表面貼裝工程技術第一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五目錄SMAIntroduce什么是SMA？SMT工藝流程ScreenPrinterMOUNTREFLOWAOIESD質量控制第二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssembly)的英文縮寫，中文意思是表面貼裝工程。是新一代電子組裝技術，它將傳統的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件。表面安裝不是一個新的概念，它源于較早的工藝，如平裝和混合安裝。電子線路的裝配，最初采用點對點的布線方法，而且根本沒有基片。第一個半導體器件的封裝采用放射形的引腳，將其插入已用于電阻和電容器封裝的單片電路板的通孔中。50年代，平裝的表面安裝元件應用于高可靠的軍方，60年代，混合技術被廣泛的應用，70年代，受日本消費類電子產品的影響，無源元件被廣泛使用，近十年有源元件被廣泛使用。SMAIntroduce第三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce什么是SMA？SurfacemountThrough-hole與傳統工藝相比SMA的特點：高密度高可靠小型化低成本生產的自動化第四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceSMT工藝流程一、單面組裝：來料檢測=>絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干（固化）=>

回流焊接=>清洗=>檢測=>返修

二、雙面組裝；

A：來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干（固化）

=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干=>回流焊接（最好僅對B面=>清洗=>檢測=>返修）

此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時采用。

最最基礎的東西第五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceB：來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干（固化）=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>檢測=>返修）

此工藝適用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面組裝的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引腳以下時，宜采用此工藝。

三、單面混裝工藝：

來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干（固化）=>回流焊接=>清洗=>插件=>

波峰焊=>清洗=>檢測=>返修

SMT工藝流程第六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce四、雙面混裝工藝：

A：來料檢測=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>PCB的A面插件=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修

先貼后插，適用于SMD元件多于分離元件的情況

B：來料檢測=>PCB的A面插件（引腳打彎）=>翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>

檢測=>返修

先插后貼，適用于分離元件多于SMD元件的情況

C：來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>烘干=>回流焊接=>

插件，引腳打彎=>翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>

翻板=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修

A面混裝，B面貼裝。

SMT工藝流程第七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceD：來料檢測=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>A面回流焊接=>插件=>B面波峰焊=>清洗=>檢測=>返修

A面混裝，B面貼裝。先貼兩面SMD，回流焊接，后插裝，波峰焊

E：來料檢測=>PCB的B面絲印焊膏（點貼片膠）=>貼片=>烘干（固化）=>回流焊接=>翻板=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>烘干=>回流焊接1（可采用局部焊接）=>插件=>波峰焊2

（如插裝元件少，可使用手工焊接）=>清洗=>檢測=>返修

A面貼裝、B面混裝。

SMT工藝流程第八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinterMountReflowAOISMT工藝流程第九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceSolderpasteSqueegeeStencilScreenPrinterSTENCILPRINTINGScreenPrinter內部工作圖第十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五ScreenPrinterScreenPrinter的基本要素：Solder(又叫錫膏）經驗公式：三球定律

至少有三個最大直徑的錫珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三個最大直徑的錫珠能水平排在模板的最小孔的寬度方向上單位：錫珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工業標準是美國的專用單位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou)

判斷錫膏具有正確粘度的一種經濟和實際的方法：攪拌錫膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，錫膏自行下滴，如果開始時象稠的糖漿一樣滑落，然后分段斷裂落下到容器內為良好。反之，粘度較差。

SMAIntroduce第十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter錫膏的主要成分：成分焊料合金粉末助焊劑主要材料作用Sn/PbSn/Pb/Ag活化劑增粘劑溶劑搖溶性附加劑SMD與電路的連接松香，甘油硬脂酸脂鹽酸，聯氨，三乙醇酸金屬表面的凈化松香，松香脂，聚丁烯凈化金屬表面，與SMD保持粘性丙三醇，乙二醇對焊膏特性的適應性Castor石臘（臘乳化液）軟膏基劑防離散，塌邊等焊接不良第十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceSqueegee(又叫刮板或刮刀）菱形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料或類似材料金屬10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀ScreenPrinter拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角第十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceSqueegee的壓力設定：第一步：在每50mm的Squeegee長度上施加1kg的壓力。第二步：減少壓力直到錫膏開始留在模板上刮不干凈，在增加

