【正文】 t process）提供制程工程師，一次就將回焊元件及插件式元件焊接好的方式，將一計算過的錫膏量放置到每一穿孔焊墊的四周，當(dāng)錫膏熔化時會自動流入穿孔內(nèi)，填滿孔穴并完成焊接接點。以下幾種連線生產(chǎn)方式可供參考：回焊焊接、雙面回焊焊接、回焊/波峰焊錫、雙面回焊/波峰焊錫、雙面回焊/選擇性波峰焊錫等方式。當(dāng)制程復(fù)雜度升高時，費用也隨之上升。 圖二、焊點缺陷，以目視檢測，包括因接腳共平面問題所造成的空焊及短路，自動測試機在發(fā)現(xiàn)肉眼無法檢測出的缺陷時，是有其存在的必要的。測試系統(tǒng)內(nèi)有事先寫好的程式，可對每一元件的功能加以測試，可指出那一元件是故障或是放置錯誤，并可判別焊錫接點是否良好。要注意的是就算是符合EIAJ標準，不同公司生產(chǎn)的元件其外觀上也不完全相同。小型元件如SOIC等也可使用在波峰焊錫上，但是要注意的是有些元件無法承受直接暴露在錫爐的高熱下。對一復(fù)雜的板子而言有接腳的元件，通常都有相同的放置方位以節(jié)省時間。對這些元件而言其工業(yè)標準有非常完的容許誤差，就（如圖一）所示。同樣的檢驗方式也可應(yīng)用在波峰焊錫的制程上。 一份完整且清晰的組裝文件，對從設(shè)計到制造一系列轉(zhuǎn)換而言，是絕對必要的也是成功的保證。 表面貼裝技術(shù) （Surface Mount Technology） 十 大 步 驟 序言 表面粘著技術(shù)（Surface Mount TechnologySMT）是目前最被廣泛運用在高科技資訊電子產(chǎn)業(yè)，而該項產(chǎn)業(yè)中如電腦主機板、筆記型電腦、多媒體介面、印刷電路板、積體電路的晶片加工及包裝等，這些產(chǎn)品的制造過程皆應(yīng)用到SMT技術(shù)，也就是這種SMT技術(shù)被廣泛應(yīng)用，造成其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。其相關(guān)文件及CAD資料清單包括材料清單BOM、合格廠商名單、組裝細節(jié)、特殊組裝指引、PC板制造細節(jié)及磁片內(nèi)含Gerber資料或是IPCD350程式。*組裝制程發(fā)展 這一步驟包含了對每一機械動作，以肉眼及自動化視覺裝置進行不間斷的監(jiān)控。正因為元件供應(yīng)商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊墊尺寸必須要為此元件量身定制，或是進行再修改才能真正提高組裝良率。原因是因為放置元件的抓頭能自由旋轉(zhuǎn)，所以沒有這方面的問題。 為了確組裝品質(zhì)的一致性，元件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。*為提高生產(chǎn)效率而設(shè)計 組裝板子可以是相當(dāng)簡單，也可是非常復(fù)雜，全視元件的形能及密度來決定。在偵測錯誤上還應(yīng)包含元件接點間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現(xiàn)象。由于第一面及第二面的元件密度可能完全相同，所以傳統(tǒng)所使用的測試方式可能無法偵測全部錯誤。舉例說明，在設(shè)計微細腳距元件于一面或雙面之前，設(shè)計者必須了解到此一制程的困難度及所需費用。 回焊/波峰焊錫及雙面回焊/波峰焊錫，需要先用環(huán)氣樹脂將第二面的表面粘著元件全部固定起來（元件會暴露在熔融的錫中）。當(dāng)使用這種方式時元件必須要能承受回焊時的高溫。第二步驟：測試設(shè)計 在市面上有無數(shù)的測試技術(shù)及設(shè)計來供測試工程師選用，以達到利用最少花費完成最多樣的測試。這些針底部是以彈簧為材料，用來和板子上元件的接腳或是測試點接觸。