在SM制程之挑战

0201在SMT製程之挑戰一.簡介二.印刷技術三.貼片作業四.迴流焊作業五.檢驗&QA六.REWORK七.結論5/7/2023TopUnion一.簡介0201元件:1)尺寸L0.6xW0.3xT0.25mm;重量約0.15mg2)元件比0402小77%.3)PAD面積比0402小66%2.用途： 目前大都用於手機,PDA,GPS等(WirelessLAN)無線行動通訊用產品.5/7/2023TopUnion應用趨勢(表1)資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion

3.0201可能發生之焊點缺失1)

Tombstoning(立碑)2)Pillowing(枕銲):一端焊接,另一端空焊.3)Solderbridging(橋接)4)Solderbeading(錫珠)5)Inconsistentsoldervolume(錫量不足或過多)6)Componentshift(零件偏移) 7)Missingcomponent(缺件)5/7/2023TopUnion4. 0201需克服之點

1)

PCB元件高密度擺放,元件間互相干涉.2)

高速機設備的精準度.3)元件太輕,造成之焊接不良.應用趨勢(表2)資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion窄間距表面粘著的基本概念和議題吸嘴吸嘴外形的誤差量吸嘴中心與零件中心的偏移量GAP(相鄰間距)后置零件先置零件銅箔零件尺寸誤差程式置件位置資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion零件尺寸相對于高密度置件之關係零件可靠性βPitch=150μm10054.68σ16082.72σ20122.38σPitch=150μm之良率100599.999717%160899.34000%201298.26000%6σ範圍內鄰接Gap10050.198mm16080.327mm20120.380mm4σ範圍內鄰接Gap10050.132mm16080.226mm20120.262mm3σ範圍內鄰接Gap10050.099mm16080.176mm20120.203mmCP7series資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion各公司SMD尺寸精度（SMD0201）零件外觀尺寸的最大容許誤差值0.03mmABCDEMURATA0.6±0.030.3±0.030.3±0.03T.D.K0.6±0.030.3±0.030.3±0.030.10~0.20KYOCERA0.6±0.030.3±0.030.33MAXTaiyoYudenRohmPHILIPSMatsushitaelectroniccomponents0.6±0.030.3±0.030.3±0.03TaiyoElectric0.6±0.030.3±0.030.23±0.03RohmMatsushitaelectroniccomponents0.6±0.030.3±0.030.25±0.050.15±0.05HokurikuElectricIndustruy0.6±0.050.3±0.030.23±0.030.13±0.08KOA0.6±0.030.3±0.030.23±0.03KamayaElectric0.6±0.030.3±0.030.25±0.030.15±0.05KyoceraCapacitorResistorAEDBC資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion印刷機溫度曲線溫度偏差△t均溫性檢查立碑檢查回焊送料精度吸件位置互換精度（組裝）供料器組裝精度置件精度零件辨識精度（影像處理）不同零件的吸取率吸嘴和相鄰零件的干涉粘著機印刷精度錫膏形狀的精度鋼板製作鋼板厚度（適當的錫量）不同廠家的吸取率料帶零件孔開孔精度料帶送料孔開孔精度零件尺寸精度零件形狀電極精度SMD錫膏顆料直徑錫膏粘度無鉛錫膏助焊劑的特性印刷機、刮刀的影響錫膏考慮到置件後焊錫量的銅箔設計Resist精度的知識減少基板彎曲的設計窄間距的設計基板的設計銅箔形狀、尺寸0201與高密度粘著5.要因分析資料來源:Ascentex5/7/2023TopUnion1.和印刷有關的控制點操作員設備材料方式環境教育訓練知識細心度執掌印刷機刮刀印刷平台與支撐檢視系統印刷再現性鋼板助焊劑錫膏成分錫膏粒徑PCB平面度焊墊平面度刮刀下限距離刮刀壓力印刷速率離板速率鋼板清洗灰塵空調系統空氣溼度環境溫度二.印刷技術之挑戰5/7/2023TopUnion功力好壞貼片後見分曉資料來源:Ascentex貼片前後的比較(1)5/7/2023TopUnion資料來源:Ascentex貼片前後的比較(2)5/7/2023TopUnion2.鋼板與焊墊的相對關係與設計原則(2)

