【正文】 pitch)零圖 21 高速機置放圖 25 PCB 傳送系統(tǒng)圖 24 PCB 傳送系統(tǒng)圖 23 單軸結構機械手臂圖 22 MVIIV 旋轉頭圖 26 泛用置放機圖 22 MVIIV 旋轉頭19 / 55件，甚至可使用夾具置放異型(odd form)零件。. 零件置放程序將 PCB BOM 和 CAD 文件結合制作成零件置放的 XY 坐標檔(包含置放角度)和料站檔，再將 XY 坐標檔和料站文件傳入零件置放機。. 零件置放生產考慮準則(1)PCB 尺寸：以 MSR 機臺為例，機器可接受最大尺寸為 510 mm x 460 mm 及零件可置放區(qū)域為 510 mm x 454 mm，而機器可接受最小尺寸為 50 mm x 50 mm 及零件可置放區(qū)域為 50 mm x 42 mm。[PANASERT MSR Specification](2)零件尺寸：高速型置放機以 MSR 機臺為例，機器可接受最大尺寸則 QFP 尺寸為 32 mm x 32 mm，或 BGA 尺寸為 25 mm x 25 mm，而機器可接受最小尺寸為 mm x mm。[PANASERT MSR Specification]泛用型置放機則以 MSF 機臺為例，機器可接受最大尺寸為 55 mm x 55 mm 和最小尺寸為 mm x mm，對連接器(Connecter)而言，機器可接受最大尺寸則為 L 150 mm x H 25 mm。[PANASERT MSF Specification](3)零件包裝：以料帶包裝而言，高速型置放機可接受最大料帶寬度為 44 mm，而泛用型置放機最大寬度則為 88 mm。(4)零件置放機因置放零件產生下壓力，造成 PCB 板彎 (Warpage)，須使用 Support pin(圖 27)或 block 均勻支撐 PCB。[SMT 制程管制辦法 702F208](5)為了有更好的置放質量，PCB 需有三個 Fiducial Mark 提供給零件置放機坐標參考。針對 QFP 和 BGA/CSP 的間距(pitch)以下，則須提供一組 Fiducial Mark。[707F002, 707F202](6)機器置放零件后偏移，先確認零件辨識中心是否偏移，有偏移則修改零件辨識。若無則調整機臺零件置放坐標。(7)機器置放零件后極性反，先確認機臺程序包裝設定方向與零件供料方向是否相同，不相同則選擇正確的包裝設定方向。若相同則修改機臺零件置放坐標角度。(8)生產中高速型置放機吸料率和置放率目標 %，并對零件與裝著頭進行監(jiān)控。[702F208]. 回焊本文系針對新竹現(xiàn)有回焊爐的基本知識及溫度調整的方式作簡單的介紹，希望藉由此工具書所提供的相關數(shù)據(jù)能夠讓工程人員了解回焊制程相關知識，并活用于現(xiàn)場產品生產實作中，回焊制程應用于 SMT生產之示意圖如圖 28。. 何謂回焊： 凡是電子零件，不管有腳無腳，皆可在 PCB 的單面或雙面進行裝配，并與 PCB上預先印刷錫膏的 PAD 進行機械及電性接合，經焊錫過程后，使之搭接成為一體。. 焊錫基礎：圖 27 Support pin圖 28 SMT 生產示意圖20 / 55 焊接動作之所以能夠焊牢，最根本的原因就是焊錫與底銅面金屬之間，產生了 IMC ( Intermetallic Compound Layer) 之金屬間化合物：Cu6Sn5，此接口層正是相互結合力的所在，如圖 29 所示。由于 IMC 層形成的因素為擴散現(xiàn)象，加熱溫度的條件影響力較大。