*功能卡測試（FCT） 在FCT之下板子會在自己的環(huán)境下來測試其功能及速度。IEEE OR VXI一控制儀器是最常被用到的。一般而言在使用此技術(shù)時是模擬設(shè)計者的設(shè)計規(guī)范，如此就可以使用此種探針或其他測試工具來找出有缺陷的元件所在。對數(shù)位或類比電源元件（擴大器、整流器等）以傳統(tǒng)的ICT及FCT測試就可以確定元件是否焊接良好。 環(huán)境應(yīng)力節(jié)選（ESS）可施以熱或重量負載于一板子上，進而造成替在性的故障。目前市上的測試機臺幾乎都有提供這種BS測試法為標準式選用設(shè)備。步驟3：采購冶具及程式，這是任何計劃成功的關(guān)鍵，這事可以由公司內(nèi)部的技術(shù)人員來完成，也可以交給外界專業(yè)測試公司來協(xié)助完成。而這些資訊也都要告知量產(chǎn)單位。當(dāng)然啦，低溫或接近低溫的合金如60錫/40鉛，62錫/36鉛/2銀和63錫/37鉛也可以直接使用須晶片上。液化溫度是和溶化溫度及固體軟化溫度相同。對焊錫而言，導(dǎo)電性主要由電子流動來進行，電阻則隨溫度上升而上升。兩個主要的材料特性掌握CTE的大??；晶體結(jié)構(gòu)及熔點。塑性形變主要是焊錫結(jié)晶而相互間有剪力發(fā)生所造成的。 重新結(jié)晶（Recrystalization）是另一常見于焊錫接點上的現(xiàn)象。最后，超級塑性（Super Plastic）的焊錫行為則可在結(jié)合了低的應(yīng)力、高溫及低應(yīng)變率下得到。 疲勞是指合金在交互的應(yīng)力作用下發(fā)生故障?？傃灾?，焊錫對溫升基本上遵行材料特性。對CBGA而言則發(fā)生在如（圖二）所示的界面上。 K）銅400金320花架（lead frame）160矽80焊錫（63錫/37鉛）50鋁（A12O3）35導(dǎo)電膠5基板（IR4，BT）*現(xiàn)在及未來展望焊錫及PC板組裝上用的錫膏可被整理如下：*對目前的技術(shù)而言：環(huán)境容許的材料及制程*基本步驟 材料準備：目前表面黏著印刷用的材料不再局限在錫膏，也可能是導(dǎo)電膠或不導(dǎo)電膠。在半自動或全自動的印刷機上，刮刀的速度、壓力、下降點及行程都可以程式控制并被儲存起來以備將來使用時仍可保持同樣的印刷品質(zhì)。在使用完畢后印鋼版板必須要徹底的清洗干凈以去除所有的殘留物，以確保未來印刷不會出現(xiàn)問題。就一般原則，其計算公式如下： 開孔孔壁面積面積比= 開孔面積 2 X T X（L+W） = L X WT=印刷底板厚度L=開孔長度W=開孔寬度重新安排可得T X (L X W)T= L+W舉例說明：有一50mil接腳間距的元件其每雙接腳的焊墊寬為24mil長為50mil，則T就是（L=50mil, W=24mil ）T=(50X24)/(50+24)=因此對這一微細接角間距以雷射來切割至于其他地區(qū)則以傳統(tǒng)蝕刻方式來加工，不失為一節(jié)省費用的加工方式。新式的機器可以經(jīng)由網(wǎng)路直接輸入CAD數(shù)據(jù)且有全自動的支撐柱或移到需要的地方，完全不需要在制程時再去煩惱。愈來愈細小的元件接腳間距，逐漸增加的元件密度及先進的接腳設(shè)計都使得制程控制上難度不斷提升，為了跟上時代的腳步，在市場的要求下，量產(chǎn)更快更好的產(chǎn)品壓力也愈來愈大。雖然目前大部分的產(chǎn)品是環(huán)氧基樹脂的膏狀物，但由于更快及更簡單的制程方式使得熱塑性的軟膏及薄膜正不斷的增大其市場占有率。應(yīng)用在打線的晶片或是TAB元件上通常稱為球狀上蓋（glob top）。有許多制造部都能提供單頭或多頭式可程式控制的機臺，供許我不同的客戶選用。造成單一顆液體被射出。針轉(zhuǎn)?。╬in transfer）是將針以陣列方式排列成所要涂布的圖形。