1、2022/7/22技轉課12022/7/22技轉課2目錄目錄什麼是什麼是SMASMA？SMTSMT工藝流程工藝流程Screen PrinterScreen PrinterMOUNTMOUNTREFLOWREFLOWAOIAOIESDESDWAVE SOLDERWAVE SOLDERSMT TesterSMT TesterSMA CleanSMA CleanSMT Inspection spec.SMT Inspection spec.2022/7/22技轉課3什麼是什麼是SMASMA？SMA(Surface Mount Assembly)SMA(Surface Mount Assembly)的
2、英文縮寫，中文意思是的英文縮寫，中文意思是表面貼裝工程表面貼裝工程 。是新一代電子組裝技術，它將傳統的。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。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，它源於較早的工藝，如表面安裝不是一個新的概念，它源於較早的工藝，如平裝和混合安裝。平裝和混合安裝。電子線路的裝配，最初採用點對點的佈線方法，而且電子線路的裝配，最初採用點對點的佈線方法，而且根本沒有基片。第一個半導體器件的封裝採用放射形的引根本沒有基片。第一個半導體器件的封裝採用放射形的引腳，將其插入已用於電阻和電容器封裝的單片電路板的通腳，將其插
3、入已用於電阻和電容器封裝的單片電路板的通孔中。孔中。5050年代，平裝的表面安裝元件應用于高可靠的軍方，年代，平裝的表面安裝元件應用于高可靠的軍方，6060年代，混合技術被廣泛的應用，年代，混合技術被廣泛的應用，7070年代，受日本消費類年代，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。被廣泛使用。2022/7/22技轉課4什麼是什麼是SMASMA？Surface mountThrough-hole與傳統工藝相比與傳統工藝相比SMASMA的特點：的特點：高密度高密度高可靠高可靠小型化小型化低成本低成本生產的自動化生
4、產的自動化2022/7/22技轉課5SMTSMT流程流程一、單面組裝：一、單面組裝：來料檢測來料檢測 =絲印焊膏（點貼片膠）絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾（固化）烘乾（固化）=回流焊接回流焊接=清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 二、雙面組裝；二、雙面組裝；A A：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的A A面絲印焊膏（點貼片膠）面絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾（固化）烘乾（固化）=A=A面回流焊接面回流焊接=清洗清洗=翻板翻板=PCB=PCB的的B B面絲印焊膏（點貼片膠）面絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾烘乾 =回流焊接回流焊接（最好僅對（最好僅對B B面面 =清洗清
5、洗 =檢測檢測 =返修）返修）此工藝適用於在此工藝適用於在PCBPCB兩面均貼裝有兩面均貼裝有PLCCPLCC等較大的等較大的SMDSMD時採用。時採用。最最基礎的東西最最基礎的東西2022/7/22技轉課6B B：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的A A面絲印焊膏（點貼片膠）面絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾（固化）烘乾（固化）=A=A面回流焊接面回流焊接 =清洗清洗 =翻板翻板=PCB=PCB的的B B面點貼片膠面點貼片膠 =貼片貼片 =固化固化 =B=B面波峰焊面波峰焊 =清洗清洗 =檢測檢測 =返修）返修）此工藝適用於在此工藝適用於在PCBPCB的的A A面回流焊，面回流焊
6、，B B面波峰焊。在面波峰焊。在PCBPCB的的B B面組裝的面組裝的SMDSMD中，只有中，只有SOTSOT或或SOICSOIC（2828）引腳以下時，宜採用此工藝。）引腳以下時，宜採用此工藝。三、單面混裝工藝：三、單面混裝工藝：來料檢測來料檢測 =PCB=PCB的的A A面絲印焊膏（點貼片膠）面絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾（固烘乾（固化）化）=回流焊接回流焊接 =清洗清洗 =插件插件 =波峰焊波峰焊 =清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 SMTSMT流程流程2022/7/22技轉課7四、雙面混裝工藝：四、雙面混裝工藝：A A：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的B B麵點貼片膠
7、麵點貼片膠 =貼片貼片 =固化固化 =翻板翻板 =PCBPCB的的A A面插件面插件 =波峰焊波峰焊 =清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 先貼後插，適用於先貼後插，適用於SMDSMD元件多於分離元件的情況元件多於分離元件的情況 B B：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的A A面插件（引腳打彎）面插件（引腳打彎）=翻板翻板 =PCB=PCB的的B B麵點麵點貼片膠貼片膠 =貼片貼片 =固化固化 =翻板翻板 =波峰焊波峰焊 =清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 先插後貼，適用於分離元件多於先插後貼，適用於分離元件多於SMDSMD元件的情況元件的情況 C C：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB
8、的的A A面絲印焊膏面絲印焊膏 =貼片貼片 =烘乾烘乾 =回流焊接回流焊接 =插件，引腳打彎插件，引腳打彎 =翻板翻板 =PCB=PCB的的B B麵點貼片膠麵點貼片膠 =貼片貼片 =固化固化 =翻板翻板 =波峰焊波峰焊 =清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 A A面混裝，面混裝，B B面貼裝。面貼裝。SMTSMT流程流程2022/7/22技轉課8D D：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的B B麵點貼片膠麵點貼片膠 =貼片貼片 =固化固化 =翻板翻板 =PCB=PCB的的A A面面 絲印焊膏絲印焊膏 =貼片貼片 =A A面回流焊接面回流焊接 =插件插件 =B=B面波峰焊面波峰焊 =清洗清洗
9、=檢測檢測 =返修返修 A A面混裝，面混裝，B B面貼裝。先貼兩面面貼裝。先貼兩面SMDSMD，回流焊接，後插裝，波峰焊，回流焊接，後插裝，波峰焊 E E：來料檢測：來料檢測 =PCB=PCB的的B B面絲印焊膏（點貼片膠）面絲印焊膏（點貼片膠）=貼片貼片 =烘乾（固化）烘乾（固化）=回流焊接回流焊接 =翻板翻板 =PCBPCB的的A A面絲印焊膏面絲印焊膏 =貼片貼片 =烘乾烘乾 =回流焊接回流焊接1 1（可採用局部焊接）（可採用局部焊接）=插件插件 =波峰焊波峰焊2 2（如插裝元件少，可使用手工焊接）（如插裝元件少，可使用手工焊接）=清洗清洗 =檢測檢測 =返修返修 A A面貼裝、面貼裝
10、、B B面混裝。面混裝。SMTSMT流程流程2022/7/22技轉課9Screen PrinterScreen PrinterMountMountReflowReflowAOIAOISMTSMT流程流程2022/7/22技轉課10Solder pasteSolder pasteSqueegeeSqueegeeStencilStencilScreen PrinterScreen PrinterSTENCIL PRINTINGSTENCIL PRINTINGScreen Printer Screen Printer 內部工作圖內部工作圖2022/7/22技轉課11Screen PrinterScr
11、een PrinterScreen Printer Screen Printer 的基本要素：的基本要素：Solder(Solder(又叫锡膏）又叫锡膏）經驗公式：三球定律經驗公式：三球定律 至少有三個最大直徑的錫珠能垂直排在鋼板的厚度方向上至少有三個最大直徑的錫珠能垂直排在鋼板的厚度方向上 至少有三個最大直徑的錫珠能水準排在鋼板的最小孔的寬度方向上至少有三個最大直徑的錫珠能水準排在鋼板的最小孔的寬度方向上 單位：單位：錫珠使用米制（錫珠使用米制（Micron)Micron)度量，而鋼板厚度工業標準是美國的專用度量，而鋼板厚度工業標準是美國的專用 單位單位Thou.(1m=1Thou.(1m=
12、1*10-3mm,1thou=110-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou)10-3inches,25mm1thou)判斷錫膏具有正確粘度的一種經濟和實際的方法：判斷錫膏具有正確粘度的一種經濟和實際的方法：攪拌錫膏攪拌錫膏3030秒，挑起一些高出容器三，四英寸，錫膏自行下滴，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，然後分段斷裂落下到容器內如果開始時象稠的糖漿一樣滑落，然後分段斷裂落下到容器內 為良好。反之，粘度較差。為良好。反之，粘度較差。2022/7/22技轉課12Screen PrinterScreen Printer錫膏的主
13、要成分：錫膏的主要成分：成成 分分焊料合焊料合金粉末金粉末助助焊焊劑劑主主 要要 材材 料料作作 用用Sn/PbSn/PbSn/Pb/AgSn/Pb/Ag活化劑活化劑增粘劑增粘劑溶溶 劑劑搖溶性搖溶性附加劑附加劑SMDSMD與電路的連接與電路的連接松香，甘油硬脂酸脂松香，甘油硬脂酸脂鹽酸，聯氨，三乙醇酸鹽酸，聯氨，三乙醇酸金屬表面的淨化金屬表面的淨化松香，松香脂，聚丁烯松香，松香脂，聚丁烯淨化金屬表面，與淨化金屬表面，與SMDSMD保保持粘性持粘性丙三醇，乙二醇丙三醇，乙二醇對焊膏特性的適應性對焊膏特性的適應性CastorCastor石臘（臘乳化液）石臘（臘乳化液）軟膏基劑軟膏基劑防離散，塌邊
14、等焊接不良防離散，塌邊等焊接不良2022/7/22技轉課13Squeegee(Squeegee(又叫刮板或刮刀）又叫刮板或刮刀）菱形刮刀菱形刮刀拖裙形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料聚乙烯材料或類似材料或類似材料金屬金屬10mm10mm4545度角度角SqueegeeSqueegeeStencilStencil菱形刮刀菱形刮刀Screen PrinterScreen Printer拖裙形刮刀拖裙形刮刀SqueegeeSqueegeeStencilStencil45-6045-60度角度角2022/7/22技轉課14SqueegeeSqueegee的壓力設定：的壓力設定：第一步：在每第一步：在每50mm
15、50mm的的SqueegeeSqueegee長度上施加長度上施加1kg1kg的壓力。的壓力。第二步：減少壓力直到錫膏開始留在範本上刮不乾淨，在增加第二步：減少壓力直到錫膏開始留在範本上刮不乾淨，在增加 1kg1kg的壓力的壓力第三步：在錫膏刮不乾淨開始到掛班沉入絲孔內挖出錫膏之間第三步：在錫膏刮不乾淨開始到掛班沉入絲孔內挖出錫膏之間 有有1-2kg1-2kg的可接受範圍即可達到好的印製效果。的可接受範圍即可達到好的印製效果。Screen PrinterScreen PrinterSqueegeeSqueegee的硬度範圍用顏色代號來區分：的硬度範圍用顏色代號來區分：very soft very
