025以及EAI-583 & JESD625和先進先出(FIFO)原則。
期限
原件類型
元件廠內存放
12個月
如包裝上無特殊說明,適用於所有元件
敞開的貨架,元件包裝在內部包裝內
6個月
PCB
真空包裝,帶乾燥劑
6個月
包裝在防潮袋中的鍍銀元件
真空包裝,帶乾燥劑
3個月
包裝在紙箱和打開的塑膠袋中的鍍銀元件
如果元件沒有放入真空包裝中,超過此期限會破壞上錫性並影響可靠性。
如果儲存超過了上面提到的期限,物料只有在以下情況下可以使用:
(1) 越來越多的受潮物料,恰當的烘烤。
(2) 並且在樣本數量不小於30 pcs的抽樣檢驗中證明上錫性良好。
等級
儲存期限
時間
條件
1
不限
<=30°C/85%RH
2
一年
<=30°C/60%RH
2a
4周
<=30°C/60%RH
3
168小時
<=30°C/60%RH
4
72小時
<=30°C/60%RH
5
48小時
<=30°C/60%RH
5a
24小時
<=30°C/60%RH
6
卷標所示之時間(TOL)
<=30°C/60%RH
常見類型的濕度敏感元件例如:所有類型的PCB,大部分的QFP元件(一般管腳數大於50),所有的CSP元件,而不管錫球的數量,大部分的光學元件(如所有的LED,IR紅外模組),一些特殊的塑膠集成元件,如電源,功率放大器等。
元件內部包裝上標有JEDEC MSL。如果元件暴露在外部環境中超過MSL所規定的時間,在使用前應進行烘烤。
回焊前,對元件進行烘烤的目的是為了降低塑膠包裝中的濕氣。這是因爲,包裝中含有的水分在回焊過程中會蒸發出來,蒸氣的壓力會造成裂縫以及其他一些可見或隱藏著的不良,例如分層。爆米花現象就是此種原因造成的常見不良。
請注意溼度敏感元件運輸和儲存過程中保護包裝的相關標準,說明及以下規定。
生產時烘烤遵照IPC/JEDEC J-STD-033烘烤條件。
MSL
烘烤@40°C,RH<5%
暴露在外部環境的時間在FLL和FLL+72小時之間
暴露在外部環境的時間超過FLL+72小時
2a – 4
5倍於超過FLL的時間
5天
5 – 6
10倍於超過FLL的時間
10天
注意:料盤嚴禁接觸烘烤箱的壁面和底面,這是因爲這些地方的溫度明顯高於爐內控制器指示的溫度。經過仔細研究爐內溫度控制系統,證明烘烤爐元件去濕的可行性和各種裝載條件的效果。
對元件進行烘烤,會導致焊盤的氧化或錫膏內部發生化學變化。在板子的組裝過程中,超過一定量的發生化學變化的錫膏會導致上錫性的不良。出於上錫性的考慮,應限制烘烤溫度及時間。通常,只允許進行一次烘烤。如果多於一次,應討論製程貼裝解決方案。
注1:暴露於外部環境的元件,其暴露時間小於其floor life,並且放入乾燥袋或小於5% RH的乾燥箱中時,應暫停其計算其FLOOR LIFE,但是累積的存放時間必須在規定的範圍內。
注2:應考慮PCB的溼度敏感性,尤其是針對經過OSP處理的PCB。允許暴露於外部環境的總時間不超過72小時,並且兩次回焊的時間間隔應小於24小時。如果超出,應如前所述之方法對其進行烘烤。請見1.3小節【印刷電路板(PCB)的儲存、管理作業條件】。對即將進入重工(例如更換CSP)階段的PCB,應預先乾燥或者將WIP儲存於乾燥箱或真空袋中。
