SMT IPQC培训教材.docx

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SMTIPQC培训教材

内容概要

1运输,储存和生产环境◆

1.1一般运输和储存条件;◆

1.2锡膏的储存,管理,作业条件;◆

1.3印刷电路板（PWB）的储存,管理,作业条件;◆

1.4点胶用的红胶储存条件;◆

1.5针对不同类型的电子元器件,在仓库货架上最大的储存时间;

1.5.1期满物料处理

1.5.2湿度敏感等级

1.6湿度敏感组件的烘烤条件;◆

1.6.1干燥（烘烤）限制

1.7干燥箱储存的环境条件;◆

1.8锡膏的规格;◆

2钢网印刷制程规范★

2.1刮刀;

2.2钢板;★

2.3真空支座;★

2.4钢网印刷的参数设定;★★

2.5印刷结果的确认.;★

3自动光学检查（AOI）的相关规范◆

3.1AOI一般在生产线中的位置;

3.2AOI检查的优点,好处;

3.3组件和锡膏的抓取报警设定;◆

4贴片制程规格

4.1吸嘴

4.2Feeders

4.3NC程序

4.4零件的参数及识别的处理

4.5贴片制程管理数据兼容表

5热风回流焊的相关设定规范★

5.1ReflowPorfile的测量仪器;

5.2ReflowPorfile的测量方法;◆

6标准有铅制程

6.1.1推荐回焊炉参数设置

7无铅制程

7.1无铅制程回焊炉定义

7.2通用无铅profile规格

7.3无铅制程中标准板基本profile规格

7.4无铅制程参数设置

7.5产品板PWB回焊炉profile量测

8点胶制程

8.1通用

8.2CSP组件之分配类型

9人工焊接工站及维修方法的相关标准

10目检/错误类型/缺点定义/训练材料之定义

11相关参考文档

1.一般运输和储存条件

1.1一般运输及储存条件

组件和物料的运输及储存条件1

相对湿度

RH15%~70%

温度

-5°C~+40°C

NMP储存条件2

相对湿度

RH10%~70%

温度

15°C~30°C3

组件包装等级

组件至少要达到第一等级,即密封包装

-湿度敏感组件须使用MBB（防潮袋）包装

-ESD（静电释放）防护包装

-Airflow防护塑料包装（真空与否均可,但须密闭）

-非以上情况则用纸箱包装

一般储存要求

物料不允许储存与以下环境中;

