SMT技术手册.docx

SMT技术手册.docx

《SMT技术手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SMT技术手册.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

SMT技术手册

SMT技術手冊

（版本：

1.0）

單位：

工程技轉

作者：

審核：

日期：

版本記錄

版本

日期

說明

1.0

2005/01/03

初版

目錄

1.

前言

使SMT從業人員提升專業技術，並確保產品品質。

凡從事SMT從業人員均適用之。

2.SMT簡介

2.1.何謂SMT（SurfaceMountTechnology）呢？

所謂SMT就是可在“PCB”印上錫膏，然後放上多數“表面黏裝零件”，再過REFLOW使錫膏溶融，讓電子零件與基板焊墊接合裝配之技術。

有時也可定義為：

“凡是電子零件，不管有腳無腳，皆可在基板的單面或雙面進行裝配，並與板面上的焊墊進行機械及電性接合，並經焊錫過程之金屬化後，使之搭接成為一體”。

相反地，傳統零件與底材板接合的方式，是將零件腳插入通孔，然後使焊錫填充其中進行金屬化而成為一體。

前者能在板子兩面同時進行焊接，後者則否。

2.2.SMT之放置技術

由於表面黏裝技術及新式零件封裝設計之快速發展，也連帶刺激自動放置機的不斷的革新。

多數品牌的放置機，其對SMD自動放置的基本理念均屬大同小異。

其工作順序是：

（1）由真空轉軸及吸頭所組成的取料頭先將零件拾起。

（2）利用機械式夾抓或照像視覺系統做零件中心之校正。

（3）旋轉零件方向或角度以便對準電路板面的焊墊。

（4）經釋除真空吸力後，可使零件放置在板面的焊墊上。

2.3.錫膏的成份

2.3.1.焊錫粉末

一般常用為錫（63%）鉛（37%）合金，其熔點為183℃。

2.3.2.錫膏/紅膠的使用

（1）錫膏/紅膠的保存以密封狀態存放在恆溫,恆濕的冰箱內,保存溫度為0~100C,溫度太高,錫膏中的合金粉未和助焊劑起化學反應後,使粘度上升而影響其印刷性,溫度過低,助焊劑中的松香成份會產生結晶現象,使得錫膏惡化。

（2）錫膏從冰箱中取出時,應在其密封狀態下回溫6-8hrs（kester）/1-2hrs（千住）後再開封.如一取出就開封,存在的溫差使錫膏結露出水份,這時錫膏回焊時易產生錫珠,但也不可用加熱的方法使其回到室溫,這會使錫膏品質劣化。

（3）錫膏使用前,先用攪拌機攪30-40sec（kester）/5min（千住）,攪拌時間不可過長,因錫粉末中粒間摩擦,使錫膏溫度上升,而引起粉未氧化,其特性質化,黏度降低。

（4）錫膏/紅膠開封後盡可能在24小時內用完,不同廠牌和不同TYPE的錫膏/紅膠不可混用。

2.3.3.錫膏專用助焊劑（FLUX）

構成成份

主要功能

揮發形成份

溶劑

粘度調節，固形成份的分散

固形成份

樹脂

主成份，助焊催化功能

分散劑

防止分離，流動特性

活性劑

表面氧化物的除去

2.4.回溫

（5）錫膏/紅膠運送過程必須使用密閉容器以保持低溫。

（6）錫膏/紅膠必須儲存於0℃~10℃之冰箱中,且須在使用期限內用完。

（7）未用完之錫膏/紅膠必須立即緊密封蓋並記錄時間放回冰箱以維持其活性,紅膠在常溫下最低回溫1-2小時方可使用,無需攪拌。

2.5.攪拌

（8）打開本機上蓋,轉動機器錫膏夾具之角度,以手轉動夾具測之圓棒,放入預攪拌之錫膏並鎖緊。

（9）左右兩夾具上的錫膏罐重量要適配（差異不可過高+/-100克）機器高速轉動可避免晃動。

（10）蓋上上蓋設定較佳的攪拌時間,按（ON/OFF）鍵後機器自動高速攪拌,並倒數計時,待設定時間完成後將自動停止。

（11）作業完成後,打開上蓋,依相反動作順序打開夾具的錫膏罐。

2.6.印刷機

（12）在機臺上用頂針頂住PCB定位孔,固定好PCB,PCB不能晃動。

（13）調好刮刀角度（60°~90°）及高度（7.0±0.2mm）,鋼板高度（8.0±0.2mm）,左右刮刀壓力（1.3±0.1kg/cm2）及機台速度20±2rpm。

