【正文】 腳距上的應(yīng)用遠(yuǎn)比印刷鋼版要困難得多。雷射鉆孔已成為市面上大量采用，因?yàn)榧庸た焖?，且鉆的孔壁會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)角(taper)有利用膠材脫離印刷鋼版。其制程方式是將一金屬或聚合物制成的刮刀在一有特定圖形開孔的薄金屬板上移動(dòng)，把膠材經(jīng)過金屬板上開孔涂布到基板上。但是每一種涂布圖形都需要一個(gè)新的工具。再把這針頭移到基板上需要涂膠的位置，把針頭壓到基板上。因此對(duì)其應(yīng)用材料未來的發(fā)展是可以期待的。以電腦控制的脈沖是不斷的重復(fù)的，直到足夠量的膠材被涂布上去。一外力，基本上是以千分之一脈沖為單位。精準(zhǔn)的位移技術(shù)提供了精確且一致的涂膠量控制，氣壓式涂膠雖然簡(jiǎn)單，但對(duì)于膠材粘度改變卻極為敏感，由于粘度本身受到溫度及時(shí)間、特別是熱固性膠材，在室外溫也有逐漸形成聚合物的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。就針管型含沙射影布機(jī)的制造商而言，它們對(duì)機(jī)器增加了許多新的功能如真空回吸、出口預(yù)熱、旋轉(zhuǎn)式針頭及以程式控制針頭回溯等都能對(duì)許多不同的材料提供良好的結(jié)果。這種方式已成功且廣泛的被電子業(yè)所使用在晶片粘著，對(duì)膠及導(dǎo)電膠的分布。封膠（Cencapsulants），是不導(dǎo)電的膏狀物，用來保護(hù)裸晶及增加組裝品質(zhì)，這些聚合物通常用在保護(hù)COB(chip on board)，覆晶(filp chip)，目前更應(yīng)用到BGA及微小型（micro）BGA上以取代傳統(tǒng)上所使用的加壓注模（Compression molding）。異方性（Anisotropic）導(dǎo)電膠有薄膜狀及膏狀，用來在兩接合面上形成單一方向的電路導(dǎo)通。盡管熱固性比較多見，但這兩種材料都被廣泛的應(yīng)用在電子業(yè)里而且兩者都可以許多種方式來加以分布（dispense）如（表一）。第五步驟：粘著劑/環(huán)氧樹脂和點(diǎn)膠*何為聚合物（Polymer）聚合物是長(zhǎng)鏈狀的巨型分子，最初是自然生成的，目前則是以現(xiàn)代化技術(shù)合成數(shù)千種成份組合而成。因此印刷機(jī)的發(fā)展也正針對(duì)一方向，印刷頭的參數(shù)以程式控制，在印刷時(shí)能自動(dòng)對(duì)位及校正，印刷鋼版自動(dòng)清洗，換線高速時(shí)間最小化及自動(dòng)制程監(jiān)控。解決方式英明必須使用目前最新且進(jìn)步的印刷機(jī)器，這類型的機(jī)器容許交PC板旋轉(zhuǎn)到和刮刀行程同一方向以求得最佳的印刷角度。 “基板處理”從非常薄、小、雙面的PCMCIA基板到特別厚、大的基板，如何在印刷過程處理好基板是現(xiàn)代制程所面臨的新的課題。 “開孔面積”也決定了被印到基材上材料的量。因其有高的耐久行及對(duì)抗化學(xué)的侵蝕力，但對(duì)鉬這種材料而言則有著更好的平滑性及更直的孔壁。對(duì)于混合使用不同元件接腳間距的基板而言，建議使用階梯狀，有著不同厚度，在不同部位的印刷鋼版式。 ，且容許的誤差要保持在177。然而印刷的基本原理依舊，只是在一些使用上有些步驟被加以改進(jìn)及精密度要求更嚴(yán)格。檢視的目的就是在確定適當(dāng)?shù)捏w積及定位。此外還有許多可選參數(shù)；不過這些則依印刷機(jī)制造廠商之間而不同，如開孔開頭角度/速度及印刷底板回彈距離（Snapoff）等參數(shù)的決定都是為了求得最有效的印刷效率及結(jié)果。使用的材料（錫膏或黏著劑）及PC板上元件接腳的間距都會(huì)影響對(duì)位的準(zhǔn)確性。 同時(shí)，對(duì)于元件接腳間距在底板上的分布情形也要十分明了這樣才能選取一適當(dāng)顆粒尺寸的錫膏以使印刷有最佳的結(jié)果如（表一）。 