元器件工艺要求.docx

1、元器件工艺要求目的和适用范围1.1目的 元器件的工艺性对于生产加工和产品质量非常重要，是必不可少的一项性能指 标，本要求规定了表面贴装元器件和插装元器件的工艺性要求，以保证所选用 的元器件具有良好的工艺性。1.2适用范围： 作为单板工艺人员进行单板工艺结构设计时确定元器件工艺性的标准，和元器 件认证时保证元器件良好工艺性的依据。本要求将随工艺水平的提高而更新。2.引用和参考的相关标准EIA/IS-47 Contact Terminations Finish for Surface Mount Device J-STD-001B Requirements for Soldered Electri

2、cal and ElectronicAssemblies IEC68-2-69 Solderability testing of electronic conponents for surface mounting technology by the wetting balance methods EIA-481-A 表面安装器件卷带盘式包装IEC286 表面安装器件卷带盘式包装IPC-SM-786A Procedures for Characterizing and Handling ofMoisture/Reflow Sensitive Plastic ICs J-STD-020 Mois

3、ture/Reflow Sensitivity Classification of PlasticSurface Mount Devices IPC-SC-60* Post Solder Solvent Cleaning Handbook IPC-AC-62A Post Solder Aqueous Cleaning Handbook IPC-CH-65 Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies IPC-7711 Rework of Electronic Assemblies(Replaces IPC-R-700) IPC

4、-7721 Repair and Modification of Printed Boards and ElectronicAssemblies(Replaces IPC-R-700) IPC-SM-780 Guidelines for Component Packaging and Interconnection with Emphasis on Surface Mounting J-STD-004 Requirememt for Soldering Flux 3.术语无4.要求4.1元器件管脚表面涂层要求（表面贴装与插装元器件的要求相同）41.1锡铅合金表面涂层和镀金涂层 （必须有镍阻挡层

5、） 为常用的元器件引脚表 面处理方式，优选。表一列举了常见的引脚涂层及厚度要求。4.1.2引脚表面涂层为银的元器件禁止选用。在必须选用的情况下，应要求供 应商改变引脚表面处理方法，可以改为锡铅合金或镀金。4.1.3引脚表面为纯锡涂层的元器件为非优选器件。4.1.4涂层制作工艺主要有浸渍和电镀两种方法，两种方法都是可选的，有些 电镀涂层在电镀后还要进行回流（或叫熔合），目的是把电镀形成的锡铅颗粒 熔成焊料合金，提供一层致密的涂层，并消除孔隙。表二列举了各种表面涂层 及其制作工艺的优缺点。4.1.5对于片式电阻器和陶瓷电阻器，由于通常采用贵金属电极以接触元器件 起作用的部分，为防止焊接时贵金属扩散

6、，在电极和焊接表面之间采用阻挡层 加以保护，阻挡层通常选用镍，有时也用铜。4.1.6我公司目前使用的是 ORL0助焊剂，元器件引脚金属成分和可焊镀层金属 成分要与之相匹配，表三列举了常见金属的可焊性。表一、常见的涂层要求：涂层成分要求厚度 （ 单位 :um）备注SnP（b 底层为 Ni）12-30um(Ni 层 2-6um)Pd（底层为 Ni）0.1-0.5um(Ni 层 2-6um)Pd（底层为 Cu）0.1-0.5umAu（底层为 Ni）小于 1um (Ni 层 2-6um)Ag大于 7um不推荐使用 , 如必须选用 ,必须采用真空包装， 要使用 含银焊料。AgPd, AgPt大于 7um

7、贴片电阻 ,电容不许选用注：元器件管脚表面可焊镀层成分必须由供应商给出表二、各种表面涂层的优缺点比较：要求优点缺点备注锡铅合金涂层提供与焊 料兼容的 金相接近共熔 点的合金 兼容性最 好焊料人工浸渍涂 层贮存寿命 长 共熔合金 涂敷昂贵 难于控制 表面集合 几何形状电镀涂层较好地控 制表面几 何形状比浸渍成 本低锡铅比例 对电镀参 数敏感易受氧化细颗粒电 镀可焊性 比粗颗粒 的长电镀涂层回流锡铅合金 电镀 气孔率降 低为基底金 属的可焊 性提供反 馈成本增加 控制表面 几何形状 的能力减 弱关于这种 工艺的意 见分歧较 大贵金属上的阻挡 层提高了浸成本增加析阻力表三、常见金属的可焊性（仅供参考