16、 soft 紅色紅色 soft soft 綠色綠色 hard hard 藍色藍色 very hard very hard 白色白色2022/7/22技轉課15Stencil(Stencil(又叫網板或鋼板）又叫網板或鋼板）：StencilStencilPCBPCBStencilStencil的梯形開口的梯形開口Screen PrinterScreen PrinterPCBPCBStencilStencilStencilStencil的刀鋒形開口的刀鋒形開口鐳射切割鋼板和電鑄成行鋼鐳射切割鋼板和電鑄成行鋼板板化學蝕刻化學蝕刻鋼板鋼板2022/7/22技轉課16Screen PrinterScre
17、en Printer鋼板製造技術化學蝕刻鋼板電鑄成行鋼板鐳射切割鋼板简 介优 点缺 点在金屬箔上塗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，然後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，然後逐個原子，逐層地在光刻膠周圍電鍍出範本直接從客戶的原始Gerber資料產生，在作必要修改後傳送到鐳射機，由鐳射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鐳射光束產生金屬熔渣造成孔壁粗糙 縱橫比1：1鋼板(
18、Stencil)製造技術:2022/7/22技轉課17Screen PrinterScreen Printer2022/7/22技轉課18Screen PrinterScreen Printer錫膏印刷缺陷分析: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，於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
19、）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）加強印膏的精准度。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。2022/7/22技轉課19問題及原因 對 策 發生皮層 CURSTING 由於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.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因與“搭橋”相似.避免將錫膏暴露於濕氣中.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 提升印著的精准度.調整錫膏印刷的參數.錫膏印刷缺陷分析:Screen PrinterScreen Printer2
20、022/7/22技轉課20錫膏印刷缺陷分析:Screen PrinterScreen Printer問題及原因 對 策 膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 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.粘著力不足 POOR TACK RETENTION 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.提升印著的精准度.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。2022/7/22技轉課21錫膏印刷缺陷分析:Screen Prin
21、terScreen Printer問題及原因 對 策 坍塌 SLUMPING 原因與“搭橋”相似。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。2022/7/22技轉課22Screen PrinterScreen Printer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
22、，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。歐洲委員會初步計畫在2019年或2019年強制執行。目前尚待批准，但是電子裝配業還是要為將來的變化作準備。2022/7/22技轉課23無鉛錫膏熔化溫度範圍：Screen PrinterScreen Printer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
23、點範圍118C 共熔138C 共熔199C 共熔218C 共熔218221C209 212C227C232240C233C221C 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/0.2Ag226228C高熔點2022/7/22技轉課24Screen PrinterScreen Printer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
24、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2022/7/22技轉課25MOUNTMOUNT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，否則基板會出現 裂紋、傷痕、鏽斑等不良。第二：熱膨脹係數的關係，元件小於3.2*1.6mm時只遭受部分應力，元件 大於3.2*1.6mm時，必須注意。第三：導熱係數的關係。第四：耐熱性的關係，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分鐘後，基板表面無氣泡和損壞