（14）選擇手動模式→按台扳進→鋼板下降→鋼板松→目視鋼板上的焊孔是否完全對準PCB上銅箔→鋼板夾住→台扳出→自動→試刷一塊,若錫膏不正可根據情況調整。

（15）根據機不同可設單/雙面印刷及刮刀速度

2.7.錫膏印刷不良原因

2.8.印刷不良原因與對策

不良狀況與原因

對策

印量不足或形狀不良--

‧銅箔表面凹凸不平

‧刮刀材質太硬

‧刮刀壓力太小

‧刮刀角度太大

‧印刷速度太快

‧錫膏黏度太高

‧錫膏顆粒太大或不均

‧鋼版斷面形狀、粗細不佳

‧提高PCB製程能力

‧刮刀選軟一點

‧印刷壓力加大

‧刮刀角度變小，一般為60~90度

‧印刷速度放慢

‧降低錫膏黏度

‧選擇較小錫粉之錫膏

‧蝕刻鋼版開孔斷面中間會凸起，鐳射切割會得到較好的結果

短路

‧錫膏黏度太低

‧印膏太偏

‧印膏太厚

‧增加錫膏的黏度

‧加強印膏的精確度

‧降低所印錫膏的厚度（降低鋼版與

‧PCB之間隙，減低刮刀壓力及速度）

黏著力不足

‧環境溫度高、風速大

‧錫粉粒度太大

‧錫膏黏度太高，下錫不良

‧選用較小的錫粉之錫膏

‧降低錫膏黏度

坍塌、模糊

‧錫膏金屬含量偏低

‧錫膏黏度太底

‧印膏太厚

‧增加錫膏中的金屬含量百分比

‧增加錫膏黏度

‧減少印膏之厚度

2.9.PCB自動送板的操作

（1）按電源開關連接電源。

（2）當按啟動開關後,你可選擇自動或手動模式操作本機。

選擇手動操作模式-----＞按自/手動鍵

若選擇手動鍵:

可任意操作以下任一開關鍵,開降台料架,送板間隔設定,送基板。

選擇自動操作模式-----＞按自/手動鍵（若選自動操作式本按鍵燈亮）。

2.10.貼片機不良問題之分類

2.10.1.裝著前的問題（零件吸取異常）

（1）無法吸件

（2）立件

（3）半途零件落

2.10.2.裝著後的問題（零件裝著異常）

（4）零件偏移

（5）反面裝著

（6）缺件

（7）零件破裂

2.10.3.問題對策的重點

（1）不良現象發生多少次？

（2）是否為特定零件？

（3）是否為特定批量？

（4）是否出現在特定機器設備上？

（5）發生是否週期性？

2.10.4.零件吸取異常的要因與對策

2.10.4.1.零件方面的原因

（6）粘於紙帶底部

（7）紙帶孔角有毛邊

（8）零件本身毛邊勾住紙帶

（9）紙帶孔過大，零件翻轉

（10）紙帶孔太小，卡住零件

2.10.4.2.機器方面的原因

（11）吸嘴不良、真空管路阻塞、真空閥是否異常？

（12）吸料高度太高，即吸料時吸嘴與零件有間隙，也會造成立件。

（13）供料器不良、紙帶（或塑膠帶）裝入是否不良？

（14）上層透明帶剝離是否不良？

（15）供料器PITCH是否正確？

2.10.5.裝著位置偏斜或角度不正的要因對策

（1）零件吸嘴上運送時好生偏移,其原因大致為真空吸力下降吸嘴移動時導致振動。

（2）裝著瞬間發生偏位,裝著後X.Y-TABLE甩動還有基板移出過程的晃動等。

2.10.6.零件破裂的原因

（1）原零件不良。

（2）掌握發生狀況：

是否為特定的零件?