8、）可焊性递降的顺序助焊剂类型金属AL0金锡/ 铅合金锡BL1铜银铜+2%铁银/钯金/铂4.2可焊性要求4.2.1可焊性试验有很多种方法， 各种试验的目的和优缺点有所不同 （见表四）。 如果供应商或器件资料上不能很好地说明可焊性测试过程和结果及依照的标准， 可以认为该供应商不能很好地保证可焊性， 或者考虑按照公司现有的规范对其样 品进行可焊性测试。4.2.2不论供应商采用哪一种试验方法， 最终插件的可焊性需要满足我公司 插 装元器件引线可焊性检测规范 中的要求， 表面贴装元器件的可焊性可以与供应 商按照下面的 2 种方法之一做定性 / 定量的测试。表四、可焊性试验的几种方法比较试验方法优点缺点备

9、注浸渍试验可做迅速而廉价 的可焊性定性测 试有比较大的主观性浸润平衡试验可以给出定量测量结果试验时间较长、 成本较高4.3元器件包装及存储期限的要求。4.3.1为了保持元器件的可靠性和可焊性， 避免在运输和贮存过程造成的不良影 响，表五对包装的防潮性能作了要求， 插装元器件与表面贴装元器件的要求相同， 由焊端表面涂层和封装形式来确定应该选择的包装形式，此要求为最低要求。4.3.2元器件运输、 存储时的环境条件会对可焊性造成影响， 要求如表六， 表面 贴装与插装元器件的要求相同。4.3.3表面贴装的元器件优先选用卷带（ Tape/reel ）包装。考虑到贴片效率， 尽量不选用托盘装和管状包装。4

10、.3.4卷带前部无元器件部分长度至少为 450mm，尾部无元器件部分长度至少为 40mm，方便贴片机装料。4.3.5需要在贴片前加载软件的器件，采用托盘或管式包装。4.3.6托盘尺寸必须满足现有设备处理能力要求，最大的托盘尺寸： 300mm X 200mm。4.3.7盘装零件料盘应有一切角，用以辨别装料方向。4.3.8插件元器件优先选用卷带包装。 尽量不要选用散装包装。4.3.9潮湿敏感器件的包装（卷带、托盘或管式）需要满足烘干要求： 125，24 小时或 45 、RH5%条件下烘烤 192小时以上。表五、包装的防潮性能要求器件类型焊端表面涂层包装要求电阻、电容、无引线芯 片载体SnPb（底层

11、为 Ni）无特殊要求Au（底层为 Ni）无特殊要求AgPd, AgPt无特殊要求Ag真空包装 , 干燥剂防潮LSI ICSnPb, Pd （底层为 Ni） 等无特殊要求ULSI, VLSI（ 塑料封装 ）真空包装 , 干燥剂防潮MODULES双（工器 , 功率无特殊要求注：表中未列的器件依照其引脚涂层类型，结合表五确定表六、运输存储的环境要求相对湿度15-70%温度-5 -40 二氧化硫平均含量0.3mg/m3硫化氢平均含量0.1mg/m34.4表面贴装器件的共面度要求 :共面度定义： 以零件的三个最低的引脚形成的平面为基准面， 其余的引脚与之比 较而得到的最大偏差。4.4.1引脚间距（ pi

12、tch ）小于 0.635mm的 QFP、SOP，共面度要求小于 0.10mm， 其余共面度要求小于 0.15mm（含 SOJ、 PLCC封装的器件）。4.4.2引脚间距（ pitch ）小于 1.0mm的 uBGA/CSP，共面度要求小于 0.10mm，其 余 BGA共面度要求小于 0.15mm。4.4.3引脚间距（ pitch ）小于 0.5mm的表贴接插件，共面度要求小于 0.05mm， 其余表贴接插件共面度要求小于 0.10mm。4.4.4LCCC 封装的底面及焊端的共面度要求小于 0.10mm。4.5外型尺寸及重量要求4.5.1表面贴装和插装元器件资料中要有完整准确的器件外型尺寸，

13、所选器件的 外型尺寸必须在我司设备加工能力范围之中。见附表十二的设备能力。4.5.20.4mm 引脚中心距（ PITCH）以下的（不含 0.4mm）细间距表面贴装 IC 禁 止选用。4.5.3BGA 及 0.8mm 引脚中心距以下的的 uBGA/CSP可以选用，但是需要注意印 制板的加工能力。4.5.40.8mm PITCH 以下的（不含 0.8mm）的表面贴装接插件禁止选用。4.5.5封装尺寸在 0402 以下的（不含 0402）的片式器件禁止选用。4.5.6重量及其他要求参照附表十二的设备能力4.6潮湿敏感器件要求4.6.1器件资料中要明确指出器件的潮湿敏感等级， 分类标准见表七， 以便确