-阳光直射或穿过窗户照射

-接近冷湿物体,热源或光源

-靠近户外环境导致温湿度经常超限

NMP生产条件

相对湿度

35%~55%

温度

20.5°C~26.5°C

注：

1　外部环境：

鉴于一些特殊要求（例如不可超出点胶胶水的最大温度），应包装物料。

锡膏有其特定的运输条件。

2　一般条件：

请见下面有关锡膏和点胶胶水之特殊储存条件。

3　组件：

组件质量较大时（例如：

ＰＣＢ），在投入制程前一定要回到室温。

1.2锡膏的储存,管理,作业条件

储存温度

冰箱保存5~10°C或锡膏规范所要求的

最大的库存时间

最长6个月

室温下储存的时间

4周（20.5~25°C）

使用前回温时间

4小时

运输过程中的环境温度

+5~+25度

最佳运输封装方式

SEMCO650g筒装

注意：

锡膏使用前，必须在室温下回温至少4个小时！

锡膏已经回温到室温后，不能再放回冰箱！

1.3印刷电路板（PWB）的储存,管理,作业条件

运输包装及储存

真空，防潮袋包装（参照EIA583CLASS2,50PANEL/BAG,HIC湿度标示卡）

加干燥剂，并且在每个包装的两侧面用PWBSTACK板放置弯曲

进料检验

检查真空包装有没有破损，HIC卡片是否是<=40%，如果不合格：

●退回给供货商

●烘烤@60度，5小时，RH<=5%,烘烤完毕后24小时内焊接

仓库货架储存条件及时间

物料必须放在水平的物料架上以防止PWB变形，翘曲，时间见下表

裸露在空气中的时间

表面Ni-Cu处理：

48小时　　　表面OSP处理：

24小时

清除锡膏，清洗PCB

绝对不允许

1.4点胶用的胶水储存条件

胶的型号

Loctite3593

EmersonandCumingE1216

NMPcode

7520029（30cc,30ml）

7520025（55cc,50ml）

7520031（6oz,150ml）

7520027（20oz,500ml）

7520033（30cc,30ml）

7520035（55cc,50ml）

7520037（6oz,150ml）

7520039（20oz,500ml）

最长的运输时间

供货商发货后，4天之内必须到位

储存的条件

用冰箱冷藏起来-20~+8度

冷藏-20度

记录信息：

LOT号，Datecode，无变形的颜色，运输的时间，干冰的数量，

最大储存时间

6个月@-20~+8度条件下

6个月@-20度条件下

使用前稳定时间

使用前须达到室温

3小时

罐装的储存时间

5周　+25度

5天　+25度

1.5不同类型电子元器件在仓库货架上最大的储存时间

下表规定了从收到物料开始，ＮＭＰ以及ＮＭＰ下级制造商在仓库或加上的最大储存时间。

组件制造和接收所销耗时间不包括在内。

一般最多１２个月。

半导体的包装材料应满足MES00025以及EAI-583&JESD625和先进先出（FIFO）原则。

期限

原件类型

组件厂内存放

12个月

如包装上无特殊说明，适用于所有组件

敞开的货架，组件包装在内部包装内

6个月

PWB

真空包装，带干燥剂

6个月

包装在防潮袋中的镀银组件

真空包装，带干燥剂

3个月

包装在纸箱和打开的塑料袋中的镀银组件

如果组件没有放入真空包装中，超过此期限会破坏上锡性并影响可靠性。

如果储存超过了上面提到的期限，物料只有在以下情况下可以使用：

●越来越多的受潮物料备恰当的烘烤，

●并且在样本数量不小于30pcs的抽样检验中证明上锡性良好。

1.5.2湿度敏感的等级表（MSL）

等级

储存期限

时间

条件

1

不限

<=30°C/85%RH

2

一年

<=30°C/60%RH

2a

4周

<=30°C/60%RH

3

168小时

<=30°C/60%RH

4

72小时

<=30°C/60%RH

5

48小时

<=30°C/60%RH

5a

24小时

<=30°C/60%RH

6

卷标所示之时间（TOL）

<=30°C/60%RH

1.6　湿度敏感组件的烘烤条件

常见类型的湿度敏感组件例如：

所有类型的PCB，大部分的QFP组件（一般管脚数大于50），所有的CSP组件，而不管锡球的数量，大部分的光学组件（如所有的LED，IR红外模块），一些特殊的塑料集成组件，如电源，功率放大器等。

组件内部包装上标有JEDECMSL。

如果组件暴露在外部环境中超过MSL所规定的时间，在使用前应进行烘烤。

回焊前，对组件进行烘烤的目的是为了降低塑料包装中的湿气。

这是因为,包装中含有的水分在回焊过程中会蒸发出来,蒸气的压力会造成裂缝以及其它一些可见或隐藏着的不良，例如分层。

爆米花现象就是此种原因造成的常见不良。

请注意湿度敏感组件运输和储存过程中保护包装的相关标准，说明及以下规定。

NMP烘烤遵照IPC/JEDECJ-STD-033烘烤条件。

MSL

烘烤@40C，RH<5%

暴露在外部环境的时间在FLL和FLL+72小时之间

暴露在外部环境的时间超过FLL+72小时

2a–4

5倍于超过FLL的时间

5天

5–6

10倍于超过FLL的时间

10天

注意！

料盘严禁接触烘烤箱的壁面和底面，这是因为这些地方的温度明显高于炉内控制器指示的温度。

通过仔细研究炉内温度控制系统，证明了烘烤炉组件去湿的可行性和各种装载条件的效果。

1.6.1干燥（烘烤）限制

对组件进行烘烤，会导致焊盘的氧化或锡膏内部发生化学变化。

在板子的组装过程中，超过一定量的发生化学变化的锡膏会导致上锡性的不良。

出于上锡性的考虑，应限制烘烤温度及时间。

通常，只允许进行一次烘烤。

如果多于一次，应讨论制程贴装解决方案。

注1：

暴露于外部环境的组件，其暴露时间小于其floorlife，并且放入干燥袋或小于5%RH的干燥箱中时，应暂停其计算其FLOORLIFE，但是累积的存放时间必须在规定的范围内。