對於濕度敏感元件,當生產線暫時停線或於到週末需要停線,針對濕度敏感的元件若不用真空包裝機來保存,乾燥箱儲存是一種短期的,暫時的儲存方式,乾燥箱的目的是用來儲存而不是烘乾的。所以針對雙面板制程,表面是OSP處理的,如果生産一面後,這個中間的儲存時間一定要在規定的期限內,乾燥儲存的時間也包括在內.。(我們産線規定的時間是:24hrs,超過這個規定後,就意味著需要烘烤。)
乾燥儲存之規定
溫度
25 ±5 ºC
濕度
< 5 % RH
最大儲存時間
按照MSL分類
控制方法
在料盤上做標記
錫膏型號
Multicore Solders Sn62MP100ADP90
Alpha Metals Omnix-6106
Lead Free paste
Multicore
96SCLF300AGS88.5
NMP碼
7602005 (650 g cartridge)
7602007 (500 g jar)
7600029
7600033
運輸包裝
650 g Semco cartridge
500 g jar
650 g Semco cartridge
600g green SEMCO cartridge
合金
Sn62Pb36Ag2
Sn62Pb36Ag2
Sn95.5Ag3.8Cu0.7
(Ecosol TSC 96 SC)
顆粒大小
ADP (45-10 μm)
IPC type 3 (25-45 μm)
AGS (45 –20 μm
金屬含量
90.0% (+0.3%, -0.6%)
89.3+/-0-3%
88.5
助焊劑分類
(J-STD-004)
ROL0
REL0
ROL0
注意1:錫膏的具體規定請見MS/BA。
注意2:停產超過15分鐘後,如果50%以上體積的錫膏已經使用或者脫離刮刀印刷區域,則需要重新加錫膏或者將錫膏收回到刮刀印刷區域。
屬性
規格
刮刀刀片的材料
鍍鎳或鍍鈦不銹鋼,有足夠的強度,能夠滿足高速印刷要求。
厚度275±10μm。
不推薦使用普通不銹鋼。
印刷的角度*(關鍵參數)
60±2.5度
刮刀旁錫膏檔片
按照要求,在印刷過程中如果沒有裝載鋼板,Retainer接近鋼板表面但是不能接觸鋼板。
DEK&MPM及同等印刷機的刮刀寬度
板的長度四捨五入,接近標準寬度。
建議的刮刀類型
MPM 8" or 10"
DEK:200 mm or 250 mm DEK squeegee
assembly
注意!刮刀彎曲力是一個關鍵的參數。* 量測方法:Bevel量角器
屬性
規定
鋼板材料
一般等級的聚脂板55T-66T (140-167 mesh/inch),同等的不銹鋼也可以,但不推薦。對應框架的可交換之鋼板也可以使用。
鋼板裝上後鋼板各點張力(量測可能會不準確,但是可以顯示結果)
最小25N/cm
鋼板開口精度
最大±10μm or ±5%
鋼板厚度
0.10mm ± 0.01mm
鋼板厚度(0402 or min 0.4mm pitch QFP,min 0.75mm pitch CSP)
0.12mm ± 0.01mm
鋼板材料/製造工藝
對於微小間距元件 (0201,0.5 CSPs),未保證良好脫模,鋼板開口使用E-fab類型。
電鍍鎳或鐳射刻不銹鋼。
建議鋼板與框架面積比
60% ± 10%
在生産過程中量測任何點之鋼板張力拒收標準 *
小於等於20N/cm
基準點
蝕刻在鋼板上的兩個直徑爲1mm的半球狀點
Step stencils?