僅管鋼版印刷設(shè)備從最簡(jiǎn)單的小型人工操作冶具到大型全自動(dòng)機(jī)臺(tái)一應(yīng)俱全，但錫膏印刷的基本方式依然不變，簡(jiǎn)言之也就是將PC板放到或是運(yùn)到工作臺(tái)面，以真空或是冶具固定PC板，將鋼版和PC板定位好，把錫膏或是導(dǎo)電膠以刮刀緩慢的壓擠過鋼版上的小開孔再使其附著到PC板上焊墊上。提升系統(tǒng)熱處理能力，包含使用最大熱傳導(dǎo)材料第四步驟：印刷 由于構(gòu)裝技術(shù)及材料上的進(jìn)步，使得目前有大量新的技術(shù)如覆晶(filpchip),COB(chiponboard)，PCMCIA及BGA等可供使用。水溶或免洗波焊助焊劑，在大氣或氮?dú)猸h(huán)境*對(duì)未來技術(shù)而言：印刷錫膏元件及基板的設(shè)計(jì)及材料都必須能有效的散熱，而焊錫接點(diǎn)也被期望在相對(duì)其他復(fù)合材料能散出更多的熱，如（表一）所示。圖二、CBGA焊錫接點(diǎn)在經(jīng)歷0到100℃，3000周期后裂痕成長(zhǎng)圖三、CCGA焊錫接點(diǎn)在經(jīng)歷0到100℃，3000周期后裂良成長(zhǎng) “系統(tǒng)熱管理”是另一重要要素。另一方面而言，一無接腳的陶瓷元件載具（LCCC）其裂痕起始于接近元件及焊錫界面的焊錫上，其后裂痕再逐漸生長(zhǎng)直到穿過整個(gè)焊點(diǎn)。圖一、加速計(jì)元件，可看見表面的結(jié)構(gòu)及三種層級(jí)的連結(jié)。它是對(duì)材料施加以極限溫度周期測(cè)試，也就是一熱疲勞破壞測(cè)式模式。因此焊錫在不產(chǎn)生永久形變下所能承受的靜態(tài)負(fù)載是不能和疲勞抗力相提并論。然而潛變現(xiàn)象，只有在到達(dá)起始溫度時(shí)才變得明顯。盡管應(yīng)力可以由拉力、壓力或剪力來表示，但大部份的合金對(duì)剪力的抗力要小于對(duì)拉力或是壓力。(Solutionhardening)，當(dāng)在錫/鉛成份中加入額外的銻會(huì)增加合金的強(qiáng)度。而且在重新結(jié)晶過程中會(huì)產(chǎn)生一組新的、無應(yīng)變的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可以明顯的看到一形成晶粒及結(jié)晶成長(zhǎng)的過程?；旧虾稿a本身對(duì)接點(diǎn)缺陷相當(dāng)敏感，且有回復(fù)原狀的特性。連續(xù)的或周期性的塑性形變終會(huì)導(dǎo)致腳上的焊錫接點(diǎn)破裂。也就是說當(dāng)熔融金屬表面能量愈低時(shí)愈容易沾（Wet）上焊墊，在此要注意的是助焊劑是幫助“增加”焊墊表面的能量而不是如一般文獻(xiàn)上所說的降低。 “表面張力”，熔融焊錫的表面張力和沾錫能力（Wettability）也就是和焊錫能力（Solderability）息息相關(guān)。 一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)的組裝包含了一FR4的板子，焊錫及有接腳或無接腳的元件，它們CTE分別是FR4，℃；63錫/37鉛：℃；℃及三氧化二鋁（A12O3）℃。焊錫的電阻亦為塑性形變程度所影響（增加）。就理論上而言，電的導(dǎo)通是由帶負(fù)電的電子或正電的離子在電場(chǎng)下由一位置移動(dòng)到另一位置。錫膏合金成份組成的選擇必須能和使用上的最糟狀況相符合，因此合金的液化溫度必須至少高于使用最高溫度的兩倍以上。焊錫所附帶的助焊劑可分為三種，RMA（松香、溫和反應(yīng)）以溶劑清洗，水溶性以水清洗或免洗。就母板層級(jí)的元件組裝而言則限制以低溫的錫鉛或錫鉛銀合金，這是因?yàn)槟赴宓闹饕牧蠟椴荒透邷氐腇R4。一般的合金成份包括：錫/鉛，錫/銀，錫/銻，錫/鉍，錫/銦，錫/鉛/銀，錫/鉛/銻，錫/鉛/鉍，錫/鉛/銦，鉛/銦，鉛/銀，鉛/銻。保持將資訊回復(fù)給量產(chǎn)單位，才能保持高的生產(chǎn)良率。