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无铅SMT+DIP制程技术工程手册


制程技术与材料分析工程
目录
1. 產品設計之可製造性(DFM)作業 ..................................................................................... 3 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 何謂 DFM.................................................................................... 错误!未定义书签。 DFM 使用時機 ............................................................................ 错误!未定义书签。 DFM 的作業流程(圖 1) ........................................................... 错误!未定义书签。 DFM 檢核表之訂定與使用 .......................................................... 错误!未定义书签。 關鍵性的 PCB DFM 準則 ............................................................ 错误!未定义书签。

材料選用 ..........................................................................................错误!未定义书签。 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 間接材料選擇 – 錫膏選擇........................................................... 错误!未定义书签。 間接材料的選用準則-助焊劑 ....................................................... 错误!未定义书签。 直接材料的選用準則 – 印刷電路板 (PCB) ................................. 错误!未定义书签。 直接材料的選用準則 – 元件 ....................................................... 错误!未定义书签。

3.

PCBA 製程管制準則 .................................................................................................... 13 3.1. 材料儲存與取用 .......................................................................... 错误!未定义书签。 溼氣敏感元件 ......................................................................... 错误!未定义书签。 印刷電路板 ............................................................................. 错误!未定义书签。 錫膏材料 ................................................................................. 错误!未定义书签。 錫膏印刷 ................................................................................. 错误!未定义书签。 印刷機作業流程 (Operation Flow) ......................................... 错误!未定义书签。 零件置放 ................................................................................. 错误!未定义书签。 迴焊 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 波焊 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 壓合製程介紹 ......................................................................... 错误!未定义书签。 裁板 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 BGA 重工 ........................................................................................................... 25 溫度設定 ................................................................................. 错误!未定义书签。 小錫爐 .................................................................................... 错误!未定义书签。 PCB 重工參數之制定 -Solder iron ......................................... 错误!未定义书签。

3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.4. 3.4.1. 3.4.2. 3.4.3. 3.4.4. 4.

SMT 製程參數之制定準則 .......................................................... 错误!未定义书签。

DIP 製程參數之制定 ............................................................................................... 21

PCB 重工參數之制定 .................................................................. 错误!未定义书签。

製程精進與新材料/零件/製程之導入與驗證流程 ........................................................... 30 4.1. 4.2. 製程精進與新材料/零件/製程導入 ............................................... 错误!未定义书签。 統計資料分析方法....................................................................... 错误!未定义书签。

5.

材料/製程失效分析 ...................................................................................................... 33 5.1. 5.2. 材料/製程失效分析作業流程 ....................................................... 错误!未定义书签。 非破壞性分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。 顯微鏡 .................................................................................... 错误!未定义书签。 X-Ray (X-射線) ....................................................................... 错误!未定义书签。 Side View (側視顯微鏡/3D 旋轉視覺檢查系統) ...................... 错误!未定义书签。 金相製備與破壞性分析 ........................................................... 错误!未定义书签。 D&P (紅墨水染色試驗) ........................................................... 错误!未定义书签。

5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.4.

破壞性分析 ................................................................................. 错误!未定义书签。

材料特性分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。

5.4.1. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer, 傅立葉轉換紅外線光譜儀)错误! 未定义书签。 5.4.2. 5.4.3. 6. Wetting balance (沾錫能力測試機或沾錫平衡機) ................... 错误!未定义书签。 Material Tester (微拉力試驗機,外觀如圖 63 所示) ............... 错误!未定义书签。

ROHS 材料分析 ......................................................................................................... 40 6.1. 世界環保趨勢 .............................................................................. 错误!未定义书签。 環境技術貿易壁壘的起源 ....................................................... 错误!未定义书签。 WEEE 和 RoHS 指令簡介 ...................................................... 错误!未定义书签。

6.1.1. 6.1.2. 6.2. 6.3. 6.4. 7.