Max step thickness 注意:如果使用聚脂材料,則應注意ESD防護措施。
* 量測方法:Fabric Tension Gauge,例如:ZBF Tetkomat, CH-8803之類工具。
性質
規定
材料
機械構造金屬:如鋼或鋁合金。建議使用上表面摩擦較大者,使用材料符合靜電防護要求。
支撐台與鋼板平行度
在支撐台區域上最大0.2mm
支撐表面光滑度
整個區域 ±0.025mm
加工深度 *
大於最大元件高度+5 mm
元件邊緣支撐 *
元件邊緣支撐從邊緣指向元件中心1.5mm ±0.5mm。最大無支撐的關鍵區域間距:15MM。支撐台大小應或等於待印板子的大小。
支撐臺上的真空孔
真空孔定位在非印刷區域,並且防止真空泄漏到印刷區域。如果真空可以可靠的限制在100-200 mbar範圍內,在仔細制程調節下整個區域的真空才成爲可能。
真空支撐台
-支撐台凹槽應足夠大且深,保證元件不能接觸到支撐台。
-應對支撐台進行記錄和版本控制,並且同意産品的所有支撐台應該是一樣的。
Panel alignment ?
Mechanical, so called “Hard Stopper” recommended especially for products having 0.5 mm pitch CSP components ?
* 只有第2面支撐台
參數
設定
印刷速度
建議100mm/s,範圍70 ~ 120 mm/s。無鉛製程:100±30 mm/s。
在constant force mode模式下(力大小可自動調節,印刷頭懸浮),200mm寬的刮刀壓力
安全邊界:可擦乾淨鋼板的最小力+5N。通常在40-50N之間。
MPM印刷機刮刀調整(刮刀距PWB表面距離固定)
可擦乾淨鋼板的最小距離+5mm作爲安全邊界.
Snap-off脫模距離
在整個板子區域-0.5 ~ 0.0mm(建議負的snap-off以抵消機器的誤差)
分離速度
在分離的階段, 要保持PCB與底座的接觸所最大速度
建議MPM印刷機的Slow Snap-Off 設定為“No”。
自動擦拭頻率(有鉛)
每印刷5-15次。注意:如果出現臨時性的技術問題,可提高擦拭頻率。
自動擦拭頻率(無鉛)
每印刷3-6次。
建議擦拭方式
一次真空乾擦或者一次濕擦加上一次不帶真空的乾擦。
鋼板上錫膏量控制
開始時的用量:200 mm寬的刮刀:150 – 160 g;250 mm寬的刮刀:190-200 g。重要規則:錫膏滾動直徑最大20 mm(10 cent coin),最小12mm。
增加錫膏
在錫膏滾動直徑達到12 mm前,增加錫膏量20 – 40 g。
錫膏的再使用
鋼板上的錫膏可以轉移到其他鋼板上,或者可被暫時儲存於乾淨的塑膠罐子中。在鋼板上以及被臨時儲存的有效期一共爲6個小時。停線超過15分鐘,應用塑膠薄膜將鋼板上的錫膏封蓋保存。如果錫膏在鋼板上無保護的停留超過1個小時,應更換新的錫膏,原有錫膏做報廢處理。
建議使用的鋼板自動擦洗劑
Multicore Prozone SC-0,Kiwoclean或者印刷機製造商許可的同類快速溶劑.出於防火安全的考慮,異丙醇(IPA)或此類溶劑不推薦使用。
清洗印錯的板子以及手動清洗鋼板和設備建議使用之清洗劑
最好使用Multicore Prozone SC-01,Kiwoclean (SC-02對丙烯酸和一些橡膠手套有輕微傷害)。異丙醇(IPA)允許但不推薦使用,妥善處理廢棄物。
注意!在清洗完PCB及其鐳射過孔後,不允許液體清洗之元件應更換。經過OSP處理以及全部或部分Aramid based之PCB不允許清洗!清洗液進入PCB結構內部,而且會降低尤其是CSP元件的焊點可靠性。
注意:獲取更多資訊,請見3.3小節【元件和錫膏的抓取報警設定】
錫膏印刷的精度(X&Y)
有鉛:±150 μm。無鉛:±120 μm。
錫膏量的變化
正常情況下的50 - 120%
面積
一般50 – 150%,CSP35 – 150%
搭橋
孔徑的0.3倍
制程CPK能力
±100 μm @ 6σ, Cpk >1.00
程式控制的方法
如果條件允,使用AOI,在生產過程中應使用印刷機的2D檢查,使用顯微鏡進行目檢。不使用顯微鏡對0.5 mm pitch的元件進行目檢不夠精確。
一般在生產線中的位置
在大多數情況下,AOI的最佳位置應在高速貼片機之後。在這一環節上,所有被貼片的CHIP元件和積體電路上的錫膏仍然可見。
檢查的優點
使用AOI檢測機最主要的目的就是用來監視錫膏的印刷和貼片的結果。它是經過統計分析的軟體對制程監視的結果進行分析判斷。還可以經過AOI檢查出的不良進行相應合理的維修, 重工。
下表為不同元件類型和錫膏印刷的推薦警戒限度值。目的是爲了探測出在回焊流程中無法自我校準的貼裝錯誤,避免不必要的報警。
元件類型
貼裝誤差
有鉛製程
無鉛製程
0402,0603和0805 CHIP型元件
X & Y 誤差:180μm
q誤差:15 ?
