SMT生产管理DOC.doc

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1、 SMT生产管理单位：作者：审核：日期：版本记录版本日期说明1.0初版目录版本記錄2目錄31.運輸、儲存和生産環境51.1.一般運輸及儲存條件51.2.錫膏的儲存、管理作業條件61.3.印刷電路板(PCB)的儲存、管理作業條件61.4.點膠用的膠水儲存條件61.5.不同類型電子元器件在倉庫貨架上最大的儲存時間71.6.濕度敏感的等級表(MSL)71.7.濕度敏感元件的烘烤條件71.7.1.乾燥（烘烤）限制81.7.2.防潮儲存條件81.8.錫膏之規定92.鋼網印刷制程規範102.1.刮刀102.2.鋼板102.3.真空支座112.4.鋼網印刷的參數設定122.5.印刷結果的確認133.自動光學

2、檢測(AOI)143.1.AOI一般在生產線中的位置143.2.AOI檢查的優點143.3.元件和錫膏的抓取報警設定144.貼片製程規定154.1.吸嘴154.2.Feeders154.3.NC程式154.4.元件數據/目檢過程164.5.Placement process management data compatibility table？165.回焊之PROFILE量測175.1.Profile量測設備175.2.用標準校正板量測PROFILE之方法176.標準有鉛製程196.1.建議回焊爐設置207.無鉛焊接製程227.1.無鉛製程之profile定義227.2.無鉛製程profil

3、e一般規定227.3.無鉛製程標準校正板之profile基本規定247.4.無鉛製程啟動設置247.5.對PCB的回焊profile量測268.點膠製程278.1.概要278.2.CSP元件點膠方式299.手工焊接製程以及手工標準3010.目檢相關規定，不良判定標準，不良分類以及培訓資料3011.相關文件301. 运输、储存和生产环境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RH 15 % 70% 温度-5C +40C 储存条件2相对湿度 RH 10% 70% 温度15C 30C3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。ES

4、D(静电释放)防护包装。Air flow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。生产条件相对湿度 35% 55% 温度20.5 C 26.5C 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：），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 10C或锡膏规范所要求的最大的库存时

5、间最长6个月室温下储存的时间4周（20.5 C 25C）使用前回温时间4小时运输过程中的环境温度+5 C +25C最佳运输封装方式SEMCO 650g 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(PCB)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EIA583 CLASS 2， 50PANEL/BAG，HIC湿度标示卡)加干燥剂，并且在每个包装的两侧面用PWB STACK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：l 退回给供货商l 烘烤60度，5小时，RH=5%，烘烤完毕后2

6、4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PCB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Loctite 3593 Emerson and Cuming E 1216Code7520029 (30 cc, 30 ml)7520025 (55 cc, 50 ml)7520031 (6 oz, 150 ml)7520027 (20 oz, 500 ml)7520033 (30 cc, 30 ml)7520035 (55 cc, 50 ml)7520037

7、 (6 oz,150 ml)7520039 (20 oz, 500 ml)最长的运输时间供货商发货后，4天之内必须到生产线储存的条件用冰箱冷藏起来 -20 C +8C冷藏 -20 C记录信息：LOT号，Date Code，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 C +8C条件下6个月 -20C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 C5天+25 C1.5. 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，以及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。一般最多个月，半导体的包装材料应满足M

8、ES00025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PCB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：（1） 越来越多的受潮物料，恰当的烘烤。（2） 并且在样本数量不小于30 pcs的抽样检验中证明上锡性良好。1.6. 湿度敏感的等级表(MSL)等级储存期限时间条件1 不限=30

9、C/85%RH2 一年=30C/60%RH2a 4周=30C/60%RH3 168小时=30C/60%RH4 72小时=30C/60%RH5 48小时=30C/60%RH5a 24小时=30C/60%RH6 卷标所示之时间(TOL)=30C/60%RH1.7. 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JEDEC MSL。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

10、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。生产时烘烤遵照IPC/JEDEC J-STD-033烘烤条件。MSL烘烤40C，RH5%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 45倍于超过FLL的时间5天5 610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

