SMT无铅半田接合技术の构筑.doc

SMT无铅焊锡焊接技术的构筑 SHA制造八课 叶中伟 钱竞清发表顺序 一．SMT的背景及发展趋势 二．SMT的历史 三．有铅切换为无铅过程中的不良现象及分析 四．工程的说明 五. 针对出现的不良所做的改善 六. 改善结果 七. 今后的课题一. SMT的背景及发展趋势 1. 无铅化是电子行业的大背景 铅是有毒的重金属。 无铅化是为了预防环境污染,保护人类的健康。 2. 高密度化和微型化是必然的发展趋势 如今SMT的趋势是朝元件微型化,产品密集化方向发展, 贴装难度越来越高。二. SMT的历史 1. 部品尺寸 Max：2125 1608 Min：1005 1.25mm 0.8mm 0.5mm 1mm 1.6mm 2mm 2. IC引脚pitch尺寸 Max pitch：1.2mm Min pitch：0.5mm 3. 制品尺寸及贴装点数比较 TED TEF TEF是TED的更新产品 性能相同但尺寸却小得多 基板尺寸： 83X64mm 贴装点数： 358点（6.7点/cm2） 基板尺寸： 61X64mm 贴装点数： 504点 （12.9点/cm2) 三. 有铅切换为无铅过程中的不良现象及分析 1. 有铅焊膏与无铅焊膏的比较 有铅焊膏 无铅焊膏 Sn63Pb37 Sn96.5Ag3Cu0.5 合金成分 焊接性能 焊接性好 焊接性差 焊点可靠性 可靠性好 可靠性稍差 183℃ 217℃ 熔点温度 2. 有铅与无铅在生产工程上的比较 有铅技术 无铅技术 设备 生产无铅比生产有铅对设备的精度要求更高 焊接原理 工艺流程 相同 工艺方法 元器件 焊接材料 有铅 无铅 PCB 基板材料相同,但无铅的对铜箔精度要求更高 焊点 润湿性好 润湿性差3. 有铅与无铅焊点的特征差异 有铅与无铅最大差异就是浸润性 有铅焊点 无铅焊点 浸润性良好 浸润性较差 Self alignment 有铅 无铅 炉前 炉后 炉前 炉后4. 无铅生产中发生的诸多不良现象 由于无铅焊膏的焊接浸润性比有铅的差,基板铜箔的尺寸大小不一致及间距过大,贴片位置偏移都 会在生产中造成浮起、偏位、立件等不良 立件 偏位 浮起 网板开孔不当也很容易在生产中造成锡少、锡球、搭焊等不良 锡少 锡球 搭焊四. 工程的说明 印刷机 1by1贴片机 回流炉 多功能贴片机 不良项目 不良项目 不良项目 不良项目 ? 搭焊 ? 缺件 ? 缺件 ? 浮起 ? 锡少 ? 立件 ? 偏位 ? 立件 ? 偏位 ? 偏位 ? 管子翻 ? 锡球五．针对出现的不良所做的改善 1. 元器件(chip)的改善 2. 基板的改善 3. 网板的改善 4. 设备的改善 5. 无铅焊接温度曲线的改善1. 元器件(chip)的改善 chip 焊膏 基板 由于接触面积小 接触面增积大 容易造成浮起不良 不容易产生浮起2. 基板的改善 （1） 统一了铜箔间距和尺寸。 0.55mm 0.65mm 1608元件 0.6 1 0.6 1005元件 0.4 0.6 0.4 1608元件 0.55 1 0.65 1608元件 1005元件 0.4 0.5 0.4 0.6 0.8 0.6（2） 控制阻焊条的厚度 阻焊条 基板 阻焊条过厚 改善前 改善后 阻焊条 铜箔 40 ～ 50μm Max：35μm 基板3．网板的改善 印刷后 回流后 （1）由于印刷溢出 造成的搭焊 （2）由于印刷飞白 造成的锡少 （3）由于锡量过多 造成的锡球(1) 搭焊对策：网板开孔形状改善 Pitch： 0.65mm 不良项目：IC搭焊 0.05mm 不良原因：IC开孔过大 印刷时易产生搭焊 0.3mm 0.3mm(2) 锡少对策：网板开孔形状改善 R0.11mm pitch： 0.5mm R0.05mm 不良项目：IC锡少 不良原因：IC开孔较窄和短 0.2mm R0.05mm 0.22mm 不利于印刷时脱膜(3) 锡球对策：网板开孔比例缩小 改善前 网板开孔与铜箔比例 1 ：1 锡膏受压铺展 锡球 改善后 网板开孔与铜箔比例 0.8 ： 14. 设备的改善 (1) 印刷机精度改善： 边定位→光学补正定位 边定位夹紧后进行光学补偿 边定位夹紧 改善效果： 1）变更前：±0.2㎜?变更后±0.05(2) 1 by 1贴片精度改善 1. 基板定位后进行光学校正 2. 更换红色LED,提高稳定度 3. 安装了能够对吸嘴进行微调的部品 4. 追加了检查部品高度用照相机 改善效果： 1）变更前：±0.2㎜ ＝＞ 变更后±0.1㎜ 2）消除了贴片缺失的的不良5. 温度曲线的改善 有铅 300.00℃ C012 无铅改善前 300.00℃ C012 C01 C021 C012 C02