14、定 器件的防潮措施，一般而言，所有的塑封表面贴 装 IC（如 SOJ、SOIC、 PLCC、PQFP、TQFP、PBGA、TQFP、TSOP等）都是潮湿敏感器件。4.6.22 级以上须采用防潮包装袋真空包装，包装袋要防静电，包装袋内必须使 用干燥剂， 在包装袋上注明该器件是潮湿敏感器件和潮湿敏感等级、 警告标签 和包装袋本身密封日期的标签。见表八。4.6.3器件资料和包装袋中要指明潮湿敏感器件的存储条件要求和最长存储期 限。4.6.4器件资料中要指明器件受潮后的处理方法及注意事项。表七、 SMD潮湿敏感器件潮湿敏感等级分类标准：潮湿敏感等级 MOISTURESENSITIVITY LEVEl拆

15、封后存放条件及最大时间1无限制， 85%R（H 相对湿度）2一年， 30/60%RH（相对湿度）3一周， 30/60%RH（相对湿度）472小时， 30/60%RH（相对湿度548小时， 30/60%RH（相对湿度）624小时， 30/60%RH（相对湿度）表八、 SMD潮湿敏感器件包装要求：潮湿敏感等级包装袋 （Bag）干燥材料（ Desiccant ）警告标签1无要求无要求无要求2-5MBB要求（含 HIC）要求要求6特殊 MB（B含 HIC）特殊干燥材料要求说明：MBB： Moisture Barrier Bag ，即防潮包装袋。HIC： Humidity Indicator Card

16、，即潮湿显示卡，打开真空防潮包装袋， HIC 将 显示袋内潮湿程度 （一般 HIC上有三个圆点，分别代表相对湿度 10、20、30， 三圆点原色为蓝色， 当某圆点由蓝色变为红色时， 则表明袋内已达到或超过该圆 点对应的相对湿度），若潮湿度显示超过 20%，表明生产前需要进行烘烤。警告标签 ：Warning Label ，即防潮包装袋外的含 MSIL（ Moisture Sensitive Identification Label ）符号、芯片的潮湿敏感等级（或含密封存储条件和拆封 后存放最长时间及受潮后烘烤条件）和包装袋本身密封日期的标签。4.7防静电要求4.7.1静电敏感器件的防静电要求或静

17、电敏感等级 （见表九）要明确，表十是 常 见器件的静电敏感电压举例，可供参考。4.7.2所有元器件须采用防静电包装，静电敏感器件在包装上必须有防静电标 识， 静电敏感器件注明该器件的静电敏感等级或静电敏感电压。4.7.3防静电要求过于严格的器件（静电门限电压在 100V 以下）需要考虑公司 的现有防静电水平，慎选。表九、器件静电敏感度的分级：I级01999VII 级2000V3999VIII 级4000V15999V非敏感16000V以上表十、器件的静电敏感度举例（仅做参考）器件类型实例静电敏感度（单位： V）MOSFET3CO，3D0系列100200J FET3CT系列1401000GaAs

18、 FET100300CMOSCO00，CD40002502000HMOS6800系列50500E/D MOSZ80 系列2001000VMOS301800PROM100EPROM100500SCHOTTKY DIODES3002500SAW150500OPAMP1902500N-MOS60500ECL电路E000系列3002500SCL（可控硅）6801000ECL5002000S-TTL54S，74S系列3002500DTL7400，5400系列3807000石英及压电晶体 10 0004.8 加工过程要求4.8.1元器件的组装方式必须是回流焊、 波峰焊或是其中一种。 如果是其他方式 （如手

19、工焊接），焊接工具、焊接温度、焊接时间、极限温度等工艺参数需要确 认是否符合公司工艺能力要求。4.8.2元器件允许的焊接温度参数与我司现有的加工工艺要求一致。4.8.2.1回流焊最高温度： 250+/-5 ，时间： 10S。4.8.2.2表面贴装元器件过波峰焊最高温度： 250 +/-5 ，时间： 10S。4.8.2.3插装元器件过波峰焊最高温度： 200 +/-5 ，时间： 5 秒4.8.2.4回流焊预热温度： 140-160 。时间： 60-90 秒4.8.2.5波峰焊预热温度： 140 -160 。时间： 60-90 秒。4.8.2.6回流焊升温与降温速率： 3-5/ 秒4.8.3满足公