1kg的壓力第三步：在錫膏刮不干凈開始到掛班沉入絲孔內挖出錫膏之間有1-2kg的可接受范圍即可達到好的印制效果。ScreenPrinterSqueegee的硬度范圍用顏色代號來區分：

verysoft紅色

soft綠色

hard藍色

veryhard白色第十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceStencil(又叫模板）：StencilPCBStencil的梯形開口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀鋒形開口激光切割模板和電鑄成行模板化學蝕刻模板第十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter模板制造技術化學蝕刻模板電鑄成行模板激光切割模板簡介優點缺點在金屬箔上涂抗蝕保護劑用銷釘定位感光工具將圖形曝光在金屬箔兩面，然后使用雙面工藝同時從兩面腐蝕金屬箔通過在一個要形成開孔的基板上顯影刻膠，然后逐個原子，逐層地在光刻膠周圍電鍍出模板直接從客戶的原始Gerber數據產生，在作必要修改后傳送到激光機，由激光光束進行切割成本最低周轉最快形成刀鋒或沙漏形狀縱橫比1.5：1提供完美的工藝定位沒有幾何形狀的限制改進錫膏的釋放要涉及一個感光工具電鍍工藝不均勻失去密封效果密封塊可能會去掉縱橫比1：1錯誤減少消除位置不正機會激光光束產生金屬熔渣造成孔壁粗糙縱橫比1：1模板(Stencil)制造技術:第十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的比較:性能抗拉強度耐化學性吸水率網目范圍尺寸穩定性耐磨性能彈性及延伸率連續印次數破壞點延伸率油量控制纖維粗細價格不銹鋼尼龍聚脂材質極高極好不吸水30-500極佳差(0.1%)2萬40-60%差細高中等好24%16-400差中等極佳（2%）4萬20-24%好較粗低高好0.4%60-390中等中等佳（2%）4萬10-14%好粗中極佳第十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter錫膏絲印缺陷分析:

問題及原因對策搭錫BRIDGING錫粉量少、粘度低、粒度大、室溫度、印膏太厚、放置壓力太大等。（通常當兩焊墊之間有少許印膏搭連，于高溫熔焊時常會被各墊上的主錫體所拉回去，一旦無法拉回，將造成短路或錫球，對細密間距都很危險）。提高錫膏中金屬成份比例（提高到88%以上）。增加錫膏的粘度（70萬CPS以上）減小錫粉的粒度（例如由200目降到300目）降低環境的溫度（降至27OC以下）降低所印錫膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，減低刮刀壓力及速度）加強印膏的精準度。調整印膏的各種施工參數。減輕零件放置所施加的壓力。調整預熱及熔焊的溫度曲線。第十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce問題及原因對策2.發生皮層CURSTING由于錫膏助焊劑中的活化劑太強,環境溫度太高及鉛量太多時,會造成粒子外層上的氧化層被剝落所致.3.膏量太多EXCESSIVEPASTE原因與“搭橋”相似.避免將錫膏暴露于濕氣中.降低錫膏中的助焊劑的活性.降低金屬中的鉛含量.減少所印之錫膏厚度提升印著的精準度.調整錫膏印刷的參數.錫膏絲印缺陷分析:ScreenPrinter第十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce錫膏絲印缺陷分析:ScreenPrinter

問題及原因對策4.膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在鋼板印刷時發生,可能是網布的絲徑太粗,板膜太薄等原因.5.粘著力不足POORTACKRETENTION環境溫度高風速大,造成錫膏中溶劑逸失太多,以及錫粉粒度太大的問題.增加印膏厚度,如改變網布或板膜等.提升印著的精準度.調整錫膏印刷的參數.消除溶劑逸失的條件(如降低室溫、減少吹風等）。降低金屬含量的百分比。降低錫膏粘度。降低錫膏粒度。調整錫膏粒度的分配。第二十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce錫膏絲印缺陷分析:ScreenPrinter

問題及原因對策6.坍塌SLUMPING原因與“搭橋”相似。7.模糊SMEARING形成的原因與搭橋或坍塌很類似，但印刷施工不善的原因居多，如壓力太大、架空高度不足等。增加錫膏中的金屬含量百分比。增加錫膏粘度。降低錫膏粒度。降低環境溫度。減少印膏的厚度。減輕零件放置所施加的壓力。增加金屬含量百分比。增加錫膏粘度。調整環境溫度。調整錫膏印刷的參數。第二十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter在SMT中使用無鉛焊料：

