【正文】 約成本的一個(gè)良好契機(jī)。但是，事實(shí)上在電路板成本沒有增加之前，在加工過程中進(jìn)行檢測，以求得盡早識(shí)別缺陷，的確能夠降低由缺陷所帶來的額外成本，提高一次性檢驗(yàn)合格率對(duì)基礎(chǔ)生產(chǎn)線起到很大作用。電子行業(yè)專家們一致認(rèn)為焊接缺陷是由焊膏印刷不良造成的。1　檢測使成本上升此外，在沉積焊膏過程中產(chǎn)生的漏印、焊料過多或過少等缺陷會(huì)給隨后的工序(元件貼裝)帶來橋接、短路和墓碑現(xiàn)象，使最終生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性得不到保證。最后，自動(dòng)錫膏檢查可幫助改進(jìn)FPY和減少返工成本。　　在線錫膏檢查提供比其它檢查方法多的好處。結(jié)論　　對(duì)于在今天的SMT制造中通常所見的高生產(chǎn)量，在線錫膏檢查可得到有吸引力的收獲。錫膏的量在所有焊接點(diǎn)的可靠性中起關(guān)鍵的作用。可靠性　　可靠性是所有產(chǎn)品的一個(gè)重要考慮，但對(duì)醫(yī)療、汽車、手提通信和便攜式計(jì)算機(jī)，可靠性有全新的重要性。當(dāng)出現(xiàn)有底部灌充材料的CSP的時(shí)候，情況更是如此。除了檢查系統(tǒng)外，它包括編程、維護(hù)的成本和監(jiān)測的結(jié)果。并且隨著間距和焊盤尺寸的縮小，開孔的面積減少比其孔壁面積快得多。由于這些原因，CSP已經(jīng)是有關(guān)其在表面貼裝應(yīng)用中可靠性的幾個(gè)研究的目標(biāo)。CSP是陣列類型的(arraytype)元件，即其錫點(diǎn)是位于封裝的下面，使得檢查更加困難。只有在最近幾年內(nèi)0402和0201無源(passive)元件的引入才在新設(shè)計(jì)中變得普遍起來。一個(gè)沒有所要求精度的系統(tǒng)可能影響產(chǎn)品品質(zhì)。重點(diǎn)放在變量　　錫膏檢查通常把重點(diǎn)放在那些是焊點(diǎn)質(zhì)量的最佳預(yù)測值的變量上面：錫膏的量、高度、面積、位置和是否錫膏弄臟。SMT工藝的前沿(leading edge)不斷變化，隨著材料、元件和裝配方法的引入，以減少成本和改進(jìn)產(chǎn)品性能。這種數(shù)據(jù)提供給SMT裝配工藝一個(gè)有價(jià)值的窗口。使用在程(inprocess)錫膏檢查可以消除焊錫缺陷作為問題的一個(gè)來源，并幫助澄清工藝中問題的其余原因。在回流焊接之后，糾正這種缺陷危及損壞板或元件。在線工藝控制　　首先，通過在通常發(fā)生的地方查找缺陷，在線檢查可更容易地、以較低成本在回流爐階段完成之前處理返工問題。另一方面，太多 錫膏可能導(dǎo)致成形差的焊點(diǎn)和短路。一個(gè)錫點(diǎn)強(qiáng)度的最可靠預(yù)報(bào)值之一就是其形狀。這種類型的檢查可以防止缺陷性產(chǎn)品走出工廠，但是對(duì)改善產(chǎn)品質(zhì)量的作用很小。 (847) 5099700. 三維錫膏檢查By Robert Kelley and David Clark　　本文介紹，隨著表面可貼裝先進(jìn)封裝的幾何形狀的減小，而產(chǎn)品包裝密度的增加，與錫膏有關(guān)的問題作為缺陷的主要來源繼續(xù)處在許多制造商的問題清單的最前面，并且混合著這樣一個(gè)事實(shí)，即這些新元件的返工越來越難和昂貴。 (703) 9077500. 國際電工委員會(huì)(IEC, International Electrotechnical Commission), 網(wǎng)址： 。 (212) 6424900. 美國測試與材料協(xié)會(huì)(ASTM, American Society of Testing and Materials)，網(wǎng)址：。測試方法的廣泛的使用性允許在電子材料制造行業(yè)更好的信息溝通。事實(shí)上，當(dāng)開發(fā)新產(chǎn)品和工藝時(shí)，開發(fā)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)和測試方法來幫助認(rèn)定這些新產(chǎn)品和工藝的合格性是有益的。