注2：

应考虑PWB的湿度敏感性，尤其是针对经过OSP处理的PWB。

允许暴露于外部环境的总时间不超过72小时，并且两次回焊的时间间隔应小于24小时。

如果超出，应如前所述之方法对其进行烘烤。

请见1.3小节“印刷电路板（PWB）的储存,管理,作业条件”。

对即将进入重工（例如更换CSP）阶段的PWB，应预先干燥或者将WIP储存于干燥箱或真空袋中。

1.7　防潮储存条件

对于湿度敏感组件，当生产线暂时停线或于到周末需要停线，针对湿度敏感的组件若不用真空包装机来保存，干燥箱储存是一种短期的，暂时的储存方式，干燥箱的目的是用来储存而不是烘干的。

所以针对双面板制程，表面是OSP处理的，如果生产一面后，这个中间的储存时间一定要在规定的期限内，干燥储存的时间也包括在内.。

（我们产线规定的时间是：

24hrs，超过这个规定后，就意味着需要烘烤。

）

干燥储存之规定

温度

25±5ºC

湿度

<5%RH

最大储存时间

按照MSL分类

控制方法

在料盘上做标记

1.8　关锡膏之规定

锡膏型号

MulticoreSoldersSn62MP100ADP90

AlphaMetalsOmnix-6106

LeadFreepaste

Multicore

96SCLF300AGS88.5

NMP码

7602005（650gcartridge）

7602007（500gjar）

7600029

7600033

运输包装

650gSemcocartridge

500gjar

650gSemcocartridge

600ggreenSEMCOcartridge

合金

Sn62Pb36Ag2

Sn62Pb36Ag2

Sn95.5Ag3.8Cu0.7

（EcosolTSC96SC）

颗粒大小

ADP（45-10μm）

IPCtype3（25-45μm）

AGS（45–20μm

金属含量

90.0%（+0.3%,-0.6%）

89.3+/-0-3%

88.5

助焊剂分类

（J-STD-004）

ROL0

REL0

ROL0

注意1：

锡膏的具体规定请见MS/BA

注意2：

停产超过15分钟后，如果50%以上体积的锡膏已经使用或者脱离刮刀印刷区域,则需要重新加锡膏或者将锡膏收回到刮刀印刷区域.

2钢网印刷制程规范

2.1　刮刀

属性

规格

刮刀刀片的材料

镀镍或镀钛不锈钢，有足够的强度，能够满足高速印刷要求。

厚度275±10μm。

不推荐使用普通不锈钢。

印刷的角度*（关键参数）

60±2.5度

刮刀旁锡膏档片

按照要求,在印刷过程中如果没有装载钢板,

Retainer接近钢板表面但是不能接触钢板

DEK&MPM及同等印刷机的刮刀宽度

板的长度四舍五入,接近标准宽度

建议的刮刀类型

MPM　8"or10"

DEK:

200mmor250mmDEKsqueegee

assembly

注意！

刮刀弯曲力是一个关键的参数

*）量测方法:

Bevel量角器

2.2钢板

属性

规定

钢板材料

一般等级的聚脂板55T-66T（140-167mesh/inch）,同等的不锈钢也可以,但不推荐.

对应框架的可交换之钢板也可以使用

钢板装上后钢板各点张力（量测可能会不准确,但是可以显示结果）

最小25N/cm

钢板开口精度

最大±10μmor±5%

钢板厚度

0.10mm±0.01mm

钢板厚度（0402ormin0.4mmpitchQFP,min0.75mmpitchCSP）

0.12mm±0.01mm

钢板材料/制造工艺

对于微小间距组件（0201,0.5CSPs）,位保证良好脱模,钢板开口使用E-fab类型.

电镀镍或激光刻不锈钢

建议钢板与框架面积比

60%±10%

在生产过程中量测任何点之钢板张力拒收标准*

小于等于20N/cm

基准点

蚀刻在钢板上的两个直径为1mm的半球状点

Stepstencils

?

Maxstepthickness

*）量测方法：

FabricTensionGauge，例如：

ZBFTetkomat,CH-8803之类工具。

注意：

如果使用聚脂材料，则应注意ESD防护措施。

2.3真空支座

性质

规定

材料

机械构造金属：

如钢或铝合金。

建议使用上表面摩擦较大者，使用材料符合静电防护要求。

支撑台与钢板平行度

在支撑台区域上最大0.2mm

支撑表面光滑度

整个区域±0.025mm

加工深度*

大于最大组件高度+5mm

组件边缘支撑*

组件边缘支撑从边缘指向组件中心1.5mm±0.5mm。

最大无支撑的关键区域间距：

15MM。

支撑台大小应或等于待印板子的大小。

支撑台上的真空孔

真空孔定位在非印刷区域，并且防止真空泄漏到印刷区域。

如果真空可以可靠的限制在100-200mbar范围内，在仔细制程调节下整个区域的真空才成为可能。

真空支撑台

-支撑台凹槽应足够大且深，保证组件不能接触到支撑台。

-应对支撑台进行记录和版本控制，并且同意产品的所有支撑台应该是一样的。

Panelalignment

?