所有的問題都必須告知制程單位，如此才能調(diào)整放置位置及焊接程式以求最高良率。同時(shí)也要測(cè)驗(yàn)一些已知故障元件位置的板子，已確認(rèn)機(jī)臺(tái)可以偵測(cè)出且指出故障之元件。步驟2：選擇測(cè)試設(shè)備，花錢去買或建立一套測(cè)試設(shè)備，但欲無法因這臺(tái)設(shè)備而回收其投資下去的錢，這是誰也不會(huì)去做的事。因?yàn)閷?duì)一插件業(yè)者而言是不會(huì)沒有測(cè)試設(shè)備的，而這設(shè)備也可用于表面粘著元件。此方法盡管非常有效但并未被廣泛使用。對(duì)軍需產(chǎn)品或醫(yī)療用的板子進(jìn)行ESS測(cè)試是很平常的，但對(duì)一般量產(chǎn)商品進(jìn)行此測(cè)試動(dòng)作則不常見。盡管在平穩(wěn)及充裕的環(huán)境下，想要分辯出焊錫接點(diǎn)的可靠性是不可能的，但測(cè)試設(shè)備仍可以確保電性上的接觸是完整且良好的。 Test jet(HP)技術(shù)，在1992年由ICT發(fā)展出業(yè)，可以用來判定元件之每一接腳是否有良好的電性接觸（如圖一所示）。于是在轉(zhuǎn)換制程時(shí)，測(cè)試工程師也要能立即將測(cè)試方式修改為偵測(cè)空焊為主的方式。下列就是包含一假想處理器的清單1000個(gè)點(diǎn)800個(gè)非連續(xù)性元件60個(gè)小/中型科體元件9個(gè)數(shù)位元件40到4腳3個(gè)72到80腳元件5個(gè)100到128腳元件3個(gè)200到208腳元件20個(gè)連接器 假設(shè)每一元件都有可能損壞，且制程上也可能產(chǎn)生故障，有90%的良率可通過ICT測(cè)試，有90%可通過FCT，這也表示會(huì)有12%的產(chǎn)品會(huì)發(fā)生問題，且必須依賴測(cè)試把有缺陷的產(chǎn)品找出，并確定問題發(fā)生在何處。對(duì)數(shù)位電路而言，一般使用的技術(shù)是將資料存在探針后方的記憶體上。市面上有許多現(xiàn)成的軟體可供Rackand Stack測(cè)試時(shí)使用。 在測(cè)試定速器板或其他類比電路板時(shí)要用到“Packandstack”測(cè)試機(jī)，因?yàn)镸ockUp不能精確且充分的進(jìn)行測(cè)試。以上都是FCT所應(yīng)用的領(lǐng)域。一般而言，MDA并不能測(cè)試數(shù)位元件的真正功能，所以還要其他的方法。短路測(cè)試通常是第一個(gè)執(zhí)行的，以確定是否有空焊或其他短路。*ICT測(cè)試 在一針床冶具上測(cè)試板子，一次測(cè)一個(gè)元件。 在設(shè)計(jì)一測(cè)試流程時(shí)，工程師有許多選擇，從單一測(cè)試機(jī)臺(tái)到一整個(gè)測(cè)試工廠都有。有著完整的計(jì)劃及一清晰易懂的組裝流程步驟及需求，設(shè)計(jì)者可以更容易準(zhǔn)確出一符合生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品。Gerber file或IPCD350用來制作板子的資料也常在擇寫機(jī)器程式，開印刷鋼版及制造測(cè)試冶具時(shí)被用到。圖三、在雙面回焊后使用選擇性波峰焊錫時(shí)，表面粘著元件和插件式元件接腳要保持一定的距離，以確保錫流能順利流過這些焊點(diǎn)。選擇性波峰焊錫法，是先用簡(jiǎn)單的冶具將先前以回焊方式裝上的元件遮蔽起來，再去過錫爐。波峰焊錫法可用來焊接有接腳元件及部分表面粘著元件，但要注意的是，這些元件必須先以環(huán)氣樹脂固定，才能暴露在熔融的錫爐里。PC板通常都是采用混載制程，也就是包含了穿孔元件在板子上。有些方式可供選擇：表面粘著元件在單面或雙面、表面粘著元件及微細(xì)腳距元件在單面或雙面。*決定最有效率之組裝對(duì)所有的產(chǎn)品都提供相同的組裝程序是不切實(shí)際的。然而，錫量不足及非常小的短路則只有依賴電性測(cè)試來檢查。