11、于炉内控制器指示的温度。经过仔细研究炉内温度控制系统，证明烘烤炉组件去湿的可行性和各种装载条件的效果。1.7.1. 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floor life，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FLOOR LIFE，但是累积的存放时间必须在规定的范围内。注2：应考虑PCB的湿度敏感性，尤其是针对经过OSP处

12、理的PCB。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(PCB)的储存、管理作业条件】。对即将进入重工（例如更换CSP）阶段的PCB，应预先干燥或者将WIP储存于干燥箱或真空袋中。1.7.2. 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

13、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 5 C 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. 锡膏之规定锡膏型号Multicore Solders Sn62MP100ADP90 Alpha Metals Omnix-6106 Lead Free paste Multicore 96SCLF300AGS88.5 NMP码7602005 (650 g cartridge) 7602007 (500 g jar) 7600029 7600033 运输包装650 g Semco cartridge 500 g

14、 jar 650 g Semco cartridge 600g green SEMCO cartridge 合金Sn62Pb36Ag2 Sn62Pb36Ag2 Sn95.5Ag3.8Cu0.7 (Ecosol TSC 96 SC) 颗粒大小ADP (45-10 m) IPC type 3 (25-45 m) AGS (45 20 m 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

15、，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27510m。不推荐使用普通不锈钢。印刷的角度*（关键参数）602.5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MPM8 or 10DEK：200 mm or 250 mm DEK squeegeeassembly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

16、属性规定钢板材料一般等级的聚脂板55T-66T (140-167 mesh/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10m or 5%钢板厚度0.10mm 0.01mm 钢板厚度(0402 or min 0.4mm pitch QFP，min 0.75mm pitch CSP)0.12mm 0.01mm 钢板材料/制造工艺对于微小间距组件 (0201，0.5 CSPs)，未保证良好脱模，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

17、% 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Step stencils?Max step thickness 1.00程控的方法如果条件允，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0.5 mm pitch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检查的优点使用AOI检测机最主要的目的就是用来监视锡膏的印刷和

18、贴片的结果。它是经过统计分析的软件对制程监视的结果进行分析判断。还可以经过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为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0805 CHIP型组件X & Y 误差： 180mq误差： 15 X & Y误差： 150mq误差： 15 大于0805 chip组件X & Y 误差： 220mq误差： 15 X & Y 误差： 200mq误差： 15 0.5 mm pitch CSPX & Y 误差： 2

19、20mq误差： 10 X & Y 误差： 100mq误差： 10 ?Paste registration (X&Y): 150 m面积：35%-150%搭桥：0.4倍孔径Paste registration (X&Y): 120 m面积：35%-150%搭桥：0.3倍孔径Other paste deposits?Paste registration (X&Y): 150 m面积：50%-150%搭桥：0.4倍孔径Paste registration (X&Y): 150 m面积：50%-150%搭桥：0.3倍孔径其它组件一般误差X & Y 误差： 250mq误差： 15 X & Y 误差： 2

20、50mq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)Fuji CP 系列：0.4 mm 圆形吸嘴Siplace：702型0402 (1005)Fuji CP系列：0.7 mm circular nozzleSiplace: 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）4.2. Feeders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”

21、和15”也可以使用。不允许使用stick和tray。4.3. NC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 - 0.5 mm (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“Next Device”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

22、化/顺序和循环？如果使用了“step and repeat”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2DIC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. Placement process m

23、anagement data compatibility table？Fuji从F4G(Production Data -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5.1. Profile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Dat

24、apaq 9000 SlimKIC series 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：（1） 防热毛毯（2） 热电偶组合校正板（3） 带有记录接口软件的计算器（4） 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100x100x1.5 mm FR4 薄片标准NMP校正板热电偶个数2 热电偶位置1个热电偶附在PCB(量测PCB温度).该点之profile应符合5.3小节之规定。一个热电偶附