20、司老化温度要求： 45-55 ，时间： 72 小时。4.8.4满足烘干温度要求： 130， 24 小时。4.8.5特殊封装的器件（如 LCCC）需要指明对焊膏印刷的厚度要求。4.8.6如果选用穿孔回流焊工艺，插装元器件需要满足回流焊温度要求。4.8.7如果对焊料有特殊要求，需要指出推荐使用的焊料种类。4.9需要提供推荐的 PCB焊盘设计尺寸，插装元件需要提供推荐的引脚成型尺 寸或者安装方式说明。4.10表面贴装器件封装4.10.1器件资料中应说明基体材料，以便全面地了解器件的工艺性，常见的用 于 IC 器件封装的基体材料见表十一。表十一、用于 IC 器件封装的材料举例氧化铝陶瓷烧成温度 162

21、0 1670高温真空封接玻璃封接温度为 880 950 低熔封接玻璃封接温度为 430 460 热固性模塑料（塑料材料有以高分子 化合物合成树脂为基体的改性环氧）塑模固化温度约为 170 190 。氧化铍陶瓷氮化铝陶瓷碳化硅陶瓷4.10.2元器件基体材料的 CTE不应与所用 PCB基材的 CTE相差太大。通常选用 的 FR-4 板材 XY 向的 CTE是 1216PPM/ 。4.10.3器件资料中应说明引线及引线框架材料， 以便全面地了解器件的工艺性。 用于制作引线框架和相关零件的金属材料主要有 （不限于） 可伐合金、铁镍合金、铜铁合金等，4.10.5器件资料中应说明外引线涂层及涂层制作工艺。

22、4.10.6封装遵循的标准不同，元器件的封装尺寸可能会有所不同，常用的关于 封装的几个世界标准机构有 EIA、JEDEC、IPC、MIL-STD（美国） ，IECQ（欧洲） ， EIAJ（日本），供应商需提供元器件封装尺寸所遵循的标准，其中 EIAJ 多采用公制尺寸封装，其余标准多采用英制尺寸封装，选择按 EIAJ 标准封装的器件需 要注意正确选取相应的焊盘库。4.11清洗要求4.11.1需要说明器件是否能够清洗。4.11.2如果可以清洗，须指明可以使用的清洗方法，对清洗剂和清洗工艺的要 求。4.11.3需要说明清洗后是否需要烘干和对烘干工艺的要求。4.11.5清洗剂与封装体上的丝印在化学性能

23、上兼容。4.11.4电子装联中常用的清洗方法有：喷淋，浸洗，超声波清洗，手工清洗等。4.12返修要求4.12.1 器件资料需包含器件能承受的最高焊接温度，能承受的返修次数。4.13封装一致性要求（针对一个项目编码有两个供应商的情况）4.13.1 如果新器件需要与已有的器件共用一个项目编码，新器件的安装尺寸必 须与原有的器件安装尺寸（如：表贴元器件的焊盘设计）完全一致，其他参数如 尺寸、形状、高度、重量等需要与工艺人员共同确认。5、参考资料：1. Handbook of Surface Mounting Technology by Stephen W. Hinch2.集成电路封装试验手册 电子封

24、装技术丛书编委会3. Surface mounting technology by Rudolf Strauss表十二、设备加工能力参数机型80S2080F480F5CM82-MECM92P-MT旋转头12 吸嘴 旋转头12 吸嘴 旋转头6 吸嘴旋 转头16 吸嘴 旋转头IC CAMERA5555mm55 55mmLASERFC CAMERA202020mm20mmPCB最大尺50505050505050505050寸 0.5mm 0.5mm0.5mm0.5mm0.5mmPCB最大尺515515515460330330250寸4604605mm2503mm5mm5mm3mm元件最小尺0.50.

25、50.51.0寸（旋转头）0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm元件最大尺18.718.732321515寸（旋转头）18.718.76mm8mm6mm6mm元件重量最大 2g最大 2g最大 5g最大 2g（旋转头）MIN LEADPITCH(旋转 头)0.3MM0.3MM0.5mm0.635mm元件最小尺63632.0寸（IC 头）0 .3mm0 .3mm1.25mm元件最大尺555555555555寸（IC 头）12mm12mm10mm元件重量25g25g25g（IC 头）元件最大尺202020mm寸(FCCAMERA)20mmMIN LEAD0.2mm0.2mmPITCH(FC CAM

26、ER)A卷料 FEEDER8，12，8，12，8，12，16，8，12，8，12，16，型号16，24mm16，24，32，44，56mm24，32，44， 56mm16，24mm24，32，44 ，56mm振动 FEEDER95，15，95，15，95，15，型号303030盘料 FEEDERWPCWPC型号管装 FEEDER型号吸嘴配置711、711、714、715、1、2、3、（旋转头）714、714、717、720、4、5、6715、715、723、820、717、717、821720、723720、723吸嘴配置412、412、416、1、210、（IC 头）416、417、418、1220417、419418、419贴片精度0.05mm0.15mm