特別是針對(duì)微細(xì)腳距的組裝，更需要依賴自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備的探針，來量測(cè)所有線路上相通的點(diǎn)或元件間相聯(lián)的線。使用權(quán)如，如要使用ICT測(cè)試時(shí)就要考慮在線路上，設(shè)計(jì)一些控針能接觸的測(cè)試點(diǎn)。組裝計(jì)劃必須一開始的設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到。舉例說明，SOIC元件供應(yīng)者來自北美及歐洲者都能符合EIZ標(biāo)準(zhǔn)，而日本產(chǎn)品則是以EIAJ為其外觀設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。若是距離不足，也會(huì)妨礙到元件的檢視和重工等工作。 波峰焊錫一般使用在比較低、矮的元件如二極體及電晶體等。一些有極性的元件的極性，其放置方向是早在整個(gè)線路設(shè)計(jì)就已決定，制程工程師在了解其線路功能后，決定放置元件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的元件都是可以增進(jìn)其效率的。*表面粘著元件放置方位的一致性盡管將所有元件的放置方位，設(shè)計(jì)成一樣不是完全必要的，但是對(duì)同一類型元件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。 焊墊外型尺寸及間距一般是遵循IPCSM782A的規(guī)范。 舉例說明，可適用于標(biāo)準(zhǔn)型及ASIC元件上。 在將樣本放上表面粘著元件（SMD）并經(jīng)過回焊后，品管及工程人員需一一檢視元件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細(xì)記錄被動(dòng)元件及多腳數(shù)元件的對(duì)位狀況。在評(píng)估焊點(diǎn)的品質(zhì)的同時(shí)，也要一起評(píng)估PC板在經(jīng)歷回焊后外觀及尺寸的反應(yīng)。其中包含了XY軸座標(biāo)位置、測(cè)試需求、概要圖形、線路圖及測(cè)試點(diǎn)的XY座標(biāo)。*量產(chǎn)設(shè)計(jì) 量產(chǎn)設(shè)計(jì)包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測(cè)性及可靠性，而且是以書面文件需求為起點(diǎn)。 鑒于我廠SMT應(yīng)用日見其廣，而系統(tǒng)的理論介紹尚未形成，所以將臺(tái)灣SMT協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)謝榮仁先生推薦的，由周意工先生編譯的《SMT十大步驟》編輯，使之成為我們的教科書，以達(dá)到提升我們SMT產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，增加競(jìng)爭(zhēng)力的目的。 臺(tái)灣島內(nèi)SMT技術(shù)最早由工研院電子所于1984年自國(guó)外引進(jìn)技術(shù)以來，SMT科技水準(zhǔn)不斷提升，后來1993年底由產(chǎn)、官、學(xué)、研界成立“表面粘著技術(shù)協(xié)會(huì)；SMT協(xié)會(huì)”，積極推動(dòng)SMT技術(shù)交流、出版SMT相關(guān)書刊、舉辦SMT學(xué)術(shù)研討會(huì)議…等活動(dòng)，使得表面粘著技術(shù)產(chǎn)業(yè)近十幾年來在島內(nèi)蓬勃發(fā)展，電子資訊及相關(guān)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上都站有舉足輕重的地位。