SMT制程认知.ppt

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1、QUANTACOMPUTER Tech-Front(Shanghai)Computer Co.,Ltd.Editor:Date:2004/06/01NB4 Board Level Manufactures Department培训教材(SMT process control training handbook)2st EditionQUANTACOMPUTER 一、一、SMT定义定义SMTSurface Mount Technology 表面粘着技术无须对印刷电路板钻插装孔，直接将表面黏着元器件贴、焊接到印刷电路板表面规定位置上的组装技术。目前广泛运用于高科技资讯电子产业，而该项产业中如笔记本

2、电脑、多媒体介面、印刷电路板、集成电路的晶片加工及包装等。二、二、SMT 制程介绍制程介绍SMT制程是以机器的吸嘴吸取SMT零件，经过画像处理辨识零件后,再放置于已印好锡膏的基板上,基板于经过回焊炉加热后达到焊接的目的.PCB零件零件錫膏錫膏铜铜箔箔焊垫焊垫QUANTACOMPUTER 錫膏印刷錫膏印刷过回焊炉过回焊炉錫膏刮刀吸嘴錫膏印刷錫膏印刷放置零件放置零件过回焊炉过回焊炉錫膏刮刀吸嘴放置零件放置零件点胶点胶双面锡膏印刷双面锡膏印刷+点胶制程点胶制程点胶点胶QUANTACOMPUTER 三、锡膏的成分三、锡膏的成分錫膏(Paste)=焊錫粉末(Powder)+助焊劑(Flux)銲錫粉末=锡

3、铅合金或是添加特殊金屬助焊劑=挥发型成份+固型成份(一)焊锡粉末銲錫粉末=錫鉛合金或是添加其他特殊金屬*添加銀(Ag)金属会使強度硬度增加，连机械强度耐疲劳也会增加.*添加鉍(Bi)金属会降低熔点并使焊点变得又硬又脆，使焊点产生断裂，但其导电性奇佳。*鋅(Zn)是錫膏中极欲排除杂质之一,无法与锡铅融合,经时变化后会析出,易造成焊点断裂合金比例錫鉛銀熔點()備 註63/376337183共晶銲錫含銀2%62362178192QUANTACOMPUTER(二)、助焊剂(Flux)1.Flux 的成分 Flux=挥发型成分+固型成分*当锡膏暴露于空气中太久易产生锡珠及空焊,因Flux中挥发溶剂过多,

4、助焊效果不佳造成空焊;另外Flux主成成分树脂易吸湿,经Refiow后产生锡爆。构成成分主 要 功 能挥发型成分溶剂黏度调节及固型成分的分散固型成分树脂主成分，催化助焊功能分散剂防止分离、流动特性活性剂除氧化QUANTACOMPUTER 2.Flux 的作用a.除氧化去除金屬表面其錫膏的氧化膜(化学作用),使焊点成为较容易焊接的表面,但是无除去油质及灰尘等作用b.降低表面张力/催化助焊 降低溶融後的表面张力，增加焊錫扩散性，幫助合金成长层的产生。c.防止二度氧化作用 在进行焊接时,溶融焊锡与焊点金属表面与大气接触进行氧化作用,Flux在做完除氧化后，会覆盖焊接点与焊点金属表面,来防止焊接点产生

5、二度氧化.降低,所以使用前一定要將錫膏置室溫中,恢复活性,方可表现最佳焊接状态.QUANTACOMPUTER 四、四、錫膏保存及使用注意事項錫膏保存及使用注意事項1、保存方式 由于锡膏化学制品,保存于冷藏库中(010)可降低活性增长使用寿命,避免放置于高温处,易使锡膏劣化2、回溫 冷藏時活性大大降低,所以使用前一定要將錫膏置室溫中,恢复活性,方可表现最佳焊接状态.3、搅拌 1 搅拌是使錫粉末与Flux均勻混合,但如搅拌时间过长会破坏锡粉形状甚至黏度.2 如果搅拌前,錫膏表面产生硬块,将表面硬块除去方可使用。3 不同型号、厂牌錫膏請勿混合使用,以避免发生不良之现象.QUANTACOMPUTER

6、4.锡膏及紅胶使用管制 1 锡膏及红胶需贮存于0度10度的冷藏箱中 2 领取锡膏及红胶时应按先进先出之原则 3 须注意锡膏及红胶有无过有效期 4 锡膏及红胶之回温时间为4小时以上 5 开封后之锡膏使用有效时间不超过12小时,开封后之红胶使用有效时间不超过72小时 7 冰箱内不可放置使用过之锡膏及红胶5.锡膏及红胶的作用 1 锡膏的作用 a.它是零件与PAD的媒介物 b.固定零件于PCB板上 c.防止二次过炉时零件掉落 2 红胶的作用 a.固定零件于PCB板上 c.防止二次过炉时零件掉落QUANTACOMPUTER 五、Profile焊接方式：波峰焊接及热风回流焊接N2 REFLOW 分为五个区

7、域,分别是:预热区、恒温区(升温区)、加热区(焊接区)、冷却区1.预热区各種錫膏在預熱段要求的升溫速率及進入恆溫區的溫度並不盡相同，其主要取決於溶劑(Solvent)的揮發溫度以及松香(Rosin)的軟化點,如果預熱段升溫過快時,會導致錫高內部溶劑急速揮發,導致錫濺及所引起錫珠產生2.恒温区恆溫區其目的在於使PCB上所有的零件溫度達到均溫，減少零件熱衝擊，恆溫區的長度則取決於PCB面積的大小及零件之多寡FLUX開始變軟像液体一樣,Rosin Activator 開始清除氧化層此區由於松香於樹脂幫助熱覆傳導作用,活性劑一般使用鹵素增加錫膏活性,由於鹵素帶有酸性,會造成基板腐蝕現象.由於屏蔽及陰影

8、效應作用導致基板上各錫點實際到達溫度時間不一,故此區間可作一等待較不易吸熱之錫點到達於所有錫點都於均熱的狀態.此一溫度設定為考慮基板上最不吸熱之錫點,通常設定為BGA內部錫球溫度.QUANTACOMPUTER 3.焊接區液態的免洗助焊劑滴入液態的Rework錫槽，將發現助焊劑快速的去除錫面上的氧化物，且當松香和焊錫皆為液態，焊錫性最佳超過溶點以上時間一般設定為4590 秒,溫升至peak Temp.(錫鉛比為63:37 共晶溫度(熔錫溫度)為183)錫的作用幫助導電,鉛的作用降低溫度及增加金屬之延展性.4.冷卻區考慮內部應力造成元件龜裂上升及冷卻斜率介於2.53.5 c/sec.不可超過 4.

9、冷卻速度太慢會引起焊錫組織粗大化而導致接合強度的減低.冷卻速度太快會導致脆火導致金屬疲勞強度降低與接合可靠度的降低.QUANTACOMPUTER u首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发，温度上升必需慢(大约每秒3 C)，以限制沸腾和飞溅，防止形成小锡珠，还有，一些元件对内部应力比较敏感，如果元件外部温度上升太快，会造成断裂。u助焊剂活跃，化学清洗行动开始，水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会发生同样的清洗行动，只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。u当温度继续上升，焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点。u这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil，则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。u冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微大一点，但不可以太快而引起元件内部的温度应力。