因此在焊錫溫度的管理就變得非常重要。因此所謂焊錫作業(yè)『就是以適當?shù)暮稿a溫度，盡量在最短時間內進行焊錫的事』之意義，其目的就是要盡量降低 IMC 層的厚度。. 溫度曲線分析 reflow 的原理： 藉由一完整 profile 曲線針對各區(qū)域功能分別討論，如圖 30，以利了解到各回焊溫度曲線的定義；首先 PCB進入升溫區(qū)時，使得錫膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，錫膏軟化、塌落、覆蓋了 PAD，將PAD、零件焊點與氧氣隔離；第二 PCB 進入均溫區(qū)時，使 PCB 和零件得到充分的預熱，以防止 PCB 進入回焊區(qū)時因高溫而損壞 PCB 和零件；此時錫膏中的助焊劑潤濕PAD 及零件焊點，并去除氧化層；第三 PCB 進入回焊區(qū)時，此區(qū)段溫度迅速上升使錫膏達到熔融狀態(tài)，并潤濕 PCB 的 PAD 及零件焊點，而形成焊錫接點；最后 PCB 進入冷卻區(qū)，使焊點凝固。在經過一回焊流程后，則完成了焊接的動作。. Reflow 加熱方式的優(yōu)缺點：熱傳導的方式不外乎紅外線 IR 加熱、熱風對流加熱及基板內熱傳導等 3 種，依 SMT 制程需求針對其加熱方法的優(yōu)缺點作比較，如圖 31 所示，論述適當?shù)募訜岱绞剑?1)：紅外線 Reflow 優(yōu)缺點：具有加熱能力高、輸出能力平穩(wěn)的特點，但 PCB 上各種不同零件會有局部溫差，且高低零件間會有熱輻射被阻擋問題而發(fā)生陰影效應造溫度不足。(2) ：熱風 Reflow 優(yōu)缺點：具有 PCB 和零件的溫度接近設定溫度之優(yōu)點解決了紅外線 Reflow 的溫差和陰影效應。但對流氣體的流速易造成零件的位移，及依熱交換方式而言，效率較差等缺點。(3)：紅外線熱風 Reflow 優(yōu)缺點：IR 爐加上熱風使爐內溫度更均勻，是目前較為理想的加熱方式。充分利用了紅外線穿透力強的特點，加熱效率高，同時有效克服了紅外線 reflow 的溫差和陰影效應，并彌補了熱風reflow 對流氣體流速要求過快而造成的影響 。. 新竹廠使用 Reflow 設備的型式新竹廠內現(xiàn)有的 SMT Reflow 設備共 4 種型式，廠家均為FURUKAWA；SMT 各線使用 的 Reflow 設備：(1)SD 線使用XNⅢ745 ，特征為 7 個加熱區(qū)段( 含 4 個上、下紅外線加熱區(qū)段) ；(2)SF 線使用 XNⅢ945，特征為 9個加熱區(qū)段 (含 4 個上、下紅外線加熱區(qū)段。2 個下紅外線加熱區(qū)段) ；(3)SE 線使用 XNK945，特征為 9 個加熱區(qū)段。2個冷卻區(qū)段，如圖 32 所示；(4)SB 線使用 XNJ1145，特征為 11 個加熱區(qū)段。2 個冷卻區(qū)段； . Reflow 溫度設定方法其設定方法為首先先依據(jù)生產的產品類型決定使用 Profile 的形狀；再者決定 Conveyor速度，可由均溫時間、镕錫時間的規(guī)格決定或是由生產 Cycle time 來決定 Conveyor 速度；第三決定熱風/紅外線加熱器溫度；溫度的設定方式可依(1)沒有紅外線加熱器之熱圖 29 焊點之形成圖 30 回焊曲線圖 31 加熱方式比較圖 32 加熱區(qū)/ 冷卻區(qū)圖示21 / 55風 zone 溫度設定為目標值趨近于設定值；(2)有紅外線加熱器之熱風 zone 溫度設定為目標值趨近于設定溫度+0/10 ℃的原則決定加熱器溫度的設定；最后依前 3 項所決定之設定實施量測溫度，再依量測結果作溫度的微調動作。. 