其他重要環保法規....................................................................... 错误!未定义书签。 運 作 流 程(如圖 69): ................................................................. 错误!未定义书签。 儀器簡介 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

ROHS 零件工程 ......................................................................................................... 46 7.1. 7.2. 7.3. ROHS 零件承認 .......................................................................... 错误!未定义书签。 ROHS 高風險材料 ....................................................................... 错误!未定义书签。 GREEN IT – GPM 系統 ............................................................................................. 50

參考文獻 ..................................................................................................错误!未定义书签。

目的: 电子组装之制程良率与质量需求日益严苛,加上产品日渐复杂,尤其在无铅制程条 件下,提升生产良率并确保 PCB 及焊点可靠度成为刻不容缓的议题。本工程手册将透 过以下方法及流程,增进新产品导入(New Product Introduction;NPI)时之开发流畅度 及制程稳定度,预防量产阶段错误发生并缩短制程时间与成本。 「制程技术与材料分析工程处」之主要职责与角色(R & R)为新制程技术之开发、评 估、导入及支持,并满足 ROHS 法规之禁限用环境危害物质。本手册从产品设计之可制 造性(DFM)谈起,并说明直接与间接材料之选用及其对于制程质量之影响性。此外, 探讨 SMT、DIP、PCB Rework 等制程参数制订准则,及制程精进项目与零件/材料之评 估流程。最后,介绍制程与材料实验室之分析能力与作业程序,及 ROHS 禁用物质测试 方法,架构如下图所示。本文将作为团队成员执行制程改善或分析之准则及参考依据。

1. 产品设计之可制造性(DFM)作业
1.1. 何谓 DFM DFM (Design for Manufacture):产品设计之可制造性,为针对各种不同类别的产品, 如企业产品(服务器、储存设备等) ;可携式产品(笔记型计算机、手机等) ;多媒体产 品(液晶电视、游戏机等) ,订定出规范供设计端遵循并评估及提升产品可制造性的一 种工具。本文当中所叙述之内容及 DFM 检核项目仅适用在产品于 PCBA(印刷电路板 组装)阶段之回流焊及波峰焊制程,并未包含如散热片等其它相关组装之部分。 1.2. DFM 使用时机 一个新产品从开始被设计到大量生产前,被分为 C0~C5 六个阶段,其中在 C2 阶段 的 P1.1 meeting (PCB layout placement 1.1)、 阶段的 Lab 试产及 C4 阶段的 Eng 试产时必 C3 须使用 DFM,用以评估每一个阶段该产品的可制造性如何?有哪些地方尚须修改设计, 以达到制造端的需求。 1.3. DFM 的作业流程(图 1)

(1) P1.1 阶段(图 1 绿色) :产品于线路图初版定稿前会举行一个 P1.1 Meeting,此 时须把即将定稿之图面利用 DFM 检核表对焊垫间距、PCB 传送限制区、拼版方式等可 检核项目做检查并评出 Pre-score 百分比分数。 (2) Lab 试产阶段(图 1 紫色) :产品在过 C2 后进入 C3 阶段,此时会进行 Lab 试产, 试产后须利用 DFM 检核表对可检核项目做检查并评出 Pre-score 百分比分数。 (3) Eng 试产阶段(图 1 黄色) :产品在进入 C4 阶段前会进行 Eng 试产,试产后须利 用 DFM 检核表对可检核项目做检查并评出 Final-score 百分比分数。

图1

1.4.

DFM 检核表之订定与使用 DFM 检核表之订定是节录印刷电路板 DFM 规范 for Server, Desktop & LCD-TV

707-F202 及印刷电路板 DFM 规范 for 可携式计算机产品 707-F002 中重要内容汇整而成, 检核表内容随设计规范修订内容而修正之, 若于生产过程中发现任何设计上缺失亦可加 入 DFM 检核表中供检核新产品使用。

