教材~SMT讲义.ppt

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1、 工工程程師師養養成成教教育育訓訓練練2021/9/171大綱大綱 SMT概論概論 SMT元件認識元件認識 SMT設備設備 DELTA製程說明製程說明 製程管制製程管制 錫膏介紹錫膏介紹 錫膏製程探討錫膏製程探討2021/9/172一.SMT概論 1.什麼是SMT:SMT-Surface Mount Technology 意即”表面黏著技術”,乃是將晶片 (CHIP)化之電子被動元件,利用此種技術將其置放,並焊接於PCB上之焊 墊(PAD),經由元件之兩端電極導通,使其與PCB上線路構成迴路.2.為什麼要SMT:電子產品在科技日新月異的變化與競爭下,產品體積日漸要求以輕,薄,短 小,故電子零組

2、件也必須相對的從PCB上所佔空間縮小,因此才有了SMT 元件的誕生.3.SMT有什麼優點:輕薄短小的要求,使得SMT元件發展朝著輕、小的方向研發,除了保持原來 的功能與特性外,大大的縮小了產品的體積與競爭性,同時SMT錫膏製程更 改善了傳統錫爐(WAVE SOLDER)在流焊時無法改變的缺點.近年來更發 展出以SMT製程加工傳統式零件之設備;如Universal GSM 1&2二.SMT元件認識 1.SMT可加工之零件種類 :電阻,電容,二極體,電晶體,IC,LED,等(附錄一)2.台達10碼料號編碼原則:如附錄二所示:3.零件標示(Marking)三碼換算法:a.電阻-將阻值以科學記號表示,

3、並將10的次方數加在阻值的第三位數 (必須加上原來的第三位數),即得三碼代號.例:200K=200*103 取3加上原來200的第三位 0(算1次方),即得 200K=204 200 =200*100 取0加上原來200的第三位 0(算1次方),即得 200 =201 20 =20*100 取0,但原來20無第三位 0(故次方不成立),即得 20 =200 2 =2.0 (小數點以R或8表示),故可表示為 2R0,但若以8表 示時,8必須放在第三位數,即表示為 208.註:此三碼換算法只適用於誤差值為5%(J)之電阻 2021/9/173電子零件認識電子零件認識依功能區分為四類依功能區分為四類

4、1.被動零件被動零件 零件本身受外加電壓電源或電流電源作用後,發生規律變化,其變化的情形完全受外加 電源的控制,謂之 例如:電阻器,電容器,電感器等2.主動零件主動零件零件本身可以發出電力供給到其它電子零件,以放大器而言,由電路進入之小訊號被放大成為大電力之訊號被輸出例如:電子管,電晶體,積體電路等3.機能零件機能零件 用以產生電氣訊號與機械或磁氣訊號彼此 之間之變換的換能器 例如:揚聲器,磁頭,天線等2021/9/1744.機構零件機構零件 上述三類以外之開關,連接器依包裝種類區分為三類依包裝種類區分為三類1.散裝 BULK2.管裝 STICK TUBE3.捲帶裝 TAPING 紙帶 PAP

5、ER 塑膠帶 EMBOSS 盤裝 TRAY2021/9/175 b.電容-電容值表示方式有f 及 pf 兩種,兩者之間關係為:1 f =1*106 pf 或 1000000 pf 三碼換算法同電阻之方法,例:1 f =1*106=10*105=105 0.1 f =0.1*106=1*105=10*104=104 2200 pf =220*101=222 100 pf =100*100=101 4.SMT PAD 認識與極性之辨別 PAD依零件大小而有所不同,以台達生產之SPS(開關式電源 供應器)而言,90%之零件為電阻及電容等被動元件,這些元件 在業界依其尺寸有專業上之術語:LW0402=

6、英制單位術語,意即 長度(L)0.4英吋*寬度(W)0.2英吋0603=0.6 *0.3 0805=0.8 *0.5 1206=1.2 *0.6 但近年全球使用公制單位的國家,越來越多,也因此開始有了以下之公制單位術語:1005=1.0 mm*0.5 mm=0.4 *0.2 1608=1.6 mm*0.8 mm=0.6 *0.3 2125=2 mm*1.25 mm=0.8*0.5 3216=3.2 mm*1.6 mm=1.2 *0.6 2021/9/176至於PCB上之PAD,亦應與零件之尺寸配合,由於零件是以橋樑般的搭焊在兩個PAD之間,如小零件搭焊在大PAD上的話將容易造成斷路,如大零件搭