Mechanical,socalled“HardStopper”recommendedespeciallyforproductshaving0.5mmpitchCSPcomponents？

*）只有第2面支撑台

2.4　钢网印刷的参数设定

参数

设定

印刷速度

建议100mm/s，范围70~120mm/s。

无铅制程：

100±30mm/s。

在constantforcemode模式下（力大小可自动调节,印刷头悬浮）,200mm宽的刮刀**压力

安全边界：

可擦干净钢板的最小力+5N。

通常在40-50N之间。

MPM印刷机刮刀调整（刮刀距PWB表面距离固定,?

）

可擦干净钢板的最小距离+5mm作为安全边界.

Snap-off脱模距离

在整个板子区域-0.5～0.0mm（建议负的snap-off以抵消机器的误差）

分离速度

在分离的阶段,要保持PCB与底座的接触所最大速度

建议MPM印刷机的SlowSnap-Off设定为“No”。

自动擦拭频率（有铅）

每印刷5-15次。

注意：

如果出现临时性的技术问题，可提高擦拭频率。

自动擦拭频率（无铅）

每印刷3-6次。

建议擦拭方式

一次真空干擦或者一次湿擦加上一次不带真空的干擦。

钢板上锡膏量控制

开始时的用量：

200mm宽的刮刀：

150–160g；250mm宽的刮刀：

190-200g。

重要规则：

锡膏滚动直径最大20mm（10centcoin），最小12mm。

增加锡膏

在锡膏滚动直径达到12mm前，增加锡膏量20–40g。

锡膏的再使用

钢板上的锡膏可以转移到其它钢板上，或者可被暂时储存于干净的塑料罐子中。

在钢板上以及被临时储存的有效期一共为6个小时。

停线超过15分钟，应用塑料薄膜将钢板上的锡膏封盖保存。

如果锡膏在钢板上无保护的停留超过1个小时,应更换新的锡膏,原有锡膏做报废处理。

建议使用的钢板自动擦洗剂

MulticoreProzoneSC-0，Kiwoclean或者印刷机制造商许可的同类快速溶剂.出于防火安全的考虑，异丙醇（IPA）或此类溶剂不推荐使用。

清洗印错的板子以及手动清洗钢板和设备建议使用之清洗剂

最好使用MulticoreProzoneSC-01，Kiwoclean（SC-02对丙烯酸和一些橡胶手套有轻微伤害）。

异丙醇（IPA）允许但不推荐使用，妥善处理废弃物。

注意！

在清洗完PWB及其激光过孔后，不允许液体清洗之组件应更换。

经过OSP处理以及全部或部分Aramidbased之PWB不允许清洗！

清洗液进入PWB结构内部，而且会降低尤其是CSP组件的焊点可靠性。

2.4印刷结果的确认

注意：

获取更多信息，请见3.3小节“组件和锡膏的抓取报警设定”。

锡膏印刷的精度（X&Y）

有铅：

±150μm。

无铅：

±120μm。

锡膏量的变化

正常情况下的50-120%

面积

一般50–150%，CSP35–150%

搭桥

孔径的0.3倍

制程CPK能力

±100μm@6σ,Cpk>1.00

制程控制的方法

如果条件允，使用AOI；在生产过程中应使用印刷机的2D检查；使用显微镜进行目检。

不使用显微镜对0.5mmpitch的组件进行目检不够精确。

3自动光学检测（AOI）

3.1　AOI一般在生产线中的位置

在大多数情况下，AOI的最佳位置应在高速贴片机之后。

在这一环节上，所有被贴片的CHIP组件和集成电路上的锡膏仍然可见。

3.2　AOI检查的优点,好处

使用AOI检测机最主要的目的就是用来监视锡膏的印刷和贴片的结果.它是通过统计分析的软件对制程监视的结果进行分析判断.还可以通过AOI检查出的不良进行相应合理的维修,重工.