图2

使用时根据 DFM 内容对应产品判定是否有使用该项设计,若没有则于 Compliance Points 字段中(图 2)键入 "NA" 该项将不列入评比百分比中;若产品有使用检核表中 该项设计,则须判定是否有符合要求,若有则键入 "Y" ,反之则键入 "N" 。当所有项 目均完成检核并键入参数后,表格上方会出现一百分比分数,用于表示该产品某阶段可 制造性的程度。 1.5. 关键性的 PCB DFM 准则 下面列举关键性的 PCB DFM 检核项目并说明其意义及重要性。 下面列举关键性的 PCB DFM 检核项目并说明其意义及重要性。 (1) 定位孔的相对应尺寸及公差必须正确,而且为 NPTH (Non-Plating Through Hole):

定位孔必须符合机台需求,若其尺寸及公差不正确将无法被机台所利用形同虚设! (2) 在板边至少留出 4 ㎜ 的限制区,不得置放任何零件以利搬运及传送: 若有任何零件距离版边 (尤其是传送边) 过近的话将造成 PCB 无法传送而不能生产! (3) BGA 型式的零件(包括 CPU socket), 需在其周围保留 2.0 ㎜ 的带状限制区,同时 BGA 下方最好不要置放外形大于 3216 的零件: BGA 形式零件四周必须有限制区供维修时风罩置放使用! (4) 在对角线需有三个光学点,且遵照设计规范中所规定的尺 寸(如图 3) : 所有机台都必须有光学点作校正的工作,所以 PCB 上一定 要存在有光学点,否则将无法顺利生产! (5) 两 RLC chip 间(指 pad 至 pad 间)距离最小为 16 mil: 以服务器产品为例,两 0402 零件间距牵涉到机台置放极限的问题,如果距离过近将 严重影响良率! (6) 置放零件外框不可互相重迭: 零件置放外框为目视检验及产品生产前参考判定用的重要依据,所以零件的外框不 可重迭,以免造成目检人员困扰及制程人员困扰! (7) 为了适用波焊制程,贯穿孔与焊接面 SMT 零件 pad 之间需保留 3.0 ㎜ 的距离: 若该产品为双面板设计,则须制作过波峰焊锡炉承载治具,若焊接面 SMT 零件 pad 与贯穿孔距离过近的话会无法制作治具,导致无法顺利生产!
图3

2. 材料选用
2.1. 间接材料选择 – 锡膏选择 锡膏的组成是由金属合金的锡粉(Solder Powder) ,再混以特殊高黏度的助焊膏混 合物 (称为助焊性黏合剂 Flux Binder) 而成灰色的膏体, 可供印刷黏着或其它方式施工, 而在板面焊垫上予以适量分布配给, 做为多点同时熔焊的焊料用途。 锡膏合金的评估中, 必须考虑不同材料组合,常见的合金成分包括传统锡(63)铅(37)合金及无铅合金如锡 (96.5)/银(3.5)及锡(99.3)/铜(0.7)两种元素合金及锡(96.5)/银(3.0)/铜(0.5)及锡(91.8)/银 (3.3)/铋(4.8)三种元素合金等。 2.1.2. 锡膏的选用准则 锡膏配置时须订定其选用粒径大小(Particle size) ,与其重量百分比分配两种参数, 以适应印刷时开口的大小及减少不良锡球产生。 一般建议焊球直径应小于金属印刷范本 厚度的三分之一,最小孔径宽度的五分之一(厂内建议为七分之一) ,而目前较常使用 锡膏粒径大小为 20-38 Microns -500 目或 Type 4)锡膏颗粒适用于 0.4 mm 间距以上之组 ( 件焊垫,及 25-45 Microns(-325+500 目或 Type 3)锡膏颗粒则适用于 0.65 mm 间距以 上之组件焊垫 [J-STD 005、705-F201]。 印刷用的锡膏黏度范围是 800-1000 kcps, 当锡膏黏度太低时, 不但所印膏体定位困 难(至少保持 2–3 小时不变形) ,且很容易造成坍塌及熔焊后的搭桥短路。由于其黏度 又与环境温度有直接的关系,故未操作使用时,应储存在冰箱中。文献指出温度每上升 4℃时其黏度值即下降 10% [716F-204]。且零件放置前及引脚黏妥后的预热温度与时间 均不宜过度,以减短路与锡球的发生。再者溶剂含量也是造成不良锡球原因之一,溶剂 太多自然容易出现搭桥。而当助焊剂之软化点(Softening Point)太低时搭桥比例也会增 大;但若其软化点太高时则分子量必大,在内聚力加强之下,将使之不易分散及清洗 [2006, 林定晧]。 2.1.3. 锡膏的评估验证流程 为求使 SMT 锡膏之导入流程明确,并确保导入后之使用与信赖性,故需针对锡膏 之焊锡性及各项可靠度验证作业订定标准之测试流程与方法。新锡膏(新合金成份/新 厂牌)选用需通过下列评估项目,详如表 1 所示,测试规范请参照 SMT 之锡膏制程验 证标准 705-F201 [10]。 (1) 可靠度特性验证:需执行铜镜、铬酸银、表面绝缘阻抗、电子迁移、锡珠等测试。 (2) 物料特性验证:需执行扩散性、湿润性、黏度、黏着力、崩塌性等测试。 (3) 印刷性测试:确保印刷开始后之印刷初期及连续印刷时的安定性。 (4) 上锡性测试:确保组装后之良好焊锡性及焊点可靠度(良率、X-Ray、推力及切片) (5) 可靠度验证:利用温度循环测试及震动等测试,进行焊点质量及可靠度验证。 2.1.1. 何谓锡膏