7、焊在小PAD上,則零件在PAD上焊接時,將沒有足夠的空間形成焊錫面.NGNGOK許多俱有極性的零件必須在裝著時,依其線路上之設計,正確的被放置在正確的方向,如二極體,鉭質電容,IC等,除鉭質電容在標示上為正極外,其餘者,不管在PCB或零件上之標示皆表示為負極,IC之標示為第一腳.+-1ST LEAD1ST LEAD2021/9/1775.零件包裝極性與包裝角度 市面上之零件供應廠商所通行之規格大致可分為兩種規格:(1).B TYPE-所有俱有極性之零件的負極,皆朝向料帶之導引孔 如下圖:鉭質電容三腳晶體二極體IC2021/9/178(2).A TYPE-零件包裝極性,剛好與B TYPE 相反.

8、(3).A、B TYPE 使用上對SMT製程有什麼影響?在採購購買規範上應明定廠商進料應以何種 TYPE進料,若有進料 錯誤時,VQA應予以驗退或通知廠商交換,否則錯誤方向之進料將 導致SMT生產線無法進行裝著,甚至嚴重者,會造成整批性大量的 錯件發生.三.SMT製程說明 1.製程演變-電子零件的置件,由早期的自動插件(AUTO-INSERTION)進而演化到AI(零件面)+SMT(焊錫面),再演化為SMT(零件 面)+SMT(焊錫面),最後進步到兩面SMT完成,不須再手插傳 統零件,即可進行組裝測試的雙面錫膏製程.這些演進,不僅 縮小了產品的體積,提升了產品競爭力,更因為引進了SMT 全自動

9、生產設備,不但縮短了製造時間,減少了人力,更增加 產量與產品的品質.2.製程區分條件-SMT製程既然區分的如此複雜,究竟如何才能明確的 辨別這個PCB到底要使用那種製程呢?(1).單面板-一般為CAM-1材質之PCB,此類PCB大多為一面手插件,另 一面為SMT點膠製程.亦有少數以錫膏製程製造.(2).雙面板-為FR-4之玻璃纖維板,此類PCB有下列四種SMT製程:.單面點膠SMT-只加工焊錫面,零件面為傳統手插件 .錫膏+點膠-當零件面有SMT 零件與傳統零件共存 ,焊錫面有SMT零件時.單面錫膏-零件面只有SMT零件及傳統手插零件(或 沒有),焊錫面無SMT零件時.雙面錫膏-兩面都有SMT

10、零件,而無傳統手插零件時 使用之製程.兩面都有SMT零件,也有傳統手插零件,但該手插零件 數不超過2顆(含),得以SMT錫膏製程處理.兩面都有SMT零件,也有傳統手插零件,但該手插零件 得以MPS(多點焊錫)製程時,亦視同雙面錫膏處理.2021/9/1793.SMT流程 印錫膏前製程確認點 膠SMT置件手擺件目 檢迴 焊 F-PIN 臥式 立式 前一面SMT 特別注意 事項 版本記號 散裝零件 手擺零件 F-PIN 偏移 溢膠 翻面 缺件 多件 爐溫確認 冷焊 錫未熔 膠未乾 墓碑2021/9/1710四.製程管制 1.前製程確認-如流程圖所示,PCB在裝入框架前,須確認前製程已完成,確認無誤

11、後,方得以排入本製程,否則須退回前製程 另外,若發現前製程品質太差,且有影響本製程品質時,亦應通知現場幹部處理,如 F-PIN 脫落,掉於PCB板上 或PCB上殘存許多PC板屑.2.錫膏使用與印刷 (1).使用:錫膏之使用應依作業指導書所示執行;(參考作業指導書)(2).印刷:錫膏之印刷除首件須進行全面之印刷準確度與厚度量測 外,每2小時應使用厚度量測儀量取厚度並加以管制 3.膠材之使用與管制 (1).使用:紅膠之使用應依作業指導書所示執行;(參考作業指導書)(2).管制:紅膠之管制應依作業規範所示實施;(參考紅膠作業規範)4.鋼板 (1).鋼板之使用應依鋼板管理辦法實施;(參考鋼板管理辦法)