在前幾個世紀，人們逐漸從醫學和化學上認識到了鉛（PB）的毒性。而被限制使用。現在電子裝配業面臨同樣的問題，人們關心的是：焊料合金中的鉛是否真正的威脅到人們的健康以及環境的安全。答案不明確，但無鉛焊料已經在使用。歐洲委員會初步計劃在2004年或2008年強制執行。目前尚待批準，但是電子裝配業還是要為將來的變化作準備。第二十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce無鉛錫膏熔化溫度范圍：ScreenPrinter無鉛焊錫化學成份48Sn/52In42Sn/58Bi91Sn/9Zn93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu95.5Sn/3.5Ag/1Zn93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu99.3Sn/0.7Cu95Sn/5Sb65Sn/25Ag/10Sb96.5Sn/3.5Ag熔點范圍118°C共熔138°C共熔199°C共熔218°C共熔218~221°C209°~212°C227°C232~240°C233°C221°C共熔說明低熔點、昂貴、強度低已制定、Bi的可利用關注渣多、潛在腐蝕性高強度、很好的溫度疲勞特性高強度、好的溫度疲勞特性高強度、好的溫度疲勞特性高強度、高熔點好的剪切強度和溫度疲勞特性摩托羅拉專利、高強度高強度、高熔點97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔點第二十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceScreenPrinter無鉛焊接的問題和影響：無鉛焊接的問題無鉛焊接的影響生產成本元件和基板方面的開發回流爐的性能問題生產線上的品質標準無鉛焊料的應用問題無鉛焊料開發種類問題無鉛焊料對焊料的可靠性問題最低成本超出45%左右高出傳統焊料攝氏40度焊接溫度提升品質標準受到影響稀有金屬供應受限制無鉛焊料開發標準不統一焊點的壽命缺乏足夠的實驗證明第二十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT表面貼裝對PCB的要求：第一：外觀的要求,光滑平整,不可有翹曲或高低不平.否者基板會出現裂紋，傷痕，銹斑等不良.第二：熱膨脹系數的關系.元件小于3.2*1.6mm時只遭受部分應力，元件大于3.2*1.6mm時，必須注意。第三：導熱系數的關系.第四：耐熱性的關系.耐焊接熱要達到260度10秒的實驗要求，其耐熱性應符合：150度60分鐘后，基板表面無氣泡和損壞不良。第五：銅鉑的粘合強度一般要達到1.5kg/cm*cm第六：彎曲強度要達到25kg/mm以上第七：電性能要求第八：對清潔劑的反應，在液體中浸漬5分鐘，表面不產生任何不良，并有良好的沖載性第二十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT表面貼裝元件介紹：表面貼裝元件具備的條件元件的形狀適合于自動化表面貼裝尺寸，形狀在標準化后具有互換性有良好的尺寸精度適應于流水或非流水作業有一定的機械強度可承受有機溶液的洗滌可執行零散包裝又適應編帶包裝具有電性能以及機械性能的互換性耐焊接熱應符合相應的規定第二十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT表面貼裝元件的種類

有源元件（陶瓷封裝）無源元件單片陶瓷電容鉭電容厚膜電阻器薄膜電阻器軸式電阻器CLCC（ceramicleadedchipcarrier）陶瓷密封帶引線芯片載體DIP（dual-in-linepackage）雙列直插封裝SOP（smalloutlinepackage）小尺寸封裝QFP(quadflatpackage)四面引線扁平封裝BGA(ballgridarray)球柵陣列SMC泛指無源表面安裝元件總稱SMD泛指有源表面安裝元件第二十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce阻容元件識別方法1．元件尺寸公英制換算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）Chip阻容元件IC集成電路英制名稱公制mm英制名稱公制mm120608050603040202013.2×1.650302525121.270.80.650.50.32.0×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3MOUNT第二十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT阻容元件識別方法2．片式電阻、電容識別標記電阻電容標印值電阻值標印值電阻值2R25R61026823331045642.2Ω

5.6Ω

1KΩ

6800Ω

33KΩ

100KΩ

560KΩ

0R5010

1104713322235130.5PF1PF11PF470PF3300PF22000PF51000PF第二十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNTIC第一腳的的辨認方法OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號T93151—1HC02A1132412廠標型號①IC有缺口標志②以圓點作標識③以橫杠作標識④以文字作標識（正看IC下排引腳的左邊第一個腳為“1”）第三十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT來料檢測的主要內容第三十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT貼片機的介紹拱架型(Gantry)