3.3　组件和锡膏的抓取报警设定

下表给出了不同组件类型和锡膏印刷的推荐警戒限度值。

目的是为了探测出在回焊流程中无法自我校准的贴装错误，避免不必要的报警。

组件类型

贴装误差

有铅制程

无铅制程

0402，0603和0805CHIP型组件

X&Y误差：

180μm

误差：

15

X&Y误差：

150μm

误差：

15

大于0805chip组件

X&Y误差：

220μm

误差：

15

X&Y误差：

200μm

误差：

15

0.5mmpitchCSP

X&Y误差：

220μm

误差：

10

X&Y误差：

100μm

误差：

10

?

？

Pasteregistration（X&Y）:

150μm

面积：

35%-150%

搭桥：

0.4倍孔径

？

Pasteregistration（X&Y）:

120μm

面积：

35%-150%

搭桥：

0.3倍孔径

Otherpastedeposits

?

?

Pasteregistration（X&Y）:

150μm

面积：

50%-150%

搭桥：

0.4倍孔径

?

Pasteregistration（X&Y）:

150μm

面积：

50%-150%

搭桥：

0.3倍孔径

其它组件一般误差

X&Y误差：

250μm

误差：

15

X&Y误差：

250μm

误差：

15

4　贴片制程规定

4.1吸嘴

不同包装类型的锡嘴大小：

0201（0603）

FujiCP系列：

0.4mm圆形吸嘴

Siplace：

702型

0402（1005）

FujiCP系列：

0.7mmcircularnozzle

Siplace:

901型或者925型

特殊形状的组件（连接器，双工器，电源模块等）

为保证贴装速度和精度，应尽量使用大吸嘴（通常直径最小5mm/面积最小20mm2）

4.2Feeders

高速机

Fuji：

标准料带7”，0402电阻及电容可使用13”料带（13”纸带，水泡带不可以使用）。

Siplace：

可使用13"或15"料带

低速机

13”标准料带，7”和15”也可以使用。

不允许使用stick和tray。

4.3NC程序

0402组件贴装频率

在高速机中，通常优先贴装低高度组件（0402电阻0.3mm），然后是高度0.3-0.5mm（通常是0402电容），最后是其它组件。

独立的/相连的feeder平台

为了减少因部分坏掉而整个都要中断的不必要的麻烦，在高速机中一般建议使用独立的上料器平台。

如果必须使用相连的上料器，最好使用“NextDevice”功能或13”轨，以降低组件高速运转程序代码的缺陷。

NC程序优化/混合所有的模块

？

通常这是组装一个panel最快的方法（把所有的模块当作一个大PWB同时混合组装），因而建议使用。

NC程序的优化/顺序和循环

？

如果使用了“stepandrepeat”模式（offset），则其它模块要使用相反的模式。

这样保证了在组件偏位时，上料器不需做不必要的左右移动。

4.4组件数据/目检过程

Chip组件

可能的话建议使用2D

IC组件

要检查每个管脚间距和长度

CSP组件

通常建议使用最外面的球进行组件调整

复杂连接器

通常建议使用最外面的管脚进行组件调整。

需根据组件规格检查管脚插入深度误差，因为这影响到组件本身的位置。

贴装速度

100%贴装速度一直是所期望的。

选择合适的吸嘴，则针对大多数的包装类型都可以实现100%贴装速度（参看8.1,吸嘴）.

4.5　Placementprocessmanagementdatacompatibilitytable？

Fuji

从F4G（ProductionData->Analyzer->Device）可手动的计算出以下比率：

抛料率=1-[总抛料数/总组件数]

贴装率=1-[总抛料数/（总组件数–总抛料数）]

Siplace

从在线计算器MaDaMaS系统中得到的比率：

Comp.ok=总贴装数–id.错误.–vac.错误

贴装率=Comp.ok

5回焊之PROFILE量测

5.1Profile量测设备

回焊炉profile的量测应使用专门为了量测通过回焊炉profile的温度量测设备。

建议使用量测profile之设备

Datapaq9000

SlimKICseries

量测设备应根据供货商提出的维护说明做定期的校正

此外还需要：

－防热毛毯

－热电偶／组合校正板

－带有记录接口软件的计算器

只有设备供货商推荐和许可之热电偶可以使用

5.2　用标准校正板量测PROFILE之方法

项目

炉子校正及验证

目的

为了评价炉子功能,从而规定profile和设置（预防性维护）

量测频率

一周至少一次，在每次主要的维护后，或者怀疑有异常时

量测片

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