25、不良。第五：銅箔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，並有良好的沖載性。2022/7/22技轉課26MOUNTMOUNT表面貼裝元件介紹：表面貼裝元件具備的條件 元件的形狀適合於自動化表面貼裝。尺寸，形狀在標準化後具有互換性。有良好的尺寸精度。適應於流水或非流水作業。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。2022/7/22技轉課27MOUNTMOUNT表面貼裝元件的種類有源元件（陶
26、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（ceramic leaded chip carrier）陶瓷密封帶引線晶片載體DIP（dual-in-line package）雙列直插封裝SOP（small outline package）小尺寸封裝QFP(quad flat package)四面引線扁平封裝BGA(ball grid array)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2022/7/22技轉課28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 積體電路英制名稱
27、公制 mm英制名稱公制 mm120608050603040202013.21.650302525121.270.80.650.50.32.01.251.60.81.00.50.60.3MOUNTMOUNT2022/7/22技轉課29MOUNTMOUNT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2R25R61026823331045642.25.61K680033K100K560K0R50101104713322235130.5PF1PF11PF470PF3300PF22000PF51000PF2022/7/22技轉課30MOUNTMOUNTIC第一腳的的辨認方
28、法OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號T931511HC02A1132412廠標型號 IC有缺口標誌 以圓點作標識 以橫杠作標識 以文字作標識（正看IC下排引腳的左邊第一個腳為“1”）2022/7/22技轉課31MOUNTMOUNT常見IC的封裝方式Typical Sample(not to scale)DIP(Dual-in-linePackage)SDIP(Skinny Dual-in-linePackage)SDIP(Shrink Dual-in-line Package)ZIP(Zig-Zag In-line
29、Package)SOP(Small OutlinePackage)CategoriesPin CountsLead PitchesmmRemarks8,14,16,18,20,22,24,28,32,36,40,42,482.54100mil pitch type100mil pitch type30,42,641.77870mil pitch typeno image20,222.5450mil pitch type8,161.278 to 16-pin SOP20,24,28,401.272022/7/22技轉課32MOUNTMOUNT常見IC的封裝方式Typical Sample(not
30、 to scale)SOP(Small OutlinePackage)SSOPup to 20 pin(Shrink SmallOutlinePackage)more than 20 pinheat-resistantTSOP(1)(Thin SmallOutlinePackage)TSOP(2)(Thin SmallOutlinePackage)RemarksCategoriesPin CountsLead Pitchesmm24 to 40-pin SOP20,28,30,32,60,64,700.65,0.80,0.95,1.0024,28,32,40,441.27Type I,lead
31、s onshort side26(20),26(24),28,28(24),32,44,44(40),48,50,50(44),54,66,70(64),70,860.50,0.65,0.80,1.27Type II,leads onlong side32,480.52022/7/22技轉課33MOUNTMOUNT常見IC的封裝方式Typical Sample(not to scale)QFPStandard type(Quad FlatPackage)Ditto,modifiedleadsHeat resistant type(=64-pin)LQFP(Low ProfileQuad Fla
32、tPackage)TQFP(Thin Quad FlatPackage)SOJ(Small OutlineJ-lead)Two J-lead leadrows1.4mm bodythickness1.20mm bodythickness26,26(20),26(24),28,28(24),32,36,40,42,500.80,1.2744,48,64,80,100,120,1280.50,0.8044,56,64,80,100,128,160,208,240,272,3040.50,0.65,0.80,1.00144,176,2080.5CategoriesPin CountsLead Pit
33、chesmmRemarks2022/7/22技轉課34MOUNTMOUNT來料檢測的主要內容2022/7/22技轉課35MOUNTMOUNT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，然後貼放於基板上。由於貼片頭是安裝於拱架型的X/Y坐標移動橫樑上，所以得名。這類機型的優勢在於：系統結構簡單，可實現高精度，適於各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、託盤形式。適於中小批量生產，也可多台機組合用於大批量生產。這類機型的缺點在於：貼片頭來回移動的距離長，