當(dāng)測試更仔細(xì)地考查時(shí)，它使試驗(yàn)無效?，F(xiàn)在，你需要決定就表面絕緣電阻率而言，是否新的助焊劑將滿足你的規(guī)格。在這個(gè)例子，和一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)和接收準(zhǔn)則有關(guān)的測試方法的任何其它應(yīng)用中，測試方法和標(biāo)準(zhǔn)必須設(shè)計(jì)成相互適應(yīng)。正如所討論的，這些標(biāo)準(zhǔn)，和與之一起使用的測試方法，可用來給予資格新的材料供應(yīng)商。因?yàn)檫@兩個(gè)供應(yīng)商進(jìn)行與原來供應(yīng)商相同的測試方法，所以三個(gè)值可以相互比較。助焊劑必須具有低于3%的固體含量。供應(yīng)商可以參照一個(gè)眾所周知的測試方法，在描述其產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表上報(bào)告結(jié)果。對(duì)過程控制有一個(gè)測試方法，可保證對(duì)監(jiān)測過程所收集的數(shù)據(jù)每一次都是以相同的方法產(chǎn)生的。如果接收標(biāo)準(zhǔn)被包括在一套出版的測試方法內(nèi)，而不是分開的，實(shí)驗(yàn)室可產(chǎn)生其自己的測試方法，每一個(gè)都有些不同，并包含其自己的接收標(biāo)準(zhǔn)。如果一個(gè)公司制造的產(chǎn)品用于要求性能很關(guān)鍵的場合，如生命支持器具，而另一家公司生產(chǎn)的產(chǎn)品用于“一次性”的電子設(shè)備，每個(gè)公司可能有不同的接收標(biāo)準(zhǔn)。反過來也一樣。　　如果測試方法正確地寫下，所有測試參數(shù)都定義，包括進(jìn)行浸出時(shí)的溫度，那么這個(gè)問題可以避免。你的實(shí)驗(yàn)室在30176?！　∫苍S開頭例子中的白色浮渣是一個(gè)清潔度的問題。這些方法應(yīng)該以這樣一種方式寫下，以便它們?nèi)菀赘S和可以再現(xiàn)。”　　當(dāng)你到達(dá)現(xiàn)場，QA經(jīng)理給你看剛從生產(chǎn)線上來的一塊電路板，上面長有一些“白色的浮渣”。在鉆孔或沖孔期間，板面上的銅已經(jīng)在某些區(qū)域傾斜，使得焊接困難。()。不完整焊接圓角　　上面的照片顯示一個(gè)單面板上的不完整焊接圓角的一個(gè)例子。隨著從引腳到孔邊的距離增加，橫截面上焊接點(diǎn)的厚度減少。該問題也可以通過不預(yù)壓IC來避免。　　在座的引腳和/或IC引腳上使用錫/鉛端子，增加了短路的可能性。錫球的最常見的原因是在波峰表面上從助焊劑產(chǎn)生的排氣，當(dāng)板從波峰處理時(shí)，焊錫從錫鍋的表面彈出。為了幫助控制該問題，他必須減少其公司使用的不同電路板供應(yīng)商的數(shù)量。在某些情況中，品質(zhì)人員不知道破裂的原因，以為是PCB腐蝕問題?！　≡谏厦娴睦又?，失效發(fā)生在元件的返修之后。在失效原因的所有證據(jù)毀滅之前，讓缺陷拍成照片并進(jìn)行研究。樹枝狀晶體增長　　樹枝狀結(jié)晶發(fā)生在施加的電壓與潮濕和一些可離子化的產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)。靜電放電，引入到一個(gè)引腳，引起元件的工作狀態(tài)的改變，導(dǎo)致系統(tǒng)失效。許多公司繼續(xù)使用傳統(tǒng)的通孔元件，并將繼續(xù)在混合技術(shù)產(chǎn)品上使用這些零件。這里所描述的每個(gè)缺陷都將覆蓋特殊的缺陷類型，將存檔成為將來參考或培訓(xùn)新員工的一個(gè)無價(jià)的工藝缺陷指南?！　〈蠖鄶?shù)公司現(xiàn)在正在使用表面貼裝技術(shù)，同時(shí)又向球柵陣列(BGA)、芯片規(guī)模包裝(CSP)和甚至倒裝芯片裝配邁進(jìn)。本文要看看一些不夠普遍的工藝問題。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)靜電放電的模擬也能夠顯示實(shí)時(shí)發(fā)生在芯片表面的失效。