元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經過對元件位置與方向的調整，然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標移動橫梁上，所以得名。這類機型的優勢在于：系統結構簡單，可實現高精度，適于各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產，也可多臺機組合用于大批量生產。

這類機型的缺點在于：貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制。第三十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT對元件位置與方向的調整方法：1)、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不采用。2)、激光識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法可實現飛行過程中的識別，但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，一般相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別，比激光識別耽誤一點時間，但可識別任何元件，也有實現飛行過程中的識別的相機識別系統，機械結構方面有其它犧牲。

第三十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT轉塔型(Turret)

元件送料器放于一個單坐標移動的料車上，基板(PCB)放于一個X/Y坐標系統移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度)，在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整，將元件貼放于基板上。

一般，轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現在機型)。由于轉塔的特點，將動作細微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動(包含位置調整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內完成，所以實現真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。

這類機型的優勢在于：這類機型的缺點在于：貼裝元件類型的限制，并且價格昂貴。第三十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT對元件位置與方向的調整方法：1)、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不采用。2)、相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴自旋轉調整方向，相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別。

第三十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT貼片機過程能力的驗證：第一步：最初的24小時的干循環，期間機器必須連續無誤地工作。第二步：要求元件準確地貼裝在兩個板上，每個板上包括32個140引腳的玻璃心子元件。主板上有6個全局基準點，用作機器貼裝前和視覺測量系統檢驗元件貼裝精度的參照。貼裝板的數量視乎被測試機器的特定頭和攝像機的配置而定。第三步：用所有四個貼裝芯軸，在所有四個方向：0°,90°,180°,270°

貼裝元件。

一種用來驗證貼裝精度的方法使用了一種玻璃心子，它和一個“完美的”高引腳數QFP的焊盤鑲印在一起，該QFP是用來機器貼裝的(看引腳圖)。通過貼裝一個理想的元件，這里是140引腳、0.025”腳距的QFP，攝像機和貼裝芯軸兩者的精度都可被一致地測量到。除了特定的機器性能數據外，內在的可用性、生產能力和可靠性的測量應該在多臺機器的累積數據的基礎上提供。

第三十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT貼片機過程能力的驗證：第四步：用測量系統掃描每個板，可得出任何偏移的完整列表。每個140引腳的玻璃心子包含兩個圓形基準點，相對于元件對應角的引腳布置精度為±0.0001”，用于計算X、Y和q旋轉的偏移。所有32個貼片都通過系統測量，并計算出每個貼片的偏移。這個預定的參數在X和Y方向為±0.003”，q旋轉方向為±0.2，機器對每個元件貼裝都必須保持。第五步：為了通過最初的“慢跑”，貼裝在板面各個位置的32個元件都必須滿足四個測試規范：在運行時，任何貼裝位置都不能超出±0.003”

或±0.2的規格。另外，X和Y偏移的平均值不能超過±0.0015”，它們的標準偏移量必須在0.0006”范圍內，q的標準偏移量必須小于或等于0.047°，其平均偏移量小于±0.06°，Cpk(過程能力指數processcapabilityindex)在所有三個量化區域都大于1.50。這轉換成最小4.5s或最大允許大約每百萬之3.4個缺陷

(dpm,defectspermillion)。

第三十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceMOUNT貼片機過程能力的驗證：3σ=2,700DPM

4σ=60DPM

5σ=0.6DPM

6σ=0.002DPM

在今天的電子制造中，希望cmk要大于1.33，甚至還大得多。1.33的cmk也顯示已經達到4σ工藝能力。6σ的工藝能力，是今天經常看到的一個要求，意味著cmk必須至少為2.66。在電子生產中，DPM的使用是有實際理由的，因為每一個缺陷都產生成本。統計基數3、4、5、6σ和相應的百萬缺陷率(DPM)之間的關系如下：

在實際測試中還有專門的分析軟件是JMP專門用于數據分析，這樣簡化了整個的過程，得到的數據減少了人為的錯誤。第三十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW再流的方式：紅外線焊接紅外+熱風（組合）氣相焊（VPS）熱風焊接熱型芯板（很少采用）第三十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOWTemperatureTime(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃

60-120Sec

PreheatDryoutReflowcooling

熱風回流焊過程中，焊膏需經過以下幾個階段，溶劑揮發；焊劑清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流動以及焊膏的冷卻、凝固。基本工藝：第四十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW工藝分區：（一）預熱區目的：使PCB和元器件預熱，達到平衡，同時除去焊膏中的水份、溶劑，以防焊膏發生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發。較溫和，對元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過快會造成對元器件的傷害，如會引起多層陶瓷電容器開裂。同時還會造成焊料飛濺，使在整個PCB的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點。第四十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW目的：保證在達到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時間約60~120秒，根據焊料的性質有所差異。工藝分區：（二）保溫區第四十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW目的：焊膏中的焊料使金粉開始熔化，再次呈流動狀態，替代液態焊劑潤濕焊盤和元器件，這種潤濕作用導致焊料進一步擴展，對大多數焊料潤濕時間為60~90秒。再流焊的溫度要高于焊膏的熔點溫度，一般要超過熔點溫度20度才能保證再流焊的質量。有時也將該區域分為兩個區，即熔融區和再流區。（四）冷卻區

焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，冷卻速度要求同預熱速度相同。（二）再流焊區工藝分區：第四十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW影響焊接性能的各種因素：工藝因素

焊接前處理方式，處理的類型，方法，厚度，層數。處理后到焊接的時間內是否加熱，剪切或經過其他的加工方式。焊接工藝的設計

焊區：指尺寸，間隙，焊點間隙導帶（布線）：形狀，導熱性，熱容量被焊接物：指焊接方向，位置，壓力，粘合狀態等第四十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW焊接條件

指焊接溫度與時間，預熱條件，加熱，冷卻速度焊接加熱的方式，熱源的載體的形式（波長，導熱速度等）焊接材料

焊劑：成分，濃度，活性度，熔點，沸點等焊料：成分，組織，不純物含量，熔點等母材：母材的組成，組織，導熱性能等焊膏的粘度，比重，觸變性能基板的材料，種類，包層金屬等影響焊接性能的各種因素：第四十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW幾種焊接缺陷及其解決措施回流焊中的錫球回流焊中錫球形成的機理

回流焊接中出的錫球，常常藏于矩形片式元件兩端之間的側面或細距引腳之間。在元件貼裝過程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印制板穿過回流焊爐，焊膏熔化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良，液態焊錫會因收縮而使焊縫填充不充分，所有焊料顆粒不能聚合成一個焊點。部分液態焊錫會從焊縫流出，形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳潤濕性差是導致錫球形成的根本原因。

第四十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce原因分析與控制方法

以下主要分析與相關工藝有關的原因及解決措施：

a)回流溫度曲線設置不當。焊膏的回流是溫度與時間的函數，如果未到達足夠的溫度或時間，焊膏就不會回流。預熱區溫度上升速度過快，達到平頂溫度的時間過短，使焊膏內部的水分、溶劑未完全揮發出來，到達回流焊溫區時，引起水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球。實踐證明，將預熱區溫度的上升速度控制在1～4°C/s是較理想的。

b)如果總在同一位置上出現焊球，就有必要檢查金屬板設計結構。模板開口尺寸腐蝕精度達不到要求，對于焊盤大小偏大，以及表面材質較軟（如銅模板），造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰，互相橋連，這種情況多出現在對細間距器件的焊盤漏印時，回流焊后必然造成引腳間大量錫珠的產生。因此，應針對焊盤圖形的不同形狀和中心距，選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來保證焊膏印刷質量。

REFLOW第四十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroducec)如果在貼片至回流焊的時間過長，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質、活性降低，會導致焊膏不回流，焊球則會產生。選用工作壽命長一些的焊膏（至少4小時），則會減輕這種影響。

d)另外，焊膏印錯的印制板清洗不充分，使焊膏殘留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被貼放的元器件重新對準、貼放，使漏印焊膏變形。這些也是造成焊球的原因。因此應加強操作者和工藝人員在生產過程的責任心，嚴格遵照工藝要求和操作規程行生產，加強工藝過程的質量控制。

REFLOW第四十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW立片問題（曼哈頓現象）回流焊中立片形成的機理

矩形片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現象就稱為曼哈頓現象。引起該種現象主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所致。第四十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW如何造成元件兩端熱不均勻：a)有缺陷的元件排列方向設計。我們設想在再流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線，一旦焊膏通過它就會立即熔化。片式矩形元件的一個端頭先通過再流焊限線，焊膏先熔化，完全浸潤元件的金屬表面，具有液態表面張力;而另一端未達到183°C