(6) 功能测试:协助确认 ICT,ATE 等测试稳定度问题。 (7) 评估供货商的技术/服务能力,供货给各 WW/Sites 能力,成本,市场占有率、AVL, 锡膏合金成份专利授权文件......等等。
表 1 锡膏测试项目及测试准则
1 规范:IPC-TM-650 2.3.33.D 铬酸银试验 目的:测试锡膏之助焊剂是否含有过?卤化物 标准:观察铬酸银试纸是否变色 规范:IPC-TM-650-2.3.32 C 铜镜试验 目的:测试锡膏之助焊剂是否具有腐蚀性 标准:观察铜镜是否因侵蚀而透光或变色 规范:IPC-TM-650 之 2.6.3.3 表面绝缘组 目的:在免洗制程中测试锡膏中助焊剂残?在印刷电路板上,接触高温高湿环境下对表面 抗测试 的阻抗影响 标准:免洗锡膏的电阻值必须高于 10^8Ω 规范:Bellcore-TR-NWT-000078-13.5.1 电子迁移 目的:在免洗制程中测试锡膏中助焊剂残?在印刷电路板上,接触高温高湿环境下电子迁 测试 移的影响 标准:所有电阻值必须高于 10^9Ω 规范:IPC-TM-650-2.4.43 锡珠测试 目的:测试锡膏的焊锡颗?凝聚成球形之能力与是否会喷锡珠 标准:焊锡应没有喷锡珠现象,外形形成?好的球形,且直径合乎要求。 规范:JIS-Z-3197-6.10 扩散性试验 目的:测试锡膏在铜面上去除氧化物的能力与扩散能力 标准:本规范并无?定,一般以大于 70%以上即可,特殊用途锡膏可以达 85% 规范:IPC-TM-650-2.4.45 目的:测试锡膏在氧化铜面上之润湿能力 湿润性试验 标准:焊锡应均匀覆盖铜面,没有拒焊或未润湿之缺陷发生、润湿角度越小代表有越佳之 润湿性。 规范:JIS-Z-3284 黏度测试 目的:得知锡膏印刷时的下锡能力 标准:是否符合厂商所附规格的内容 规范:IPC-TM-650-2.44.4 黏着力测试 目的:测试干燥后之锡膏与基板间的黏着力 标准:比较达到 80%作用力峰值所需之时间、比较作用力峰值 规范:IPC-TM-650-2.4.35 坍塌性测试 目的:测试锡膏在水平与垂直方向之坍塌性 标准:?可有桥接发生

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2.2.

