SMT组装过程质量检测与分析--SPI

《SMT组装过程质量检测与分析--SPI》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SMT组装过程质量检测与分析--SPI（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、项目二 SMT组装过程的质量检 测与分析 焊膏印刷质量检测焊膏印刷质量检测 Screen PrinterScreen Printer SMTSMT工艺流程工艺流程 SMT组装工艺质量检测与分析 控 制是SMT生产线上必不可少的环节 它 包括印刷 贴片 焊接 清洗等组装全 过程各工序的质量检测方法 策略 以 及组装缺陷分析及其处理 组装设备检 测与工艺参数控制等 SMTSMT工艺流程工艺流程 Screen PrinterScreen Printer MountMount ReflowReflow AOIAOI SMTSMT工艺流程工艺流程 SMT组装工艺相关缺陷 据不完全统计 SMT组装工艺相关

2、缺陷 元器件缺陷 6 印刷缺陷 64 贴片缺陷 15 再流焊缺陷 15 SMTSMT工艺流程工艺流程 焊膏印刷质量因素焊膏印刷质量因素 1 焊膏质量的影响 焊膏的黏度 金属含量 熔点 焊接温 度 粉末大小是决定焊膏性能的主要参 数 Screen PrinterScreen Printer 焊膏印刷质量因素焊膏印刷质量因素 2 印刷参数 印刷过程涉及各种印刷工艺参数及其设 置 如刮刀速度 压力 角度 硬度及 其材质 脱模速度等 Screen PrinterScreen Printer 焊膏印刷质量检测 焊膏印刷是SMT工艺中最复杂 最不稳 定的工序 受多种因素综合影响 而且 动态变化 即使焊膏

3、印刷机以及印刷 参数等都不变的情况下 印刷质量都可 能不同 特别是含有0201元件和0 5mm以 下的CSP等细间距的元件PCB的焊膏印刷 必须进行焊膏印刷质量检测 Screen PrinterScreen Printer SPI Solder Paste Inspection 锡膏印刷检测 工作内容 透过光学检测判定印刷制程 稳定度 预防不良发生 工作原理 利用三角量测原理检查锡膏 厚度 藉由锡膏厚度的量测可算出锡点 的体积 面积 同时藉由量测出之高度 分布情形的加以分析后 可了解锡点的 偏移以及是否桥接 Screen PrinterScreen Printer SPI Solder Pas

4、te Inspection 3D Solder Paste Inspection machine Screen PrinterScreen Printer SPI检测原理 Volume Solder area Height Screen PrinterScreen Printer SPI检测不良 Screen PrinterScreen Printer Screen PrinterScreen Printer Screen Printer Screen Printer 的基本要素 的基本要素 Solder Solder paste 又叫锡膏又叫锡膏 经验公式 经验公式 三球定律三球定律 至少有

5、三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位 单位 锡珠使用米制 锡珠使用米制 Micron Micron 度量 而模板厚度工业标准是美国的专用度量 而模板厚度工业标准是美国的专用 单位单位Thou 1m 1 10 3mm 1thou 1 10 3inches 25mm 1thou Thou 1m 1 10 3mm 1thou 1 10 3inches 25mm 1thou 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法 判断

6、锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法 搅拌锡膏搅拌锡膏3030秒 挑起一些高出容器三 四英寸 锡膏自行下滴 秒 挑起一些高出容器三 四英寸 锡膏自行下滴 如果开始时象稠的糖浆一样滑落 然后分段断裂落下到容器内如果开始时象稠的糖浆一样滑落 然后分段断裂落下到容器内 为良好 反之 粘度较差 为良好 反之 粘度较差 对焊锡膏的要求 流变性及活性在有效期内保持稳定 印刷时有良好的触变性 开放使用寿命长并保持良好的湿强度 贴片和回流时坍塌小 有足够的活性润湿元器件及焊盘 残留物特性稳定 Screen PrinterScreen Printer Screen PrinterScreen Printer

7、锡膏的主要成分 锡膏的主要成分 成成 分分 焊料合焊料合 金粉末金粉末 助助 焊焊 剂剂 主主 要要 材材 料料作作 用用 Sn PbSn Pb Sn Pb AgSn Pb Ag 活化剂活化剂 增粘剂增粘剂 溶溶 剂剂 摇溶性摇溶性 附加剂附加剂 SMDSMD与电路的连接与电路的连接 松香 甘油硬脂酸脂松香 甘油硬脂酸脂 盐酸 联氨 三乙醇酸盐酸 联氨 三乙醇酸 金属表面的净化金属表面的净化 松香 松香脂 聚丁烯松香 松香脂 聚丁烯 净化金属表面 与净化金属表面 与SMDSMD保保 持粘性持粘性 丙三醇 乙二醇丙三醇 乙二醇对焊膏特性的适应性对焊膏特性的适应性 石腊 腊乳化液 石腊 腊乳化液

8、软膏基剂软膏基剂 防离散 塌边等焊接不良防离散 塌边等焊接不良 焊锡膏产品描述 e g SN62 RP11 ABS 89 5 500g 合 金 型 号 介 质 型 号 吸 粉 颗 粒 尺 寸 代 号 金 属 含 量 包 装 大 小 Screen PrinterScreen Printer 锡粉要求 合金配比稳定一致 尺寸分布稳定一致 锡粉外形稳定一致 一般为球形 氧化程度低 表面污染程度低 Screen PrinterScreen Printer 球形锡粉颗粒 Width Length Length width 球形长 宽比 1 5 规格 球形颗粒 95 minimum Screen Prin