液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠小于再流焊焊膏的表面張力，因而，使未熔化端的元件端頭向上直立。因此，保持元件兩端同時進入再流焊限線，使兩端焊盤上的焊膏同時熔化，形成均衡的液態表面張力，保持元件位置不變。

第五十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce在進行汽相焊接時印制電路組件預熱不充分。

汽相焊是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時，釋放出熱量而熔化焊膏。汽相焊分平衡區和飽和蒸汽區，在飽和蒸汽區焊接溫度高達217°C，在生產過程中我們發現，如果被焊組件預熱不充分，經受一百多度的溫差變化，汽相焊的汽化力容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產生立片現象。我們通過將被焊組件在高低箱內以

145°C-150°C的溫度預熱1-2分鐘，然后在汽相焊的平衡區內再預熱1

分鐘左右，最后緩慢進入飽和蒸汽區焊接消除了立片現象。

c)焊盤設計質量的影響。

若片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱，也會引起漏印的焊膏量不一致，小焊盤對溫度響應快，其上的焊膏易熔化，大焊盤則相反，所以，當小焊盤上的焊膏熔化后，在焊膏表面張力作用下，將元件拉直豎起。焊盤的寬度或間隙過大，也都可能出現立片現象。嚴格按標準規范進行焊盤設計是解決該缺陷的先決條件。

REFLOW第五十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceREFLOW細間距引腳橋接問題導致細間距元器件引腳橋接缺陷的主要因素有：

a)漏印的焊膏成型不佳；

b)印制板上有缺陷的細間距引線制作；

c)不恰當的回流焊溫度曲線設置等。因而，應從模板的制作、絲印工藝、回流焊工藝等關鍵工序的質量控制入手，盡可能避免橋接隱患。

第五十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW1.吹孔BLOWHOLES焊點中（SOLDERJOINT）所出現的孔洞，大者稱為吹孔，小者叫做針孔，皆由膏體中的溶劑或水分快速氧化所致。調整預熱溫度，以趕走過多的溶劑。調整錫膏粘度。提高錫膏中金屬含量百分比。問題及原因對策2.空洞VOIDS是指焊點中的氧體在硬化前未及時逸出所致，將使得焊點的強度不足，將衍生而致破裂。調整預熱使盡量趕走錫膏中的氧體。增加錫膏的粘度。增加錫膏中金屬含量百分比。第五十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW問題及原因對策3.零件移位及偏斜MOVEMENTANDMISALIGNNENT造成零件焊后移位的原因可能有：錫膏印不準、厚度不均、零件放置不當、熱傳不均、焊墊或接腳之焊錫性不良，助焊劑活性不足，焊墊比接腳大的太多等，情況較嚴重時甚至會形成碑立。（TOMBSTONING或

MAMBATHANEFFECT，或DRAWBRIGING），尤以質輕的小零件為甚。改進零件的精準度。改進零件放置的精準度。調整預熱及熔焊的參數。改進零件或板子的焊錫性。增強錫膏中助焊劑的活性。改進零件及與焊墊之間的尺寸比例。不可使焊墊太大。第五十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW問題及原因對策4.縮錫DEWETTING零件腳或焊墊的焊錫性不佳。5.焊點灰暗DULLJINT可能有金屬雜質污染或給錫成份不在共熔點，或冷卻太慢，使得表面不亮。6.不沾錫NON-WETTING接腳或焊墊之焊錫性太差，或助焊劑活性不足，或熱量不足所致。改進電路板及零件之焊錫性。增強錫膏中助焊劑之活性。防止焊后裝配板在冷卻中發生震動。焊后加速板子的冷卻率。提高熔焊溫度。改進零件及板子的焊錫性。增加助焊劑的活性。第五十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW問題及原因對策7.焊后斷開OPEN常發生于J型接腳與焊墊之間，其主要原因是各腳的共面性不好，以及接腳與焊墊之間的熱容量相差太多所致（焊墊比接腳不容易加熱及蓄熱）。改進零件腳之共面性增加印膏厚度，以克服共面性之少許誤差。調整預熱，以改善接腳與焊墊之間的熱差。增加錫膏中助焊劑之活性。減少焊熱面積，接近與接腳在受熱上的差距。調整熔焊方法。改變合金成份（比如將63/37改成10/90，令其熔融延后，使焊墊也能及時達到所需的熱量）。第五十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceAOI自動光學檢查(AOI,AutomatedOpticalInspection)

運用高速高精度視覺處理技術自動檢測PCB板上各種不同帖裝錯誤及焊接缺陷.PCB板的范圍可從細間距高密度板到低密度大尺寸板,并可提供在線檢測方案,以提高生產效率,及焊接質量.