W:焊墊寬度L:焊墊長度S:端接點內距5/7/2023TopUnion貼片角度原PAD寸法鋼板開孔寸法說明90度(與PCB行進方向平行)W=0.48mmL=0.3mmS=0.23mmW=0.46mmL=0.28mm外擴0.013mm鋼板厚度0.13mm0度(與PCB行進方向垂直)W=0.46mmL=0.3mmS=0.23mmW=0.45mmL=0.28mm外擴0.013mm鋼板厚度0.13mm參考數據5/7/2023TopUnion3.錫膏的選擇與運用SnPb系列錫膏.加工物性A)黏度:180~210Pa.sB)錫膏層積(PasteDeposit):愈慢愈佳C)粒徑:愈小愈佳5/7/2023TopUnion粒徑說明>20um元件易發生傾斜.易阻塞鋼板開孔.高密度置件易發生短路.<20um不易購買且錫膏單價高C)錫膏粒徑對0201焊點品質之影響(4)

5/7/2023TopUnion4.印刷製程的管制事項元件0201印刷速率1.0in/sec刮刀不銹鋼印刷角度60度印刷壓力2.3lb/in印刷高度0,完全貼緊離板速率0.02in/sec參考數據5/7/2023TopUnion1.貼片參數操作員設備材料方式環境教育訓練知識細心度執掌移動軸置件頭吸料嘴PCB支撐檢視系統置件準確性與再現性供料器軟體元件PCB平面度PCB焊墊平面度錫膏黏性接著劑黏性檢視資料元件資料吸料嘴PCB支撐與鉗夾力投料方式轉換方式灰塵空調系統空氣溼度環境溫度三.貼片作業5/7/2023TopUnion2.選擇合適的貼片機廠商型號ASSEMBL’EONFCM,SapphireXII,Topaz-X(i)II,Topaz-X(i),Emerald-X(i)II,Emerald-X(i)CONTACTC7d,C7ESSEMTECCLM9000VEUROPLACERXpress20,Xpress10FUJICP732E,CP643E,NP-153EXL,NP-251EXL,QP-341E,QP-351E,XP-141EI-PULSEM1,M1a,MCUBEIVASTECHPLM4000,PLM2000設備規格:各設備的機型參考(表1)2002.105/7/2023TopUnionJUKIKE-2030,KE-2020,KE-2010,KJ-01,KJ-02MYDATAMY19,MY15,MY12,MY9PANASONICMSR,MSH-3,CM88C-M1,MSF,MV2-V,MCF,CM202-DHU,CM201-DHU,CM20F-M,CM301SAMSUNGCP60L,CP45F,CP45FV,CP40C/CVSANYOTCM-X100,TCM-X100J,TCM-200,TCM-X300,TCM3700,TCM3500Z,TCM3000Z,TCM3600J,TCM3200J,TCM3100JSIEMENSSiplaceHS-50,SiplaceS-25HM,SiplaceF5HM,SiplaceF4SONYSI-E1000MKIIITYCOIntelliplacer,Flexplacer8UNIVERSAL4797A/S,4796L,4796B/RYAMAHAYV180Xg,YV100Xg,YV100X,YV100-II,YV88Xg,YV88X設備規格:各設備的機型參考(表2)2002.105/7/2023TopUnion3.国貼片機辆在功能哲上的限嗽制0201元件限制改善重量輕真空吸力貼片壓力移動速率真空吸力需降低貼片壓力需降低移動速率需降低面積小吸件偏移貼片偏移雙孔式真空吸嘴高倍率Camera貼片方式1)貼片乏機之機構帮與條件4/28皇/202油3Top僚Un患ion部位說明VacuumNozzle雙孔式真空吸嘴CameraCCDCameras<32umAOI畫素<20um(Before-Reflow)2)注貼片唉機機構4/28泽/202中3Top蹲Un岔ion2.A)屑Va括cuum蜘Noz捉zle(4)4/28渡/202泪3Top商Unio移n2.B军)V锯acu弦um醉Noz胀zle直之建議柜操作條绳件(5)NozzletypeVacuumforcekPaAperturesurfaceareamm2Vacuumpick-upforcegTacktimesec0201“93.30.0720.660.20402“93.30.1961.810.0850603“93.30.3853.550.0854/2椒8/2乒023Top鸣Unio巡寿n2.C)许Vac携uum镜Nozz祝le吸庭件容許偏咏移角度(3)4/28谅/202君3Top琴Un剖ion2.D馋)N做ozz晃le規肥格之選皆擇(5)4/28嘴/202奸3Top佳Un低ionSpe不cia邀lN缩慧ozz云le黑for糟02贺01200督µm902张No告zzl额ef匆or遇