是否為固定批量？

是否發生於固定機台？

發生時間一定嗎？

（3）發生於裝置上的主因通常是正方向受力太大,固需檢查吸料高度與零件厚度是否設定正確。

2.10.7.裝著後缺件原因

（1）掌握現象：

如裝著時帶走零件，裝著後XY-TABLE甩動致零件掉落，零件與錫膏量愈小則愈易發生。

（2）機器上的問題：

如吸嘴端,吸嘴上下動作不良，真空閥切換不良，裝著時高度水準不準，基板固定不良，裝著位置太偏。

（3）其他原因：

零件面附有異物被吸嘴吸入或零件在製造時零件下面附有油或脫離劑，導致無法附著於錫膏上，另一方面基板板彎太大，裝著過會振動或錫膏粘著力不足時也會發生缺件情況。

2.11.熱風回焊爐（Reflow）

2.11.1.操作方法及程式

（1）開啟power 開關

（2）各單體開關旋鈕，即可變為可動作顯示。

（3）將溫度控制器，調整至適當的溫度設定值。

2.11.2.熱風回流區溫度設定參考值

（1）爐溫各區溫度設定依PCB與錫膏特性而定。

（2）輸送裝置速度調整單位元0.80±0.2M/Min（七區）或28±3in/min（四區）。

（3）自動，手動AUTO（當此開關位在”ON”自動時,OFF為手動）。

2.11.3.熱風迴焊溫度曲線圖（PROFILE）

（4）一般情況中，下圖為錫膏推移之溫昇速度設定之依據，若有焊接不良的情況發生，請依實際情況變更調整，以改善迴焊品質。

（5）昇溫速度請設定2~3℃/sec以下，其功用在使溶劑的揮發與水氣的蒸發。

（6）預熱區段，130~140℃至160~195℃的範圍徐徐昇溫，其功用可使溶劑蒸發、FLUX軟化與FLUX活性化。

（7）迴焊區段，最低200℃，最高240℃的範圍加熱進行。

其目的為FLUX的活性作用，錫膏的溶融流動。

（8）冷卻區段，設定冷卻速度為4~5℃/秒。

本區在於焊點接著與凝固。

（9）下圖為紅膠爐溫曲線參考圖,若有異常,則依實際情況調整

溫度℃

最高溫度不可超過180℃

210

180

150

120

9090~130sec

60

30<2.5℃/sec

6090120150180210240270300時間（秒）

（10）升溫變化不可超過2.5℃/sec。

（11）硬化溫度最好在150℃~180℃不可超過180℃且硬化時間維持在90~130秒內。

2.11.4.調整溫度曲線

調整溫度曲線可參考下表來加以修正

條件

情況發生

對應對策

1.預熱區溫度及時間不足

預熱區加溫不足時，FLUX成份中的活性化不足，於迴焊區時溫度分佈不均，易造成零件劣化及焊接不良。

START→

昇溫速度2℃~3℃/SEC→

130℃~160℃的範圍中→

60~120SEC中徐徐加溫

2.預熱區溫度及時間過剩

錫粉末過度氧化作用。

易形成飛散錫珠，冷焊，錫珠，短路現象。

3.預熱區曲線平緩

因各加溫爐裝置不同，各型基板的大小及所需的基板溫度不同，只要加熱溫度分佈均勻，預熱區曲線平緩或斜面並無太大影響。

請多方實驗後，根據最合適之溫昇使用。

由預熱區至迴焊區時昇溫速度為3~4℃/SEC

4.預熱區曲線斜面

5.迴焊區溫度及時間不足

由於加熱不足，易造成焊接不良、空焊、墓碑效應、小錫珠產生及跨橋現象。

迴焊區為液相線183℃以上20~40SEC加熱。

6.迴焊區溫度及時間過剩

加熱過度，FLUX炭化

將時間計算，停留溫度在210~230℃的範圍中。

7.冷卻區溫度及時間速度太快

基本上冷卻的速度快，焊接強度較佳。

如冷卻的速度太快，於凝固時的應力，而造成強度降低。

冷卻的速度為4~5℃/SEC

8.冷卻區溫度及時間速度太慢

加熱過度，焊接點強度降低。

2.12.常見問題原因與對策

2.12.1.料帶PITCH計算方法如下：

PITCH定義為TAPE式的零件包裝方式，其相鄰的兩顆零件間距。

公式為導孔數*4mm

以下圖為例，兩零件間有3個導孔，其PITCH為3孔*4mm=12mm

2.12.2.

吸取率惡化時的處理流程圖

2.12.3.裝著位置偏斜或角度不正的要因對策

（1）零件吸嘴上運送時發生偏移，其原因大致為真空吸力下降，吸嘴移動時導致振動，尤其遇上如下圖的零件更常