X & Y誤差:150μm
q誤差:15 ?
大於0805 chip元件
X & Y 誤差:220μm
q誤差:15 ?
X & Y 誤差:200μm
q誤差:15 ?
0.5 mm pitch CSP
X & Y 誤差:220μm
q誤差:10 ?
X & Y 誤差:100μm
q誤差:10 ?
Paste registration (X&Y):
150 μm
面積:35%-150%
搭橋:0.4倍孔徑
Paste registration (X&Y):
120 μm
面積:35%-150%
搭橋:0.3倍孔徑
Other paste deposits
Paste registration (X&Y):
150 μm
面積:50%-150%
搭橋:0.4倍孔徑
Paste registration (X&Y):
150 μm
面積:50%-150%
搭橋:0.3倍孔徑
其他元件一般誤差
X & Y 誤差:250μm
q誤差:15 ?
X & Y 誤差:250μm
q誤差:15 ?
不同包裝類型的錫嘴大小:
0201 (0603)
Fuji CP 系列:0.4 mm 圓形吸嘴
Siplace:702型
0402 (1005)
Fuji CP系列:0.7 mm circular nozzle
Siplace: 901型或者925型
特殊形狀的元件(連接器,雙工器,電源模塊等)
為保證貼裝速度和精度,應盡量使用大吸嘴(通常直徑最小5mm/面積最小20mm2)
高速機
Fuji:標準料帶7”,0402電阻及電容可使用13”料帶(13”紙帶,水泡帶不可以使用)。
Siplace:可使用13"或15"料帶
低速機
13”標準料帶,7”和15”也可以使用。不允許使用stick和tray。
程式
0402元件貼裝頻率
在高速機中,通常優先貼裝低高度元件(0402 電阻 0.3mm),然後是高度0.3 - 0.5 mm (通常是0402電容),最後是其他元件。
獨立的/相連的feeder平臺
為了減少因部分壞掉而整個都要中斷的不必要的麻煩,在高速機中一般建議使用獨立的上料器平臺。如果必須使用相連的上料器,最好使用“Next Device”功能或13”軌,以降低元件高速運轉程式代碼的缺陷。
NC程式優化/混合所有的模塊?
通常這是組裝一個panel最快的方法(把所有的模塊當作一個大PWB同時混合組裝),因而建議使用。
NC程式的優化/順序和循環?
如果使用了“step and repeat”模式(offset),則其他模塊要使用相反的模式。這樣保證了在元件偏位時,上料器不需做不必要的左右移動。
目檢過程
Chip元件
可能的話建議使用2D
IC元件
要檢查每個管腳間距和長度
CSP元件
通常建議使用最外面的球進行元件調整
複雜連接器
通常建議使用最外面的管腳進行元件調整。需根據元件規格檢查管腳插入深度誤差,因為這影響到元件本身的位置。
貼裝速度
100 %貼裝速度一直是所期望的。選擇合適的吸嘴,則針對大多數的包裝類型都可以實現100 %貼裝速度(參看 8.1, 吸嘴).