電壓總是要在一個(gè)電路上，但潮濕含量將取決于應(yīng)用與環(huán)境。污染可能經(jīng)常來自焊接過程或使用的助焊劑。這個(gè)特殊的電話單元是由一個(gè)第三方公司使用高活性助焊劑返修的，不象原來制造期間使用的低活性材料?！　∩厦娴恼掌且粋€(gè)設(shè)計(jì)陷井，不是PCB缺陷。通過這樣，他將減少使用在其板上的不同阻焊類型，并幫助孤立主要問題 阻焊層。IC座的熔焊點(diǎn)　　集成電路(IC)引腳之間的焊錫短路不是那么常見，但會(huì)發(fā)生。零件簡直已經(jīng)熔合在一起。焊點(diǎn)失效　　單面焊接點(diǎn)的可靠性是決定于焊錫數(shù)量、孔對(duì)引腳的比率和焊盤的尺寸。如果有任何機(jī)械應(yīng)力施加于焊接點(diǎn)，或者如果焊接點(diǎn)暴露于溫度循環(huán)中，其結(jié)果將類似于所顯示的例子。這個(gè)缺陷的發(fā)生，由于許多理由。()的孔在焊接期間還可得到滿意的焊點(diǎn)。如果松香從或者基板或者基板與銅焊盤之間的結(jié)合點(diǎn)上涂在焊盤邊緣上。這是什么？如果有，多少白色浮渣應(yīng)該允許？現(xiàn)存的白色浮渣應(yīng)該怎樣測量？　　為了回答這些問題，你需要一個(gè)方法對(duì)研究中的白色浮渣進(jìn)行測量。一個(gè)測試方法(TM)應(yīng)該是可重復(fù)的，以便在各種時(shí)間從不同測試所產(chǎn)生的結(jié)果可以相互比較。為了找出原因，你在內(nèi)部測試一塊板，并送出一塊同樣的板給一個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室測試。C進(jìn)行測試，；獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室在40176。本例是重點(diǎn)說明突出的問題。測試方法與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該具有協(xié)同的關(guān)系。如果哪家公司的測試方法含有接收標(biāo)準(zhǔn)，那么另一家公司使用這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就有問題。這種情況會(huì)限制公司之間、測試實(shí)驗(yàn)室與顧客之間的有關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)的通信數(shù)量與清晰度。另外，有一個(gè)測試方法可允許相同的測試在許多不同的地方進(jìn)行，保證從每個(gè)設(shè)施得出的數(shù)據(jù)都是可以與其它設(shè)施所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比較的。然后一個(gè)潛在的客戶可以對(duì)來自其它供應(yīng)商的材料進(jìn)行的相同測試，比較在材料數(shù)據(jù)表中記錄的每個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)果。你以前的供應(yīng)商和你的公司已經(jīng)同意使用IPC標(biāo)準(zhǔn)TM650 。在這個(gè)信息的基礎(chǔ)上，你的公司開始對(duì)使用哪個(gè)助焊劑供應(yīng)商作出有知識(shí)的選擇。另一個(gè)重要的應(yīng)用是在過程控制之中。如果發(fā)布一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或者一個(gè)特殊的接收準(zhǔn)則，那么跟隨這個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的特殊測試方法是重要的。你決定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在85%HR/85176。試驗(yàn)又使用正確的測試板和前面通過的助焊劑進(jìn)行。 結(jié)論　　測試方法是電子材料制造的一個(gè)重要方面。 