印刷鋼板（stencil）一般都是表面粘著組裝時用來錫膏印刷到基板上用的。網(wǎng)版印刷方式基本上是從古老的印刷技術(shù)發(fā)展而來的。膠片粘著，有幾種粘著劑如熱塑性晶片粘著劑及異方性導(dǎo)電膠等就是制成這種干的薄片形式。*聚合物處理方式熱膠性膠材是有機物，但是卻和無機的焊錫相類似，在制程上先加熱到液狀，接著是冷卻固化。由于不需使用助焊劑所以不需要加熱曲線來活化作用，也不需要惰性氣體，只需要最簡單的升溫及冷卻就夠了。這種情形特別容易發(fā)生在鉭元素制的電容或其他如SOIC或PLCC等有極性的元件上。今天元件置放機可分為四大類：可連線的(inline)，同時的(simultaneous)，連續(xù)性的(sequential) 及連續(xù)且同時的，邊疆設(shè)備是以一系列固定位置的置放機器將元件一一放到順著軌道移動的PC板上。便宜的機種（2~10萬美金）被許多公司用來做為雛型產(chǎn)品生產(chǎn)用。這些問題可應(yīng)用在如何減少選擇的對象，并以加重計分方式來增加某些特殊需求，這些需求包含了：要處理哪能些種類的元件？這些元件是以成堆，盒裝或卷帶式包裝？它們是否是微細腳距的元件？有多少種元件要使用？要作用什么樣的主機板？量產(chǎn)速度是多少？*選擇參數(shù)最大基板尺寸：雖然許多元件放置機是針對混載制程所開發(fā)出來的，只能加工小盡寸的基板，但對表面粘著而言，使用12X18”或甚至18X18”的大型基板都是常有的事。為了使視覺系統(tǒng)能發(fā)揮其真正的作用，機器的硬體必須有足夠的解析度及重復(fù)精確度才可。對某些公司而言，為達到其工作彈性及生產(chǎn)速度上的需求會將多臺不同類型的機臺組合在一起使用，而不僅僅只用一臺放置機臺。其最大的成果是這種免洗的波峰焊錫制成產(chǎn)品幾乎可以符合軍規(guī)上潔凈度的要求。有趣的是，一直到現(xiàn)在才有工程師注意到在回焊時板子中間會有下陷的情形發(fā)生，就如同在波峰焊錫爐上一樣（不知是否是因為沒看見所以也就沒想到？）。*缺陷處理許多缺陷的確存在于波峰焊錫及回焊中，但絕大多數(shù)在經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ淘O(shè)計及維型生產(chǎn)后都可以避免。焊接短路在一SOP（smalloutline package）元件接腳上，通常是由于不正確的設(shè)計規(guī)范，如超過一特定寬度的焊墊或是焊接長度不足以疏通多余的錫量如（圖二）。 對SOIC元件而言，在焊接時如要避免短路而故意使用較長的焊墊以分散焊錫時，通常焊墊延伸的方向會壓在焊墊的尾端而不是在元件端?？梢試栏窨刂品篮钙岷穸鹊姆绞揭员苊鈨?nèi)部聚集太多的助焊劑。對實際測試而言，將一樣本PC板以一熱板或重修工作臺(rework station)加以回焊也可以對制程加以驗證。通常會發(fā)生的狀況是在經(jīng)過回焊時由于焊墊本身沾錫不良或是太慢，使得焊錫無法由焊墊上流到接腳上面。*經(jīng)驗的重要成功解決焊點上的問題大部分都是依賴經(jīng)驗，但經(jīng)驗則通常依賴直覺。雖然我們不想花太多的力氣去說明什么是氟氯碳化物，什么是臭氧層，什么是蒙特婁公約，但是了解為什么要清洗及了解殘留物卻是必須的。即使在工作人員都戴上手套，其清潔程度也只和工作人員都戴上手套，其清潔程度也只和工作人員相同，而他們可能也是離子的污染源之一。如果選擇是有機揮發(fā)性化合物（VOC）或會造成溫室效應(yīng)（ODS），那就有可能成為下一波被禁止使用的對象。在適當(dāng)?shù)臓顩r下超音波可以是一有用的工具，但是故障的機率仍然存在，而且某些元件在某些環(huán)境應(yīng)用下可能會產(chǎn)生故障。就實際而言，免洗制程需要一全新的方式來組裝PC板。遇到這種情形時，就算是使用免洗制程也是徒勞無功的，一切還是顧客至上。 