Fuji
從F4G(Production Data ->Analyzer ->Device)可手動的計算出以下比率:
拋料率 = 1- [總拋料數/ 總元件數]
貼裝率 = 1- [總拋料數/ (總元件數 – 總拋料數)]
Siplace
從線上計算機MaDaMaS系統中得到的比率:
Comp.ok = 總貼裝數 – id.錯誤. – vac.錯誤
貼裝率= Comp. ok
量測
量測設備
回焊爐profile的量測應使用專門爲了量測通過回焊爐profile的溫度量測設備。
建議使用量測profile之設備
Datapaq 9000
SlimKIC series
量測設備應根據供應商提出的維護說明做定期的校正
此外還需要:
(1)防熱毛毯
(2)熱電偶/組合校正板
(3)帶有記錄介面軟件的計算機
(4)只有設備供應商推薦和許可之熱電偶可以使用
之方法
項目
爐子校正及驗證
目的
爲了評價爐子功能,從而規定profile和設置 (預防性維護)
量測頻率
一周至少一次,在每次主要的維護後,或者懷疑有異常時
量測片
100x100x1.5 mm FR4 薄片
標準NMP校正板
熱電偶個數
2
熱電偶位置
1個熱電偶附在PCB(量測PCB溫度).該點之profile應符合5.3小節之規定。
一個熱電偶附於PCB表面上方(量測PCB附近空氣溫度)
熱電偶固定方法
應使用5個M2 stork 螺絲釘和墊圈(外直徑4.7mm,內直徑2.2mm, 0.2 mm厚)固定到一個3x3 mm的銅區域上.
量測空氣溫度熱電偶直徑14mm的孔之上.用Kapton tape從底面覆蓋整個孔.
當使用新的熱電歐時,應校驗熱電偶量測點的重複性及再現性關鍵的參數有:超過179°C (ref. 5)的時間,溫度最大值(ref. 6)以及預熱區和回焊區溫度上升斜率(ref. 4).
數據的存儲
應將量測數據存儲於指定的地方(服務器/文件夾/文件),已備將來之用。最近的量測數據應放在回焊爐附近。建議使用SPC表單對一些參數的變化(例如最大溫度)進行追蹤。這樣會有助於識別回焊爐穩定性的一些偏差和變化趨勢。
下面這些規定的值適用於前一小節規定的標準螺釘熱電偶校正板。本規定是針對0.9-1.1 mm厚典型移動電話電路板以及元件數量和類型制定的允收成品板之profile。
板子如有明顯不同(較薄,較厚,或者僅僅有幾個元件等),需制定不同的允收profile。因此當推出一個新產品時,應量測產品板上的不同位置的回焊profile。有關產品profile量測,7.1小節給出了基本的說明。
爐區
參數
規定
傳熱方式
強制對流
量測方法
固定熱電偶的爐溫校正
1
預熱區(40-140°C) 昇溫的平均斜率
1.8-3 °C/s
預熱區的最大昇溫斜率
10 °C/s
2
預熱區(140-170°C)時間
60-80 s
3
預熱區最大溫度
175°C
4
回焊區(175-200°C)平均溫度斜率
1.3-2 °C/s
回焊區最大溫度斜率
5°C/s
5
超過179°C時間
40-60 s
超過200°C時間
25-45 s
6
回焊區的最大溫度
215-225°C
7
冷卻區(T=200-120°C)的平均溫度斜率
-1.5--3.5°C/s
冷卻區最大溫度斜率
-5°C/s
Profile總長度
最大300 s
PCBA出爐溫度
最大40°C
圖1:關鍵會焊製程參數圖解
下表給出了典型設置區間,該區間產生了暗含於規定當中的回焊profile。使用爐溫校正方法(5.2小節)對每一個爐子進行參數驗證。必要的話,應調整這些參數使其達到7.2小節所規定之profile。
ERSA Hotflow 7
Zone
1
2
Reflow
Cooling
Top
170-190°C
170-180°C
245-260°C
Additional cooling unit TOP switched ON
Bottom
170-190°C
170-180°C
245-260°C
Conveyor speed
0.75 m/min
Blower speed
70%
70%
注意:依據爐子的不同構造,ERSA Hotflow7回焊爐可能會存在明顯的不同之處(助焊劑類型)。
BTU VIP98
Zone
1
2
3
4
5
6
7
Cooling
Top
120°C
135°C