通過使用AOI作為減少缺陷的工具,在裝配工藝過程的早期查找和消除錯誤,以實現良好的過程控制.早期發現缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段,AOI將減少修理成本將避免報廢不可修理的電路板.第五十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce

通過使用AOI作為減少缺陷的工具,在裝配工藝過程的早期查找和消除錯誤,以實現良好的過程控制.早期發現缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段,AOI將減少修理成本將避免報廢不可修理的電路板.

由于電路板尺寸大小的改變提出更多的挑戰,因為它使手工檢查更加困難.為了對這些發展作出反應，越來越多的原設備制造商采用AOI.為什么使用AOIAOI第五十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceAOI檢

查

與

人

工

檢

查

的

比

較AOI第五十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce1）高速檢測系統與PCB板帖裝密度無關2）快速便捷的編程系統

-圖形界面下進行

-運用帖裝數據自動進行數據檢測

-運用元件數據庫進行檢測數據的快速編輯主要特點4）根據被檢測元件位置的瞬間變化進行檢測窗口的自動化校正，達到高精度檢測5）通過用墨水直接標記于PCB板上或在操作顯示器上用圖形錯誤表示來進行檢測電的核對3）運用豐富的專用多功能檢測算法和二元或灰度水平光學成像處理技術進行檢測AOI第六十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce可檢測的元件元件類型-矩形chip元件（0805或更大）-圓柱形chip元件-鉭電解電容-線圈-晶體管-排組-QFP,SOIC（0.4mm間距或更大）-連接器-異型元件AOI第六十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceAOI檢測項目-無元件：與PCB板類型無關-未對中：（脫離）-極性相反：元件板性有標記-直立：編程設定-焊接破裂：編程設定-元件翻轉：元件上下有不同的特征-錯帖元件：元件間有不同特征-少錫：編程設定-翹腳：編程設定-連焊：可檢測20微米-無焊錫：編程設定-多錫：編程設定第六十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce影響AOI檢

查

效

果的因素影響AOI檢查效果的因素內部因素外部因素部件貼片質量助焊劑含量室內溫度焊接質量AOI

光度機器內溫度相機溫度機械系統圖形分析運算法則AOI第六十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce序號缺陷原因解決方法1元器件移位安放的位置不對校準定位坐標焊膏量不夠或定位壓力不夠加大焊膏量，增加安放元器件焊膏中焊劑含量太高，的壓力在再流焊過程中焊劑的減小錫膏中焊劑的含量流動導致元器件移動2橋接焊膏塌落增加錫膏金屬含量或黏度焊膏太多減小絲網孔徑，增加刮刀壓力加熱速度過快調整再流焊溫度曲線3虛焊焊盤和元器件可焊性差加強PCB和元器件的篩選印刷參數不正確檢查刮刀壓力、速度再流焊溫度和升溫速度不當調整再流焊溫度曲線不良原因列表第六十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce序號缺陷原因解決方法

4元器件豎立安放的位置移位調整印刷參數焊膏中焊劑使元器件浮起采用焊劑較少的焊膏印刷焊膏厚度不夠增加焊膏厚度加熱速度過快且不均勻調整再流焊溫度曲線采用Sn63/Pb37焊膏改用含Ag的焊膏

6焊點錫過多絲網孔徑過大減小絲網孔徑焊膏黏度小增加錫膏黏度

5焊點錫不足焊膏不足擴大絲網孔徑焊盤和元器件焊接性能差改用焊膏或重新浸漬元件再流焊時間短加長再流焊時間不良原因列表第六十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceESD(Electro-StaticDischarge,即靜電釋放)What’sESD？ESD怎樣能產生靜電？摩擦電靜電感應電容改變在日常生活中，可以從以下多方面感覺到靜電—