對今日的PC板組裝業(yè)，在面對清洗時可以有許多的選擇，當(dāng)然免洗制程也是其中之一。*測試技巧 除了目視檢測外，還有許多不同的檢測方式，這些檢測各有不同的功能、偵錯范圍及價錢。 最普通的目視檢測是用來檢測回焊后的焊錫接點。此外這種技術(shù)也不能用來檢測密度較高的J型腳元件，超微細腳距的QFP及陳列型能的覆晶或BGA元件。 自動光學(xué)檢測（AOI）系統(tǒng)使用數(shù)個光源，通常是以程式控制的LED及數(shù)個攝影機以照明及攝取不同角度的焊錫接點影像。相形之下元件及PC板就在太反光。 整體性制程測試系統(tǒng)。由于接腳的尺寸不同所以需要不同的放大倍率來觀察，如以4倍放大率來觀察普通腳距，以15倍來觀察微細腳距。組裝業(yè)者必須要了解每一種技術(shù)本身的優(yōu)缺點及那一種技術(shù)是最適合自己的，這樣才能在制程檢測時獲得最佳的結(jié)果。第九步驟：測試與檢驗 PCB板組裝業(yè)者一直都在組裝的生產(chǎn)過程中保有某些程度的檢視方式。*全盤考量 不論是用那一種制程方式，在應(yīng)用前一定要先考慮兩件事情。也因此這些元件的品質(zhì)和數(shù)量也要和以往采購的標準有所不同才可以。水溶性助焊劑可以提供良好的助焊能力因為有著較強的侵濁力，但也因此如果沒有清洗干凈將會造成問題。*從溶劑到設(shè)備一旦確定要使用那一種化學(xué)溶劑，就可以選定要使用那一種機器設(shè)備，制程及參數(shù)設(shè)定：單機或是連續(xù)、清洗時間及溫度、噴灑角度及壓力、輸送帶速度、進水品質(zhì)、干燥時間及溫度及為了使用低活性的助焊劑能清洗干凈所用的超音波清洗裝置之能量。有時候甚至?xí)羞m合某廠的產(chǎn)品可能有會對別工廠造成嚴重的傷害。離子殘留物在氣的環(huán)境下會導(dǎo)電造成焊錫接點的短路及腐蝕。在這提示一下，每當(dāng)解決一個問題時都用筆式電腦記錄下來，不然就算今天解決了問題，可能下個月又會要再重新面對一次，傷一次腦筋。所以當(dāng)這種現(xiàn)象一旦發(fā)生時不要立即認為是錫膏印刷上出的問題。它們的產(chǎn)生是由于錫膏原本就被印刷在元件的下方，然后在回焊時被擠出來所造成的。對波峰焊錫及錫膏印刷（回焊）兩者而言，防焊漆的厚度應(yīng)該要至少和焊墊高度相同，當(dāng)然能低一些是最好。 焊錫不足或是空焊的產(chǎn)生可能有三種情形：助焊劑氣體噴出，防焊漆厚度不均勻及錫波太低。就接腳本身沾錫能力而其腳和塑膠的界面也是容易造成短咱的位置。以下就是幾個實例：小錫球：總是出現(xiàn)在波峰焊錫中。這一技術(shù)早已為波焊法所使用。 波峰焊錫法既然已如此進步，更不用說主流的回焊法。盡管波峰焊錫法已有多年（也還會持續(xù)許久）。粘著劑涂布能力，在通過波焊錫爐前以非導(dǎo)電性的粘劑將元件暫時固定在PC板上。這對于機放置元件的種類有著密切的關(guān)系。評估和選擇是很復(fù)雜的工作，特別是在元件和進料器都還未標準化。連續(xù)且同時的放置設(shè)備也是以一套軟體來控制一組放置抓頭在XY軸平面上將元件放在PC板上。對于放置點若是涂有錫膏則其放置精度會比涂有粘著劑的要差一些。設(shè)備上所使用的進料器(feeder)形式也是決定量產(chǎn)速成度及元件放置可靠度的重要因素之一。這種涂布用的膏材會因加熱使溶劑揮發(fā)而逐漸變硬。在應(yīng)用上是把晶片或是其他元件對位，壓在薄膠上方再加熱使膠反應(yīng)而生產(chǎn)粘性。但由于網(wǎng)孔間有網(wǎng)線通過，降低且限制膠材通過，所以在微細腳距上的應(yīng)用遠比印刷鋼版要困難得多。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，把膠材經(jīng)過金屬板上開孔涂布到基板上。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