9、terScreen Printer 非球形锡粉颗粒 Distorted Spheres 扭曲球体 Dog bones or irregular 狗骨头 或不规则 Screen PrinterScreen Printer 使用小颗粒锡粉 优点 提高细间距焊盘的印刷性能 提高耐坍塌性能 提高湿强度 增加润湿 活化面积 缺点 锡粉颗粒被氧化的几率增加 锡珠缺陷的发生几率增加 Screen PrinterScreen Printer 锡粉颗粒与印刷能力 Screen PrinterScreen Printer 助焊剂介质的功能 成功焊接的保障 锡粉颗粒的载体 提供合适的流变性和湿强度 清洁焊接表面 去

10、除焊接表面及锡粉颗粒的氧化层 在焊接点表面形成保护层 形成安全的残留物层 Screen PrinterScreen Printer 助焊剂介质的组成 天然树脂 Rosin 合成松香 Resin 溶剂 Solvents 活性剂 Activators 增稠剂 Rheology modifiers 树脂 松香 活性剂 增稠剂 固体含量 Screen PrinterScreen Printer 增稠剂 Gelling Agents 提供触变性 抗垂流性 增强抗坍塌性能 增强锡膏的假塑性 Screen PrinterScreen Printer 牛顿型液体 粘度不受时间和剪切力影响 t Screen P

11、rinterScreen Printer 触变性液体 在一定的剪切速率下 粘度随着时间而降低 t Screen PrinterScreen Printer 典型的焊锡膏粘度曲线 剪切率 粘度 Screen PrinterScreen Printer 操作窗口 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 1000 2000 3000 4000 触变性指数 耐坍塌性出色 耐坍塌性不佳 脱模不良 滚动良好 耐坍塌性不佳 桥接 滚动不良 压力Pascal Screen PrinterScreen Printer Solder paste 焊锡膏 Squeegee 刮刀 Stencil 模版 S

12、creen PrinterScreen Printer STENCIL PRINTING 丝网印刷 Screen Printer Screen Printer 内部工作图内部工作图 Screen PrinterScreen Printer Screen PrinterScreen Printer Screen PrinterScreen Printer Squeegee Squeegee 又叫又叫刮板或刮刀刮板或刮刀 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 或类似材料或类似材料 金属金属 10mm10mm 4545度角度角 SqueegeeSqueegee Stencil

13、Stencil 菱形刮刀菱形刮刀 Screen PrinterScreen Printer 拖裙形刮刀拖裙形刮刀 SqueegeeSqueegee StencilStencil 45 6045 60度角度角 SqueegeeSqueegee的压力设定 的压力设定 第一步第一步 在每 在每50mm50mm的的SqueegeeSqueegee长度上施加长度上施加1kg1kg的压力 的压力 第二步第二步 减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净 在增加 减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净 在增加 1kg1kg的压力的压力 第三步第三步 在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 在锡膏刮不干净

14、开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有有1 2kg1 2kg的可接受范围即可达到好的印制效果 的可接受范围即可达到好的印制效果 SqueegeeSqueegee的硬度范围用颜色代号来区分 的硬度范围用颜色代号来区分 very soft very soft 红色红色 soft soft 绿色绿色 hard hard 蓝色蓝色 very hard very hard 白色白色 Screen PrinterScreen Printer Stencil Stencil 又叫模板 又叫模板 StencilStencil PCBPCB StencilStencil的的梯形开口梯形开口 PCBPCB Sten

15、cilStencil StencilStencil的的刀锋形开口刀锋形开口 激光切割模板和电铸成行模板激光切割模板和电铸成行模板 化学蚀刻模板化学蚀刻模板 Screen PrinterScreen Printer Screen PrinterScreen Printer 模板制造技术模板制造技术 化学蚀刻模板化学蚀刻模板 电铸成行模板电铸成行模板 激光切割模板激光切割模板 简简 介介优优 点点缺缺 点点 在在金属箔上涂抗蚀保护剂金属箔上涂抗蚀保护剂 用销钉定位感光工具将图用销钉定位感光工具将图 形曝光在金属箔两面 然形曝光在金属箔两面 然 后使用双面工艺同时从两后使用双面工艺同时从两 面腐蚀金

16、属箔面腐蚀金属箔 通过在一个要形成开孔的通过在一个要形成开孔的 基板上显影刻胶 然后逐基板上显影刻胶 然后逐 个原子 逐层地在光刻胶个原子 逐层地在光刻胶 周围电镀出模板周围电镀出模板 直接从客户的原始直接从客户的原始GerberGerber 数据产生 在作必要修改数据产生 在作必要修改 后传送到激光机 由激光后传送到激光机 由激光 光束进行切割光束进行切割 成本最低成本最低 周转最快周转最快 形成刀锋或沙漏形状形成刀锋或沙漏形状 纵横比纵横比1 51 5 1 1 提供完美的工艺定位提供完美的工艺定位 没有几何形状的限制没有几何形状的限制 改进锡膏的释放改进锡膏的释放 要涉及一个感光工具要涉及一个感光工具 电镀工艺不均匀失去电镀工艺不均匀失去 密封效果密封效果 密封块可能会去掉密封块可能会去掉 纵横比纵横比1 1 1 1 错误减少错误减少 消除位置不正机会消除位置不正机会 激光光束产生金属熔渣激光光束产生金属熔渣 造成孔壁粗糙造成孔壁粗糙 纵横比纵横比1 1 1 1 模板模板 Stencil Stencil 制造技术制造技术 化学蚀刻开孔的潜在问题 凸起上下面错位 Screen Pri