12、(2).鋼板使用完畢後,應將其澈底清潔,以免錫膏殘留硬化,下次使用 時浪費時間清理及影響印刷品質.5.料架 (1).選用:(參考附表-料架PITCH計算法及選用表)(2).上料:在料帶裝置時應小心拉出,避免用力過度拉出太長之上帶 而浪費材料,8 mm PITCH以上之零件,裝置料帶時應將整 顆零件中心對準送料窗口.如此,在料架之送料窗口被打開 時,零件才能完全露出於送料窗口.(3).下料:換機種卸材料時,應先放鬆上帶捲軸,再卸下裝填於反轉棘 輪上之料帶,以免卸帶時太過於用力或急燥,而將上帶又拉 出一大段,造成材料短缺.並保留料帶之空白(無零件)段.(4).不良料架之處理:備料時或生產中換料若發

13、現料架不良,如卡住 Pitch不準,頂針不動作,捲軸破裂,缺零件動作不良,應停止 使用該料架,並將其交給當班之生技人員,並告之其不良原 因,避免自行更換,不良料架堆積越多,生技人員在維修時又 得再確認一次原因,費時費工.2021/9/17117.PUSH BACK&V-CUT&熱折板 如Sample或附表所示:SMT生產之PCB以小基板居多,多為連片方式組 成,俟SMT完成送至生產線進行組裝時再加以分板,但如SMT製程為雙 面錫膏,無生產線手插零件,需在AI房進行ICT測試時,而該PCB之分板方 式為V-CUT時,應在迴焊爐後端出口,PCB流出還殘留溫度時,實施熱折板 熱折板之方法與注意事項請

14、參考熱折板作業指導書8.迴焊爐溫度設定與PROFILE 迴焊爐之溫度設定一般由生技人員進行設定,但操作人員在首件檢查完 畢,將PCB送入迴焊爐之前,亦應與生技人員確認爐溫是否已調整設定,且第一片出爐之PCB,應先確認點膠之固化品質或錫膏之迴焊品質無誤 後,方能量產.9.SMT不良原因之防止 墓碑-印刷或插件偏移、零件或PCB PAD氧化 錫珠-錫量太多、錫膏開封後使用太久、印刷偏移、FLUX沾太多 零件偏移-程式OFFSET不準、MARK不良、膠量太少 溢膠-膠點偏移、膠量太大、插件偏移、點膠機溫度設定太高 拉絲-膠頭不良、點膠機參數設定不良 漏焊-零件電極(錫帽)氧化、焊墊氧化、插件偏移、錫

15、膏氧化 錫未熔-迴焊爐溫度設定不良、軌道鍊條速度太快、錫膏氧化 PCB爐後變顏色-爐溫太高 PCB爐後彎曲變形-PCB太寬、PCB挖空部份太多、爐溫太高 冷焊-爐溫不足 CONNECTER過爐後溶化-材質不耐高溫、爐溫太高2021/9/1712五.SMT程式&料表 1.PANASERT-請參考附錄-Panasert 程式料表 2.SIEMENS-請參考附錄-Siemens料表六.日保養-請參考附件-日保養記錄表格七.開/關機-(現場解說)八.安全注意事項 1.操作注意-(a).SMT前後均附有操作啟動面板,操作或啟動前應查看 是否有他人位在機器動作範圍內,以免因安全防護死 角而釀成危險 (b).禁止機器運轉中進入其各軸動作範圍內 (c).禁止2人以上共同操作機器 (d).若不慎遭機器撞擊或卡夾住時,應大聲呼叫其他人前 來協助 (e).假日下班前,最後一班人員應將所有機器上之PCB生產 完畢,並等迴焊爐內PCB全部流出後,關閉所有機器之電 源與氣壓,方能離開.2.異常處理-發現機器設備有異常狀況時,應立刻停止該機器運轉,並通 知生技人員前來處理.3.緊急開關按鈕-(現場說明)2021/9/1713