25、于PCB表面上方(量测PCB附近空气温度)热电偶固定方法应使用5个M2 stork 螺丝钉和垫圈(外直径4.7mm,内直径2.2mm, 0.2 mm厚)固定到一个3x3 mm的铜区域上.量测空气温度热电偶直径14mm的孔之上.用Kapton tape从底面覆盖整个孔.当使用新的热电欧时,应校验热电偶量测点的重复性及再现性关键的参数有:超过179C (ref. 5)的时间,温度最大值(ref. 6)以及预热区和回焊区温度上升斜率(ref. 4).数据的存储应将量测数据存储于指定的地方（服务器活页夹文件），已备将来之用。最近的量测数据应放在回焊炉附近。建议使用SPC窗体对一些参数的变化（例如最大温

26、度）进行追踪。这样会有助于识别回焊炉稳定性的一些偏差和变化趋势。6. 标准有铅制程下面这些规定的值适用于前一小节规定的标准螺钉热电偶校正板。本规定是针对0.9-1.1 mm厚典型移动电话电路板以及组件数量和类型制定的允收成品板之profile。板子如有明显不同(较薄，较厚，或者仅仅有几个组件等)，需制定不同的允收profile。因此当推出一个新产品时，应量测产品板上的不同位置的回焊profile。有关产品profile量测，7.1小节给出了基本的说明。炉区参数规定传热方式强制对流量测方法固定热电偶的炉温校正1 预热区(40-140C) 升温的平均斜率1.83 C/s 预热区的最大升温斜率10

27、C/s 2 预热区(140-170C)时间6080 s 3 预热区最大温度175C 4 回焊区(175-200C)平均温度斜率1.32 C/s 回焊区最大温度斜率5C/s 5 超过179C时间4060 s 超过200C时间2545 s 6 回焊区的最大温度215225C 7 冷却区(T=200-120C)的平均温度斜率-1.5-3.5C/s 冷却区最大温度斜率-5C/s Profile总长度最大300 s PCBA出炉温度最大40C图1：关键会焊制程参数图解6.1. 建议回焊炉设置下表给出了典型设置区间，该区间产生了暗含于规定当中的回焊profile。使用炉温校正方法(5.2小节)对每一个炉子

28、进行参数验证。必要的话，应调整这些参数使其达到7.2小节所规定之profile。ERSA Hotflow 7Zone 12Reflow Cooling Top 170-190C 170-180C 245-260C Additional cooling unit TOP switched ON Bottom 170-190C 170-180C 245-260C Conveyor speed 0.75 m/min Blower speed 70% 70% 注意：依据炉子的不同构造，ERSA Hotflow7回焊炉可能会存在明显的不同之处(助焊剂类型)。BTU VIP98Zone 1 2 3 4 5

29、 6 7 Cooling Top 120C 135C 150C 165C 175C 215C 245C Bottom120C 135C 150C 165C 175C 215C 245C Conveyor speed 0.78 m/min Static pressure 1.2 7. 无铅焊接制程7.1. 无铅制程之profile定义由于无铅制程中回焊加热比传统的有铅制程温度低(温度最大值和合金熔点不同)，因而其process window比传统的有铅制程要小。所以应针对产品优化profile。以下即为设置正确的profile和设置之步骤：（5） 7.2小节规定了标准校正板的基本无铅制程之pro

30、file，7.4小节则规定了不同型号回焊炉的典型设置值。Profile和设置是定义具体产品profile的第一步。（6） 建立基本的无铅profile并用标准校正板量测。（7） 在产品板的适当位置上安放必要数量的热电偶。7.5小节对热电偶的安放原则做了描述。正确安放热电偶是精确可靠量测的前提。（8） 用那块产品板量测profile。对不同位置（组件）进行几次量测，以保证获取到最热和最冷位置上足够的信息。（9） 对应7.2小节给出的要求，分析产品的profile。（10） 如果产品板profile达不到要求，更改回焊炉相应设置并重新量测。继续优化，直到得到允收之profile。（11） 当量测之