间接材料的选用准则-助焊剂 各种焊接进行前,被焊的金属表面皆必须先行喷涂助焊剂(flux),再经预热之能量

2.2.1. 何谓助焊剂 激发出助焊剂中的活性成分(activator,即某些酸类或盐类),而将待焊表面(如铜面、焊 锡面、纯锡面、银面等)之轻度氧化物与污着物予以清除,也就是使之产生还原反应, 使氧化物被分解而得以被移除。此种有效的清洁功用,可让焊料(solder)与待焊表面迅速 产生介金属化合物(IMC)而沾锡(wetting)焊牢[Shenmao]。 若助焊剂按其主成份的属性作区别[ISO-9454-1],可分为(1)树脂型(resin)、(2)有机 型(organic)与(3)无机型(inorganic)等三类。

2.2.2. 助焊剂的选用准则 助焊剂的选用须注意固形物(solid content)含量(溶剂与挥发物以外的固形本体化学 品,如卤化物或固酸类),一般现场管控系采测比重的方式。通常常助焊剂之固形物约 15-35%,另有新式低固形物者只有 2-8% (一般 5%以下),焊后几乎没有残渣,亦称为免 洗 flux。助焊剂酸性值(acid value)系固形物所能提供"活性"指标之一,无铅制程酸价一 般为 15~35 mg KOH/g,有铅制程为 10~14 mg KOH/g [710-F204, IPC-TM-650 2.3.13]。 助焊剂之固形物成分过低可能使氧化物清除不完全, 造成焊锡性不良, 过高则使板面 flux 残留过多, 可能是后续板面腐蚀的来源。 其它助焊剂选用需通过的项目与制程测试标准, 如卤素含量、铜镜、铬酸银、表面绝缘阻抗、腐蚀、电子迁移等,可依序参考规范 IPC-TM-650 2.3.35, 2.3.32, 2.3.33, 2.6.3.3, 2.6.15, Bellcore GR-78-CORE Issue 3, and 710-F201 波焊之免洗 Flux 制程测试标准所示。 在可靠度试验方面,如铜镜腐蚀试验,合格为铜镜未透光;铬酸银试纸试验,合格 为试纸未变色;腐蚀试验,合格为铜片未腐蚀;表面绝缘阻抗试验,合格为不清洗,规 范要求:测试板: ≧ 1.0× 8 Ω,空板: ≧1.0× 9 Ω;电子迁移试验,合格为规范要求: 10 10 不可有腐蚀现象,不可有电子迁移现象(板面未清洗达 1010 Ω)。在功能试验方面,如利 用 ICT 及 ATE 等功能测试进行产品之稳定度验证,探针需扎三次,并且能刺穿 flux 残 留物进而连结到焊垫;确认 PCBA 外观助焊剂残留干净度,焊锡性等相关质量问题。 以上所述助焊剂为液态助焊剂(liquid flux),适用于波焊锡炉作业(DIP),另有溶剂比 例不同之固态助焊膏(paste flux),功能与助焊剂近似,适用于 BGA 修护等。助焊剂应储 存于室温下,密封置于阴凉通风处,避免阳光直晒,其通常属易燃,作业、储存须远离 火焰、火花。

2.3.

直接材料的选用准则 – 印刷电路板 (PCB) 印刷电路板(Printed Circuit Board;PCB)为承载并连接电子零件间线路之基础组

2.3.1. 何谓印刷电路板 件,依其使用之基材可分为硬式、软式及软硬复合板;而依内层结构层的多寡可分为单 层板、双层板及多层板。电路板表面由线路(Trace) 、贯穿孔(Painting Trough Hole; PTH) 、焊垫(SMD pad) 、防焊漆(Solder mask)及文字漆(Silk)共同构成(图 4) , 以利电子零件之组装及焊接作业。而电路板制造时,首先利用曝光、显影、蚀刻及黑棕 化等程序制作内层线路,再将线路层间加入绝缘胶片(Prepreg)进行压合动作,接着进 行钻孔与电镀作业使各层互相连接,待外层线路完成后则覆盖防焊漆并印刷文字漆,最 后执行焊垫表面处理作业并确认无误后真空包装出货。