怎樣可以獲得測試方法和標(biāo)準(zhǔn)？ 　　試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)?？梢詮幕ヂ?lián)網(wǎng)上訂購或下載。 100 Barr Garbor Dr., West Conshohocken, PA 194282959。 3, rue de Varembe, . Box 131, CH1211 GENEVA 20, Switzerland?？墒牵C合的、三維(3D) 錫膏檢查可以幫助消除錫膏缺陷和降低返工成本。一個(gè)更有效的方法是防止這些缺陷首先發(fā)生。焊點(diǎn)的正確形狀，即彎液面(meniscus)，一般保證強(qiáng)度和應(yīng)力釋放的足夠的橫截面積。焊點(diǎn)檢查的在線(inline)工藝控制是通過將檢查工具放在缺陷最經(jīng)常發(fā)生的地方來完成的。例如，絲印(screen)差的錫膏可以從印刷電路板(PCB)上洗掉，板重新印刷。在回流之后指出一個(gè)缺陷的真正原因是困難的。通過從過程中消除錫膏缺陷，問題的其余原因可以暴露和發(fā)現(xiàn)。信息不僅包括從每塊在建(built)板上的缺陷，而且它“看到”正常工藝變量和識(shí)別缺陷的原因。因此，當(dāng)裝配工藝變化時(shí)，應(yīng)該重新認(rèn)證和檢定，以保證高效率。為了精確測量錫膏的體積和高度，要求某種類型的3D 傳感器。使用不夠穩(wěn)定性、可重復(fù)性和精度的工具進(jìn)行任何檢查都將不是有效的，最可能將引起延誤和減少產(chǎn)量。可是，隨著其不斷增長的應(yīng)用，出現(xiàn)問題的機(jī)會(huì)繼續(xù)增加。因此，檢查錫膏應(yīng)用工藝步驟更為容易，以保證最終產(chǎn)品具有所要求的品質(zhì)特征。它們再次肯定焊接點(diǎn)的可靠性是關(guān)鍵的，如果產(chǎn)品要滿足與QFP(quad flat pack)和球柵陣列(BGA)封裝有關(guān)的可靠性。這增加了在印刷期間錫膏黏附到模板而不干凈地釋放到板上的傾向。它也要求對(duì)涉及產(chǎn)生和修理缺陷產(chǎn)品的成本估算。隨著返工變得更加困難和在某些情況不可行，剩下的唯一選擇可能是接受增加的成本或改進(jìn)第一次通過合格率(FPY, firstpass yield)。許多這類產(chǎn)品必須可靠地工作，甚至當(dāng)遭受到溫度極端或機(jī)械沖擊和振動(dòng)時(shí)。最近的研究已經(jīng)顯示，對(duì)于CSP ，錫膏量(太多或太少)是長期錫點(diǎn)完整性的關(guān)鍵4。除了較低的返工成本外，一個(gè)可以在印刷錫膏的時(shí)候檢查每塊板的系統(tǒng)優(yōu)勢變得重要。這些包括實(shí)時(shí)分析工藝和模板印刷工序性能的能力。印刷后的三維檢測及檢測設(shè)備現(xiàn)狀科研處 郝宇，第一研究室 李桂云本文簡要論述了焊膏沉積后使用的檢測方法，并將二維檢測技術(shù)與三維檢測技術(shù)進(jìn)行了比較，通過比較重點(diǎn)介紹了三維檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及各種檢測設(shè)備的技術(shù)性能。為此，人們越來越重視印刷后的焊膏檢測。因此，提高印刷質(zhì)量、或減少進(jìn)入下一步工序的有缺陷電路板的數(shù)量，將有助于提高最終的質(zhì)量，并通過降低返修量和減少廢品率可實(shí)現(xiàn)降低成本的目的。 清洗電路板以便再利用要比返修或重新測試的成本低得多。1．2提高可靠性 在印刷工藝中附加檢測工序可提高組裝后電路板的可靠性，原因有兩個(gè)：首先，檢測減少了返修量，此外；返修后的焊點(diǎn)易于損壞，并且比合格的焊點(diǎn)更易破裂。1．3必要的檢測 根據(jù)技術(shù)要求，而必須實(shí)施焊膏檢測時(shí)，那么下一步就是確定哪一種檢測設(shè)備最適合于特定的應(yīng)用。使用發(fā)光的放大鏡或校準(zhǔn)的顯微鏡，由經(jīng)培訓(xùn)的操作人員檢查樣品印制板，并確定什么時(shí)候需進(jìn)行校正操作。