34、所以速度受到限制。2022/7/22技轉課36MOUNTMOUNT對元件位置與方向的調整方法：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，較晚的機型已再不採用。鐳射識別、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，但不能用於球柵列陳元件BGA。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，比鐳射識別耽誤一點時間，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，機械結構方面有其他犧牲。2022/7/22技轉課37MOUNTMOUNT轉塔型(Turret)元件送料器放于一個單座標移動
35、的料車上，基板(PCB)放於一個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，將元件貼放於基板上。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24個真空吸嘴(較早機型)至56個真空吸嘴(現在機型)。由於轉塔的特點，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週期內完成，所以實現真正意義上的高速度。目前最快的時間週期達到0.080.1
36、0秒鐘一片元件。這類機型的優勢在於：這類機型的缺點在於：貼裝元件類型的限制，並且價格昂貴。2022/7/22技轉課38MOUNTMOUNT對元件位置與方向的調整方法：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，較晚的機型已再不採用。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。2022/7/22技轉課39MOUNTMOUNT貼片機過程能力的驗證：第一步：最初的24小時的連續回圈，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
37、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 和攝影機的配置而定。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，這裏是140引腳、0.025”腳距的QFP，攝影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資料外，內在的可用性、生產能力和可靠性的測量應該在多台機器的累積資料的基礎上提供。2022/7/22技轉課40MOUNTMOUNT貼片機過程能力的驗證：
38、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，相對於元件對應角的引腳布 置精度為 0.0001”，用於計算X、Y和q 旋轉的偏移。所有32個 貼片都通過系統測量，並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 滿足四個測試規範：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”範圍內，q 的標準
39、偏移量必須小 於或等於0.047，其平均偏移量小於 0.06，Cpk(過程能力 指數process capability index)在所有三個量化區域都大於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,defects per million)。2022/7/22技轉課41MOUNTMOUNT貼片機過程能力的驗證：3=2,700 DPM4=60 DPM5=0.6 DPM6=0.002DPM在今天的電子製造中，希望cmk要大於1.33，甚至還大得多。1.33的cmk也顯示已經達到4工藝能力。6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
40、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、6和相應的百萬缺陷率(DPM)之間的關係如下：在實際測試中還有專門的分析軟體是JMP專門用於資料分析，這樣簡化了整個的過程，得到的資料減少了人為的錯誤。2022/7/22技轉課42REFLOWREFLOW回流的方式：紅外線焊接紅外+熱風（組合）氣相焊（VPS）熱風焊接熱型芯板（很少採用）2022/7/22技轉課43REFLOWREFLOWTemperatureTime (BGA Bottom)1-3/Sec200 Peak 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec PreheatDr
41、youtReflowcooling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。基本製程：2022/7/22技轉課44REFLOWREFLOW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，對元器件的熱衝擊盡可能小，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。2022/7/22技轉課45REFLOWREFLOW（二）保溫