040愚2a傲nd跃020仍1High降Fle毛xibi除lityIntr祥oduc扭tion酬of午0201906丸Nozz提leo且nly吩for崭0201Robu贱stp庄lace针ment柿pro侍cess城(4)of蛋gap怒sd偿own僚t痰o2闯00今µmHigh良vol昂ume染0201仰pla挨ceme劲nts350滨µm450啊µm500镰µm800书µmSou壁rce军:Si嘴eme呼ns4/2拿8/2衰023Top殖Un姥ionTouc适hles赵sPI邻CKU涂PTou表chl殃ess貌Pi牺ck柳UpZ-Ax门ism抖oves趁to润afi疯xed百heig陆hta挂bove半the拉com纪pone宏nt.Com皇pon籍ent沿is典su捷cke坐do掉ut洁of犯the迈po专cke笼tNor密mal埋Pi芬ck正UpZ-A妨xis睁mo破ves朽ti时ll摘com瞧pon掀ent俘is猫to悼uch男edThe浸nZ作-Ax找is夕mov知es眯bac证ka糟nd习com于pon钉ent喉is阀pi旁cke岔du异pSou富rce训:Si滋eme欠ns4/28考/202拉3Top岔Unio巾n3)缠貼片速枪率與精垃度之關哥係(4)Z=0X(mm)-0.15-0.10-0.0500.050.100.15Y(mm)0.15XΔ0.10XOOOX0.05O0OOOOΔ-0.05O-0.10XΔOOX-0.15Δ註:省O扒:表取理件速率與情置件精度萍皆佳Δ:表废取件速松率佳,泽但置折件精度干差X:怖表取件速诸率與置件大精度皆差4/2器8/2倚023Top净Un模ion4)职貼件偏链移對焊民點不良骨率之影茅響(5)4/28部/202摆3Top臭Un骂ion4.供议料器(6)4/28奏/202凭3Top置Unio织n5.其姓他考量因借素SMT语治具PCB平他面度與厚扭度震動4/28掏/202旬3Top浆Unio斯n1.浅迴流焊敲參數操作員設備材料方式環境教育訓練知識輸送帶中心支撐加熱區冷卻區助焊劑合金組成合金粒徑PAD表面焊接環境壓力預熱滯留迴流焊冷卻輸送帶速率灰塵空調系統四.券迴流焊斧作業4/28迟/202租3Top奖Un上ion2.迴单焊爐之選陈擇要點加熱區:邪上七區天;下四香區.加熱區長田度:每升區60c该mSnP档b焊料摸不需在氮氣供雀給.妥若為無包鉛焊料床,則寺氧氣濃融度需低警於50捉00p疏pm.(參考躬數據)4/28拢/202词3Top出Un驱ion3.恨溫度問居題元件0201preheating120~240sec150~180℃一般80~90sec;最多2min>183℃一般30~60sec;最多90secTpeak210~235℃升溫速率Max.3℃/sec降溫速率Max.3℃/sec1)浪SnP梳b焊料跟之操作应條件4/2点8/2瞎023Top纠Unio推n2)毯量測杨Pro钞fil辰e之方释法測量P贴rof谁ile宿,黏布貼Th鹿erm水oco亩upl厚e常用临之方法美:A)高思溫焊料:风業界公脑認最可靠己之測量方限法,惟泽其較費時及易傷害千測點.B)桐Al坊膠帶:跌主要丸是使用卷簡便,册但仍省需以防吴焊膠帶卖再固定盆,避免受熱躁後脫膠.C)防醋焊膠帶:份主要是使搁用簡便,兄但易脫塞膠.D)价環氧樹缘瑞脂:灿最簡單鼻之接著破方式,叫但需羽考量熱久傳導速捉率.4/28淡/202鄙3Top龙Un暑ion1.檢耍驗設備之笑選擇0201元件設備顯微鏡>20XAOI畫素<15um五.檢耍驗&荡QA4/2庭8/2忧023Top削Un甲ion2.逃02评01元掠件要求尺寸:L:0佳.60阴+/-0诱.03m贫mW:搭0.3视0+/略-0.偷03m括ma:0议.15+锦/-0.叹05mmb:板0.1逆5+/含-0.允05m楼mt:0词.25+位/-0.现05mm重量:凤0.蕉15g剖+/-侮0.0昂3g4/28确/202泊3Top她Un互ion3.挪印刷之要聪求(4)Placementofsolderpastewithrespecttosolderland0.023mmToleranceonapertures0.012mmLinewideningpastedeposit0.020mmStencilthickness0.100~0.150mmDimensionalstabilityofstencil0.004%Metalcontentbyvolume45%參考數據4/2每8/2秧023Top冤Unio考n4.焊乐點易發生什之缺失檢殖查1)立向碑2)橋捕接3)委錫珠4)拆錫量不宜足或過饥多5)零挂件偏移4/2健8/2挥023Top股Un径ion六.颠REW对ORK(7)1.喂0201自rew方ork1)重势工細小元涌件主要是王費時.2)重番工有對流旬與傳導兩声種組合.4/28