從實(shí)際情況來看，隨著超細(xì)間距與 BGA器件的不斷普及，也就不再使用視覺檢測方法，因?yàn)樗巡辉偈潜O(jiān)測印刷工藝的行之有效方法。 激光三維檢測設(shè)備使用激光束建立測量的參考點(diǎn)。 脫機(jī)檢測設(shè)備使用的基本工藝控制是將樣品電路板從生產(chǎn)線中卸下來，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測量，并記錄下檢測的結(jié)果數(shù)據(jù)。然而，內(nèi)置于印刷機(jī)中的檢測系統(tǒng)與絲網(wǎng)印刷機(jī)共享硬件，由于絲印機(jī)必須在暫停的狀態(tài)下才能進(jìn)行檢測，所以降低了印刷速度。這種方法可重復(fù)性差，有時(shí)可監(jiān)測到可能會(huì)產(chǎn)生在焊盤末端的焊盤缺陷，但不能識(shí)別磚形焊料的不規(guī)則性。 而印刷后的在線檢測設(shè)備不能測量每塊印制板上的每個(gè)焊盤，為收集SPC數(shù)據(jù)，這種設(shè)備應(yīng)用有效的統(tǒng)計(jì)技術(shù)可檢測出很多板子上的現(xiàn)場操作出現(xiàn)的關(guān)鍵問題。檢測設(shè)備可將實(shí)際的焊盤測量值與預(yù)置的參數(shù)進(jìn)行比較，并通知操作人員焊膏印記何時(shí)偏離預(yù)先規(guī)定的范圍。 與整塊印制板掃描設(shè)備比較，樣品檢測設(shè)備有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其次，可根據(jù)檢測速度與生產(chǎn)線速度的匹配情況調(diào)節(jié)檢測樣品的數(shù)量，這樣在檢測中就不會(huì)花費(fèi)太多的時(shí)間。2．5自動(dòng)在線整塊印制板檢測設(shè)備 高速整塊印制板檢測設(shè)備是這一領(lǐng)域的最高檔設(shè)備，其能評(píng)估每塊印制板上的每個(gè)檢測點(diǎn)。全掃描還可顯示出焊膏沉積圖形的印記，包括坍塌、凹陷和焊料隆起?！∽詣?dòng)光學(xué)檢測(AOI)設(shè)備 自動(dòng)光學(xué)檢測設(shè)備是目前唯一的一種能夠與組裝生產(chǎn)線保持同步速度并行操作檢測焊膏沉積質(zhì)量的設(shè)備。還應(yīng)用了統(tǒng)計(jì)工藝控制(SPC)軟件工具，并建立了數(shù)據(jù)庫，而且與返修工作站建立了網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。有各種檢查和測試方法使用在電子工業(yè)中。在線測試(ICT, incircuit test)和功能測試有時(shí)也作檢查工具使用，但其能力也是有限的?；蛞韵碌拿荛g距元件要求10倍的放大系數(shù)。對(duì)這個(gè)情況的一個(gè)普通反應(yīng)是減少人為因素，轉(zhuǎn)向眾多的自動(dòng)檢查系統(tǒng)中的一種。市場上有許多系統(tǒng)，價(jià)格范圍很大。　　不管使用哪一種設(shè)備類型，一般的AOI系統(tǒng)的要求應(yīng)該包括精度、可重復(fù)性、速度、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)兼容性、和誤失效與誤接收(當(dāng)使用機(jī)器作錫點(diǎn)品質(zhì)檢查時(shí)的一個(gè)非常普遍的問題)。用這樣一個(gè)集成系統(tǒng)，焊接點(diǎn)或者停止或者繼續(xù)，取決于單個(gè)焊接點(diǎn)熱量輸入要求。缺陷分析可能要求人為干預(yù)和工程判斷。對(duì)這些缺陷的改進(jìn)行動(dòng)是不同的，需要人為的判斷和干預(yù)。　　使用發(fā)現(xiàn)哲學(xué)的人把檢查機(jī)器放在SMT線的很后方 在回流焊接爐之后。因?yàn)樵S多缺陷與錫膏量和印刷品質(zhì)有關(guān)，這是AOI系統(tǒng)的一個(gè)好位置?！　〉诙€(gè)選擇是把AOI系統(tǒng)直接放在射片機(jī)之后。這是一個(gè)好位置，因?yàn)榇蠖鄶?shù)缺陷與密腳元件有關(guān)。