了解這些則及規(guī)范后，設(shè)計(jì)者才能研發(fā)出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需求的產(chǎn)品。 在磁片上的CAD資料對(duì)開發(fā)測(cè)試及制程冶具，及編寫自動(dòng)化組裝設(shè)備程式等有極大的幫助。接下來就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機(jī)的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。舉例說明，建議使用雷射來掃描生一PC板面上所印的錫膏體積。元件密度及復(fù)雜度都遠(yuǎn)大于目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品，若是要進(jìn)入量產(chǎn)階段，必須再修正一些參數(shù)后方可投入生產(chǎn)線。圖一、微細(xì)腳距元件之焊墊應(yīng)有最小及最大之誤差容許值。對(duì)于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的元件而言，適度的調(diào)整焊墊尺寸是有其必要的。但若是要過波峰焊錫爐，那元件就必須統(tǒng)一其方位以減少其暴露在錫流的時(shí)間。舉例說明，當(dāng)高的元件太靠近一微細(xì)腳距的元件時(shí)，不僅會(huì)陰擋了檢視接腳焊點(diǎn)的視線也同時(shí)阻礙了重工或重工時(shí)所使用的工具。為保證焊錫能接觸到每一個(gè)接點(diǎn)，高的元件要和低、矮的元件，保持一定的距離以避免遮蔽效應(yīng)。設(shè)計(jì)者可發(fā)現(xiàn)已有些國(guó)家建立了類似的標(biāo)準(zhǔn)，元件的外觀或許相似，但是其元件之引腳角度欲因生產(chǎn)國(guó)家之不同而有所差異。一復(fù)雜的設(shè)計(jì)可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設(shè)計(jì)者沒注意到制程細(xì)節(jié)的話，也會(huì)變得非常的困難的。*測(cè)試及修補(bǔ) 通常使用桌上小型測(cè)試工具來偵測(cè)元件或制程缺失是相當(dāng)不準(zhǔn)確且費(fèi)時(shí)的，測(cè)試方式必須在設(shè)計(jì)時(shí)就加以考慮進(jìn)去。 若是測(cè)試控針無法接觸到線路上每一共通的接點(diǎn)（cimmon junction）時(shí)，則要個(gè)別量測(cè)每一元件是無法辦到的。（圖二）所示為可以目視看到的焊錫接點(diǎn)不良。僅管在高密度微細(xì)腳距的PC板上有小的導(dǎo)通孔（via）墊可供探針接觸，但一般仍會(huì)希望加大此導(dǎo)通孔墊以供使用。整個(gè)產(chǎn)品上元件密度的升高及高比率使用微細(xì)腳距元件都將使得組裝（測(cè)試及檢視）的困難度大幅提高。另一件則是混載制程。*回焊焊接 回焊焊接是使用錫、鉛合金為成份的錫膏再以非接觸的加熱方式如紅外線、熱風(fēng)等，將其加熱液化。設(shè)計(jì)者在使用主動(dòng)元件于波峰焊錫中要特別的注意。較高的元件（高于3mm）最好是放到第一面，以免拉加冶具的厚度（如圖三所示）。*冶具開發(fā)文件 開發(fā)PC板組裝用冶具需要詳細(xì)如CAD等的資料。*結(jié)論 工程師可能會(huì)使用數(shù)種不同的成熟制程方式，來焊接許多種類的元件到基板上面。然而，一“理想”的測(cè)試則需包含以下各項(xiàng)：基板產(chǎn)量、復(fù)雜度及尺寸、技術(shù)之應(yīng)用（RF、CRU或類比式），測(cè)試預(yù)算及不論是否要用上的為測(cè)試而設(shè)計(jì)的理念。即然在測(cè)試市場(chǎng)上早已有現(xiàn)成的測(cè)試機(jī)臺(tái)可以符合需求，我們只要選擇合適的來使用即可。當(dāng)和板上所有的點(diǎn)接觸可偵測(cè)到板上所有類比或數(shù)位元件，并