150°C
165°C
175°C
215°C
245°C
Bottom
120°C
135°C
150°C
165°C
175°C
215°C
245°C
Conveyor speed
0.78 m/min
Static pressure
1.2
定義
由於無鉛製程中回焊加熱比傳統的有鉛製程溫度低(溫度最大值和合金熔點不同),因而其process window比傳統的有鉛製程要小。所以應針對產品優化profile。
以下即為設置正確的profile和設置之步驟:
(5)7.2小節規定了標準校正板的基本無鉛製程之profile,7.4小節則規定了不同型號回焊爐的典型設置值。Profile和設置是定義具體產品profile的第一步。
(6)建立基本的無鉛profile並用標準校正板量測。
(7) 在產品板的適當位置上安放必要數量的熱電偶。7.5小節對熱電偶的安放原則做了描述。正確安放熱電偶是精確可靠量測的前提。
(8)用那塊產品板量測profile。對不同位置(元件)進行幾次量測,以保證獲取到最熱和最冷位置上足夠的信息。
(9)對應7.2小節給出的要求,分析產品的profile。
(10)  如果產品板profile達不到要求,更改回焊爐相應設置並重新量測。繼續優化,直到得到允收之profile。
(11) 當量測之profile達到要求,再對標準校正板進行一次量測。
(12) 根據標準校正板的profile定義回焊爐所有的設置參數規格值及其誤差範圍。誤差範圍必須在客戶規定之產品板的profile。
(13) 使用標準校正板對回焊爐profile每週一次的定期量測。量測之profile應保證在先前定義的容差範圍內。如果出現偏差,在對回焊爐設置進行調整之前應分析其根本原因並做出改正。
一般規定
下面是對產品板profile的一般規定。除非在具體的產品規定中有另外的說明,否則所有產品的profile均必須滿足這些要求。
所有的回焊爐(Ersa HotFlow7, ElectrovertOmniFlo7 and BTU VIP98, ERSA Hotflow2/14)在無鉛製程中均應使用預熱區是線性的profile。
產品板無鉛製程profile規定
參數
規定
傳熱方式
強制對流
量測方法
在產品板的不同位置上安裝熱電偶
Profile類型
預熱區70-180°C,線性上升
預熱區(70-180°C)斜率
0.8-1.0 °C/s
回焊區(200-225°C)斜率
1.1-3.0 °C/s
回焊區最大斜率
5 °C/s
超過217°C的時間
35-60 s
超過230°C的時間
25-50 s
回焊區最大溫度
232-250 °C
關鍵元件之間的溫度差<10°C
冷卻區(220-120°C)斜率
-2 - -5 °C/s
冷卻區最大斜率
-6 °C/s
50°C-220°C時間
160-200 s
PCB出爐溫度
最大40 °C
注意:計算最大斜率時間隔時間最小2秒,間隔太小會得出錯誤的很大的斜率,尤其是在元件表面和熱量很小的量測點上會出現此問題。
圖2 部分產品板回焊規定參數和板子上不同位置profile舉例之圖解
基本規定
這些規定值僅僅是針對標準校正板上的螺絲固定的SenSor而言的。更寬泛的規定是針對在產品上量測的profile而言的(請見7.2小節)。
本標準校正板之規定能夠使帶有RF-shield, CSPs等典型移動電話線路板的profile滿足7.2小節的規定。如果產品板與此有明顯的區別,比如元件質量較輕,應採用滿足要求的其他標準校正板規定。應按照7.1小節定義的步驟來建立本規定。
標準校正板無鉛製程profile規定
參數
規定
傳熱方式
強制對流
量測方法
在標準校正板上安裝傳感器
Profile類型
預熱區70-180°C,線性上升
預熱區(70-180°C)斜率
0.85-1.0 °C/s
回焊區(200-225°C)斜率
1.0-1.45 °C/s
回焊區最大斜率
5 °C/s
超過217°C的時間
35-60 s
超過230°C的時間
25-50 s
回焊區最大溫度
235-255 °C
冷卻區(220-120°C)斜率
-2 - -4 °C/s
冷卻區最大斜率
-6 °C/s
50°C-220°C時間
170-200 s
回焊爐穩定性
最大溫度3個sigma區件內,最大偏差5°C。