42、區目的：保證在達到再流溫度之前焊料能完全乾燥，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60120秒，根據焊料的性質有所差異。工藝分區：2022/7/22技轉課46REFLOWREFLOW（二）再流焊區目的：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6090秒。再流焊的溫度要高於焊膏的熔點溫度，一般要超過熔點溫度20度才能保證再流焊的品質。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
43、同。工藝分區：2022/7/22技轉課47REFLOWREFLOW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。處理後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（佈線）：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2022/7/22技轉課48REFLOWREFLOW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
44、，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：2022/7/22技轉課49REFLOWREFLOW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，常常藏於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，焊膏被置於片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印製板穿過回流焊爐，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。2022/7/22技轉課50原因分析與控制方法以下主要分析
45、與相關工藝有關的原因及解決措施：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14C/s是較理想的。A.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。鋼板開口尺寸腐蝕精度達不到要求，對於焊盤大小偏大，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，回流焊後必然造成引腳間大量錫珠的產生。因此，應針對焊盤
46、圖形的不同形狀和中心距，選擇適宜的鋼板材料及範本製作工藝來保證焊膏印刷品質。REFLOWREFLOW2022/7/22技轉課51 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。另外，焊膏印錯的印製板清洗不充分，使焊膏殘留於印製板表面及通孔中。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，加強工藝過程的品質控制。REFLOWREFLOW2022/7/22技轉課52
47、REFLOWREFLOW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，焊膏熔化有先後所致。2022/7/22技轉課53REFLOWREFLOW如何造成元件兩端熱不均勻：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，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183C液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠小於再流焊焊膏的表面張力，因而，使未熔化端的元件端頭
48、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。2022/7/22技轉課54 在進行汽相焊接時印製電路元件預熱不充分。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217C，在生產過程中我們發現，如果被焊元件預熱不充分，經受一百多度的溫差變化，汽相焊的汽化力容易將小於1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產生立片現象。我們通過將被焊元件在高低箱內以145C-150C的溫度預熱1-2分鐘，然後在汽相焊的平衡區內再預熱1分鐘左右，最後緩慢進入飽和
49、蒸汽區焊接消除了立片現象。焊盤設計品質的影響。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，小焊盤對溫度回應快，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後，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。嚴格按標準規範進行焊盤設計是解決該缺陷的先決條件。REFLOWREFLOW2022/7/22技轉課55REFLOWREFLOW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：漏印的焊膏成型不佳；印製板上有缺陷的細間距引線製作；不恰當的回流焊溫度曲線設置等。因而，應從鋼板的製作、網印製程、回流焊製程等關鍵工序的品
50、質控制入手，盡可能避免橋接隱患。2022/7/22技轉課56回流焊接缺陷分析:REFLOWREFLOW1.吹孔 BLOWHOLES 焊點中（SOLDER JOINT）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。調整預熱使儘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。2022/7/22技轉課57回流焊接缺陷分析:REFLOWREFLOW問題及原因 對 策3.