31、profile达到要求，再对标准校正板进行一次量测。（12） 根据标准校正板的profile定义回焊炉所有的设置参数规格值及其误差范围。误差范围必须在客户规定之产品板的profile。（13） 使用标准校正板对回焊炉profile每周一次的定期量测。量测之profile应保证在先前定义的容差范围内。如果出现偏差，在对回焊炉设置进行调整之前应分析其根本原因并做出改正。7.2. 无铅制程profile一般规定下面是对产品板profile的一般规定。除非在具体的产品规定中有另外的说明，否则所有产品的profile均必须满足这些要求。所有的回焊炉(Ersa HotFlow7, ElectrovertO

32、mniFlo7 and BTU VIP98, ERSA Hotflow2/14)在无铅制程中均应使用预热区是线性的profile。产品板无铅制程profile规定参数规定传热方式强制对流量测方法在产品板的不同位置上安装热电偶Profile类型预热区70-180C,线性上升预热区(70-180C)斜率0.8-1.0 C/s回焊区(200-225C)斜率1.1-3.0 C/s回焊区最大斜率5 C/s超过217C的时间35-60 s超过230C的时间25-50 s回焊区最大温度232-250 C关键组件之间的温度差10C冷却区(220-120C)斜率-2 -5 C/s冷却区最大斜率-6 C/s50C

33、220C时间160-200 sPCB出炉温度最大40 C注意：计算最大斜率时间隔时间最小秒，间隔太小会得出错误的很大的斜率，尤其是在组件表面和热量很小的量测点上会出现此问题。图部分产品板回焊规定参数和板子上不同位置profile举例之图解7.3. 无铅制程标准校正板之profile基本规定这些规定值仅仅是针对标准校正板上的螺丝固定的SenSor而言的。更宽泛的规定是针对在产品上量测的profile而言的（请见7.2小节）。本标准校正板之规定能够使带有RF-shield， CSPs等典型移动电话线路板的profile满足7.2小节的规定。如果产品板与此有明显的区别，比如组件质量较轻，应采用满足要

34、求的其它标准校正板规定。应按照7.1小节定义的步骤来建立本规定。标准校正板无铅制程profile规定参数规定传热方式强制对流量测方法在标准校正板上安装传感器Profile类型预热区70-180C,线性上升预热区(70-180C)斜率0.85-1.0 C/s回焊区(200-225C)斜率1.0-1.45 C/s回焊区最大斜率5 C/s超过217C的时间35-60 s超过230C的时间25-50 s回焊区最大温度235-255 C冷却区(220-120C)斜率-2 -4 C/s冷却区最大斜率-6 C/s50C220C时间170-200 s回焊炉稳定性最大温度个sigma区件内，最大偏差5C。7.4

35、. 无铅制程启动设置当为每个回焊炉创建profile时，以下设置仅作为一个起始点。为达到规定的profile，按照7.1小节给出的步骤，应对设置作必要的调整。ERSA HF7-03 start-up settings for Pb-freeERSA HF7-03无铅制程启动设置Zone 1top/bottomZone 2to p/bottomReflowtop/bottomCooling BlowersConveyorSpeed125-135C180-195C270-290CAdditional coolingunit top “ON”100% inall zones0.55-0.60 m/m

36、in注意：吹风速度设置也许会影响到profile。根据HW结构不同(例如组焊剂管理类型)，不同回焊炉之间要求上会存在明显的差别。Electrovert Omniflo7 无铅制程启动设置Zone 1top/bottomZone 2top/bottomZone 3top/bottomZone 4top/bottomZone 5top/bottomZone 6top/bottomZone 7top/bottom110C130C150C160C180C 230C270CCooling Zone 1Cooling Zone 2BlowersConveyor heatConveyor speedMedi

37、um MediumHigh250C0.75 m/minBTU VIP98无铅制程启动设置Zone 1top/bottomZone 2top/bottomZone 3top/bottomZone 4top/bottomZone 5top/bottomZone 6top/bottomZone 7top/bottom110C130C150C160C180C 230C270CCooling ZoneCooling ZoneStatic pressureConveyor speedMax Max1.2 in all zones0.90 m/minERSA Hotflow2/14 无铅制程启动设置TOP120