當為每個回銲爐創建profile時,以下設置僅作為一個起始點。為達到規定的profile,按照7.1小節給出的步驟,應對設置作必要的調整。
ERSA HF7-03 start-up settings for Pb-free
ERSA HF7-03無鉛製程啟動設置
Zone 1
top/bottom
Zone 2
to p/bottom
Reflow
top/bottom
Cooling
Blowers
Conveyor
Speed
125-135?C
180-195?C
270-290°C
Additional cooling
unit top “ON”
100% in
all zones
0.55-0.60 m/min
注意:吹風速度設置也許會影響到profile。根據HW結構不同(例如組焊劑管理類型),不同回銲爐之間要求上會存在明顯的差別。
Electrovert Omniflo7 無鉛製程啟動設置
Zone 1
top/bottom
Zone 2
top/bottom
Zone 3
top/bottom
Zone 4
top/bottom
Zone 5
top/bottom
Zone 6
top/bottom
Zone 7
top/bottom
110°C
130°C
150°C
160°C
180°C
230°C
270°C
Cooling Zone 1
Cooling Zone 2
Blowers
Conveyor heat
Conveyor speed
Medium
Medium
High
250°C
0.75 m/min
BTU VIP98無鉛製程啟動設置
Zone 1
top/bottom
Zone 2
top/bottom
Zone 3
top/bottom
Zone 4
top/bottom
Zone 5
top/bottom
Zone 6
top/bottom
Zone 7
top/bottom
110°C
130°C
150°C
160°C
180°C
230°C
270°C
Cooling Zone
Cooling Zone
Static pressure
Conveyor speed
Max
Max
1.2 in all zones
0.90 m/min
ERSA Hotflow2/14 無鉛製程啟動設置
TOP
120
140
160
180
210
285
280
60
50
Zone
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BOT
120
140
160
180
210
285
280
60
50
Conveyor speed
85 cm/min
Blower top
80%
Blower bot
80%
Blower cooling
100%
的回焊profile量測
為能夠很好的觀察產品的profile,在產品至少5-6個位置上安裝熱電偶。由產品程式操作人員來指定待測元件。
應在PCB上選擇合適的位置安裝熱電偶,以保證能夠量測到產品溫度最低和最高的位置。溫度敏感元件也應被量測。根據實際經驗,小心安裝熱電偶,確定是對期望的位置進行溫度量測。
正確的安裝熱電偶是保證量測溫度精度和可靠性的前提。大的元件下面通常是溫度最低的位置,例如CSP和LGA,尤其是當這些元件被安裝在RF-shields下面時,這種情況更甚。而溫度最高的位置通常是PCB裸露著的表面,小元件或是元件的表面。
在元件下面安裝熱電偶時,最好是先鑽一個孔,然後穿過孔安裝熱電偶。安裝熱電偶時,必須保證線不能接觸到孔內的銅層,在非隔熱區域線與線之間也不能接觸,這樣才能得到欲測位置的溫度。
使用少量的高熔點焊錫可以很容易將熱電偶固定到PCB表面(Pad)或小元件上。這種焊錫的熔點應高於260°C。
將熱電偶安裝到元件上表面時,應使用少量的使用隔熱膠或者隔熱帶(Kapton)。
圖3 產品板上一些常用的熱電偶量測位置
製程方面
規定
點膠前的暴露時間
在高溫下膠會硬化,所以回焊後的ASAP過程是很必要的(PCB受潮會導致膠失效)。回焊後暴露時間小於24小時,如果超過,應在125°C下烘烤至少15分鐘。
使用方法
Dispensing; positive displacement pump
type valve is recommended.?