閃電—

冬天在地墊上行走以及接觸把手時的觸電感—

在冬天穿衣時所產生的噼啪聲這些似乎對我們沒有影響，但它對電子元件及電子線路板卻有很大的沖擊。第六十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce對靜電敏感的電子元件晶片種類靜電破壞電壓VMOSMOSFETGaaSFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS30-1,800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2,500250-3,000ESD第六十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce電子元件的損壞形式有兩種

完全失去功能器件不能操作約占受靜電破壞元件的百分之十

間歇性失去功能器件可以操作但性能不穩定，維修次數因而增加約占受靜電破壞元件的百分之九十在電子生產上進行靜電防護，可免：增加成本減低質量引致客戶不滿而影響公司信譽ESD第六十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce

從一個元件產生以后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅。這一過程包括：元件制造：包含制造、切割、接線、檢驗到交貨。印刷電路板：收貨、驗收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。設備制造：電路板驗收、儲存、裝配、品管、出貨。設備使用：收貨、安裝、試驗、使用及保養。其中最主要而又容易疏忽的一點卻是在元件的傳送與運輸的過程。ESD遭受靜電破壞第六十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce靜電防護要領靜電防護守則原則一：在靜電安全區域使用或安裝靜電敏感元件原則二：用靜電屏蔽容器運送及存放靜電敏感元件或電路板原則三：定期檢測所安裝的靜電防護系統是否操作正常原則四：確保供應商明白及遵從以上三大原則ESD第七十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduceESD1.避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具（如計算機，電腦及電腦終端機）放在一起。2.把所有工具及機器接上地線。3.用靜電防護桌墊。4.時常遵從公司的電氣安全規定及靜電防護規定。5.禁止沒有系上手環的員工及客人接近靜電防護工作站。6.立刻報告有關引致靜電破壞的可能。靜電防護步驟第七十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce質量控制1西格瑪＝690000次失誤／百萬次操作

2西格瑪＝308000次失誤／百萬次操作

3西格瑪＝66800次失誤／百萬次操作

4西格瑪＝6210次失誤／百萬次操作

5西格瑪＝230次失誤／百萬次操作

6西格瑪＝3.4次失誤／百萬次操作

7西格瑪＝0次失誤／百萬次操作關于質量控制的目標：

“西格瑪”是統計學里的一個單位,表示與平均值的標準偏差。“6Sigma”代表著品質合格率達99.9997%或以上.換句話說，每一百萬件產品只有3.4件次品，這是非常接近“零缺點”的要求。它可以用來衡量一個流程的完美程度，顯示每100萬次操作中發生多少次失誤。“西格瑪”的數值越高，失誤率就越低。第七十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce

“六個西格瑪”是一項以數據為基礎，追求幾乎完美無暇的質量管理辦法。20世紀80年代末至90年代初，摩托羅拉公司首倡這種辦法，花10年時間達到6西格瑪水平。但如果是生產一種由1萬個部件或程序組成的產品，即使達到了6西格瑪水平，也還有3％多一點的缺陷率；實際上，每生產1萬件產品，將會有337處缺陷。如果公司設法在裝運前查出了其中的95％，仍然還會有17件有缺陷的產品走出大門。質量控制第七十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce質量控制6Sigma七步驟方法第一步：尋找問題（Selectaproblemanddescribeitclearly）

把要改善的問題找出來，當目標鎖定后便召集有關員工，成為改善主力，并選出首領，作為改善的任責人，跟著便制定時間表跟進。第二步：研究現時生產方法（StudythePresentSystem）

收集現時生產方法的數據，并作整理。第三步：找出各種原因(Identifypossiblecauses)

結合各有經驗工人，利用腦震蕩(Brainstorming)、品質管制表(Controlchart)和魚骨圖表(Cause－and－effectdiagram)，找出每一個可能發生問題的原因。第四步：計劃及制定解決方法(Planandimplementasolution)

再利用各有經驗員工和技術專才，通過腦震蕩方法和各種檢驗方法，找出各解決方法。當方法設計完成后，便立即實行。第七十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMAIntroduce質量控制6Sigma七步驟方法第五步：檢查效果(Evaluateeffects)

通過數據收集、分析、檢查其解決方法是否有效和達到什么效果。第六步：把有效方法制度化(Standardizeanyeffectivesolutions)

當方法證明有效后，便制定為工作守則，各員工必須遵守。

第七步：檢討成效并發展新目標。

(Reflectonprocessanddevelopfutureplans)

當以上問題解決后，總結其成效，并制定解決其它問題方案。第七十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五SMA