測溫注意事項 測溫點的選定：原則上是以 PCB 對角四點及中心位置為選點的考慮，但若 PCB 內零件位置分布較密或有其它特殊規(guī)格零件及要求，例如不易加溫之零件、可能造成熱損壞或冷焊之關鍵零件、耐熱條件較嚴苛的零件 Body…等,則需另外加測點量測該零件位置。 測溫線的安裝：測溫線黏貼及布線注意事項為(1)避免測溫線前端交叉點外還有其它交叉點，如圖 33 所示；(2)測溫線黏貼須注意測溫線測點是否黏貼確實，不可浮動；(3) 測溫線布線盡可能如蛇行一樣比較好，以避免測溫時拉扯影響到焊點量測準確性；(4) 測溫點附近如也有測溫線容易造成量測誤差過大. 溫度量測管制規(guī)格無鉛制程零件溫度管制規(guī)格條件：(1)非 RLC chip 零件及板溫最高溫度須介于230~250℃；RLC chip 零件最高溫度介于 230~260℃；(2)回焊區(qū)溫度高于 217℃以上之時間須介于 40~90 秒；(3) 預熱區(qū)溫度介于 150~180℃以上之時間須介于 60~120 秒；(4)升降溫斜率不可大于 3℃ /秒；(5) BGA 之錫球焊點最高溫度須介于 230~255℃。. 案例分析(1) 墓碑：如圖 34，通常是 chip 零件在遭受急速加熱情況下使零件兩端存在溫差，電極端一邊的錫膏完全熔融后獲得良好的濕潤，而另一邊的錫膏則未完全熔融而引起零件的翹立。預防對策：a：降低兩端 pads的溫差( 在 preheat 階段時必須降低△T)；b：延長 soaking time 時間；c：降低通過 217℃的速率。(2) 氣泡(Voiding)：如圖 35，產生的原因為錫膏熔焊時助焊劑等有機物在焊點凝固前若未能及時浮離，或形成氣體后未能逸出者，則在焊點中形成空洞。預防對策：a：加強氮氣減少氧氣濃度可改善voiding 問題；b：延長 preheating and soaking time，減少回焊時間。(3) 錫未熔：如圖 36，原因為 peak 溫度不足所造成；預防對策：a：提高 peak 溫度；b：PCB 下板間距須保持最少有一片 PCB 的距離。(4) 燈蕊效應：如圖 37 所示，為零件頂端溫度高于 PCB pad 端溫度，當錫膏熔化時則會沿著零件腳爬到零件頂端。預防對策：a：拉長 soak time 時間使零件和 PCB 達到相同溫度；b：使用溫度比率變更方式使 PCB 溫度大于零件。. DIP 制程參數(shù)之制定. 波焊. 波焊的目的 本文系針對波焊原理及制程的基本流程知識作簡單的介紹，希望藉由此文件所提供的數(shù)據(jù)能夠讓工程人員初步了解波焊制程相關知識，并活用于產品生產實作中。. 什么是波焊 波焊是將熔融的液態(tài)焊錫，借由幫浦運轉的作用，配合錫槽圖 33 測溫線黏貼方式圖 34 墓碑效應圖 35 氣泡圖 36 錫未熔圖 37 燈蕊效應圖 38 波峰焊原理22 / 55內部的設計，使錫槽液面形成一特定形狀的錫波面，當插裝 DIP 零件的 PCB 放置于傳送鏈條上，借由傳送經過一特定的浸錫角度及深度，使 PCB 焊接面穿過錫波而實現(xiàn)焊點焊接成型的過程(圖 38)。. 