自動點膠機
Asymtek M-600 or Cam/alot 3700
點膠針:
Gage 18 or 21, ¼" or ½" long needle.
PWB預熱
為了使膠很好的滲透並添充,要求PCB的表面溫度達到70 °C - 100 °C
膠的溫度及PCB的溫度
PCB:70°C -100°C 注:溫度太高會使膠凝固
膠:20°C - 40°C。注:如果溫度太高針管中的膠粘度急劇增加影響膠流量。
PCB點膠後加熱
PCB溫度70°C - 100°C注:如果點膠後,PCB直接進入固化爐,可以不用加熱。
流動速率
根據點膠方式9-75mg/sec
點膠速度
最大25mm/sec
基準點
PCB需要兩個基準點
高度判定
為保證點膠針高度正確,至少要進行一次量測。從第一塊到第三塊都要量測。如果量具不夠直,則四塊都要量測。
點膠針的高度
0.8mm pitch CSP元件(0.5 mm bumps):通常距PCB表面0.5mm。
0.5mm pitch CSP元件(0.3 mm bumps):通常距PCB表面0.3 mm。
注意:如果某些0402或0201元間距CSP元件小於1.1mm,則點膠針的高度必須為0.7mm。
點膠良好判定
從元件四周都可看到膠
MAD: 52-54mg (注意:不同的PCB需要不同的膠量)
固化
150°C /5min或者165°C /3min注意:不能小于此最小時間,否則固化不充分。表面溫度不能超過165°C。
允收標準
最少:膠必須覆蓋住最外面的錫球。
最大:膠不能滲透到PCB另一面。
如果臨近的元件被膠覆蓋住,則需要維修,應刮掉組件。否則膠可能達到小面積上的其他的元件 如果CSP和PCB的間隙被膠充滿。否則,在CSP和PCB之間的縫隙被膠填滿情況下,小範圍內膠可能會接觸其他元件。
在固化之前發現點膠不足,可手工維修。不允許在固化之後加膠。
元件點膠方式
出於製程循環週期的考慮,建議使用L-方式。為避免空缺,點膠起始和結束位置應距拐角1.3mm(圖3)。這樣出現空缺的概率會很小,而且點膠速度也很快。
圖3:L型點膠方式
所有維修之相關問題已從SMT製程規定中分離出來,形成一個獨立的文件:MES00265<SMD Workmanship Standard>。
MES00055<SMD Workmanship Standard>中給出了NMP之目檢標準。該標準主要依據ANSI/IPC-A-610B, class 2無線通訊產品相關標準而制定。
下級代工廠商進行組裝製造應使用同樣的標準。
適用的國際標準
ANSI/IPC-A-610B, class 2, 無線通訊產品
不良判定標準及分類
“SMD Workmanship Standard”, MES00055.
培訓資料
NMP training package “SMD Workmanship Standard”,MES00055或遵照ANSI/IPC-A-610B同類培訓資料。
MES00055, SMD Workmanship Standard stored in Operation Global DocMan database
EIA-583 Packing Material Standards for Moisture Sensitive Items
EIA-541 Packing Material Standards for ESD Sensitive Items