焊點成型 當 PCB 進入焊錫波峰面前端（ A）時，PCB 與零件腳被加熱，并在未離開波峰面（B）之前，整個 PCB 浸在液態(tài)焊錫中，即被液態(tài)焊錫所包覆，但在離開波峰尾端的瞬間，少量的液態(tài)焊錫由于潤濕力的作用，黏附在 PCB PAD 上，且由于表面張力的影響，會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)，此時液態(tài)焊錫與 PCB PAD 之間的潤濕力大于 PAD 間的焊錫的內聚力。因此會形成飽滿且完整的焊點，而離開焊錫波峰尾端的多余焊料，會因為重力的關系，回收到錫槽中(圖 39)。 . 波焊爐架構及功能： 目前公司內所使用的波焊爐設備均為吉電公司鎖生產的波焊爐，其特點為各功能可使用 PC 圖控制方式做調整及管控，便于生產制程的管理；其架構區(qū)分三個部份(圖40)：Flux 噴霧系統(tǒng)、預熱器系統(tǒng)及涌錫系統(tǒng)。功能為：(1) Flux 噴霧系統(tǒng)功能：完成助焊劑的自動涂布。(2)預熱器系統(tǒng)功能： a:使助焊劑中的溶劑成份受熱揮發(fā)，避免溶劑成份高溫氣化發(fā)生暴裂的現(xiàn)象。b：蒸發(fā) PCB 及零件腳的濕氣，防止在過波峰時沸騰產生蒸汽存留在焊錫里面形成中空的焊點或錫洞。c：避免產生的熱沖擊造成 PCB 及零件損傷。(3)涌錫系統(tǒng)功能：液體焊錫經由幫浦作用通過狹窄的噴嘴形成平穩(wěn)波峰使浸錫穩(wěn)定。 波焊焊接流程：插件插件 助助 焊劑焊劑 涂布涂布 PCB預熱預熱 焊接焊接. 波焊制程確認步驟：(1) 首先依據(jù) PCB 特性定義出測溫點量測位置，一般選擇PCB 正背面板溫、PCB 正面零件焊點及 PCB 背面之穿孔零件腳作為測溫點位置。(2) 確認波焊生產制程是否符合需求，如煉條速度、錫波高度及確認錫槽內馬達轉速是否固定，并進行測溫，量測出合適的生產溫度及沾錫秒數(shù)(圖 41)。一般溫度的管制條件為：a：預熱板溫為:100~115 ℃；b：沾錫時間為:3~6 秒；c ：過錫爐時 PCB 正面板溫,最高不可超過 160 ℃等管制規(guī)格。(3) 助焊劑噴灑系統(tǒng)功能確認：先利用 Flux pattern 方法及結果來確認Flux 噴霧壓力、流量、噴霧扇形是否符合需求；Flux pattern 目的及使用的方式是利用將感應紙擺放在 PCB 與合成石治具之間(圖 42)，進入Flux 噴灑區(qū)域進行噴灑，完成后檢驗感應紙上 Flux 噴灑區(qū)域是否均勻適當，藉以判定 Flux 噴灑是否是否符合需求。冷卻冷卻圖 39 焊點形成圖 40 波焊爐架構圖 41 沾錫 Profile 圖 42 助焊劑噴灑23 / 55(4)FAI 制程確認動作：在于確認首 5 片 PCB 過波焊制程后作外觀及Xray 檢驗焊點上錫性是否符合規(guī)格； Xray 檢驗重點及規(guī)格如圖 43(5)產線生產并于每小時 Xray 抽測 2 片 PCB. 焊錫純度管制及 Flux 酸性值測定(1) 新竹廠目前使用之無鉛焊錫為SAC305(%錫+%銀+%銅)及錫鉛焊錫為63/37（63%錫 + 37%鉛）兩種焊錫原料；為預防生產過程波焊爐的液態(tài)焊錫合金成份不佳導致焊點不良問題發(fā)生，因此依照焊錫純度管制作業(yè)(904F211)為每一個月須將各錫爐內之錫取樣化驗一次，檢驗其合金成份是否符合規(guī)格，檢驗規(guī)格如表3。(2) 為準確掌控 Flux的特性，預防新進料之Flux酸性值成份不佳，因此Flux 酸性值測定作業(yè)為在每批Flux 進料時須測試其酸性值，測試標準須符合免洗FLUX