PTH

SILK

SMD PAD

Solder mask
图 4 电路板表面

Trace

2.3.2. 电路板材料特性 印刷电路板基板材料主要是由玻璃纤维(Glass fiber)及环氧树脂 (Epoxy resin)组成,其特性必须满足无铅制程高温之需求,若耐温性不 佳则常造成分层如图 5 (Delamination) 、断裂(Crack)及内层线路失效 (Inner Connection Defect;ICD)等情形,主要之材料特性有下列四点: (1) 硬化剂(Curing agent) :在环氧树脂硬化的过程会使用硬化剂进行硬
图5

化及聚合的反应,而硬化剂又可分为双氰胺(Dicyanidiamlde;Dicy)与酚醛树脂 (Phenol Novalac; Phenolic) 两类。 Dicy 硬化剂极性强, 吸水性大, 不耐热; Phenolic 材质之硬化剂极性不强,吸水性小,耐热性较好。 (2) 玻璃转换温度(Glass Transition Temperature;Tg) :Tg 为电路板内层之玻璃基板从 玻璃态转成橡胶态时的温度点,橡胶态比玻璃态之热膨胀系数( Coefficient of Thermal Expansion;CTE)约 3 到 4 倍,在高温的强烈 Z 轴膨胀应力下,PCB 易产 生孔铜壁断裂或爆板的情形。 (3) 裂解温度(Decomposition Temperature;Td) :Td 系指利用热重分析法(Thermal Gravity Analysis;TGA)将树脂加热中失重 5%(Weight Loss)之温度点称为裂解 温度,可判断板材之耐热性。 (4) 热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion;CTE) :在电路板组装中,材料受到 温度高低所造成体积增减的因子称为热膨胀系数,电路板基材树脂于 Tg 点前后的 热膨胀系数差异甚大,尤其以 Z 轴方向之膨胀差异最为显著,易造成断裂或分层。 (5) 无铅制程之电路板建议以 Phenolic 硬化之电路板材质、 温度一般则须大于 150℃ Tg (170℃以上最佳) 、Td 温度大于 320℃,并选择加入有机性填充颗粒(Filler)的 产品可有效降低 CTE, 应可符合无铅制程高温的冲击与可靠度的要求 (IPC-4101B) 。 2.3.3. 电路板评选准则 一般在设计电路板时, 使用 CAD 软件进行 PCB 导线设计, 包括线路间的最小保留 空隙、最小线路宽度和其它类似的实际限制等都须符合规定。接着建立制作档案 Gerber files,包括各讯号、电源以及地线层的平面图,防焊层与网板印刷面的平面图,以及钻 孔等指定档案,最后利用电路板厂商依照 Gerber 文件进行电路板制作。在完成品中除 了要符合相关的尺寸规格外,不可有线路断路、短路、线宽不符的情形,且板弯程度需

小于 0.7%(1.2mm 以内) ,其它相关规定说明如下: (1) 贯穿孔粗糙度镀铜厚度 PTH roughness & Cu thickness 在电路板压合后会进行钻孔及镀铜作业连接各层线路, 在钻孔时所造成的粗糙情形 (Roughness) 、突起物(Nodules)或是喇叭口(Flare)不可减少孔壁厚度或造成孔径 低于最小的要求,孔壁粗糙度需小于 1.0 mil,而孔铜镀层厚度单点不得少于 0.7mil,平 均不可低于 0.8mil,表面铜厚须在 1.4mil 以上并符合 IPC-6010 系列规格,孔中也不可 超过 5%以上的空洞,一切均需符合规范及客户要求(IPC-A-600G、807-F002) 。 (2) 绿漆效能 Solder mask performance PCB 在线路完成后需覆盖绿漆(Solder mask) ,用以防焊及保护 线路防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质。绿漆 必须具有良好的热与化学稳定性并须符合规范 IPC-SM-840B,必需要
图6 均匀且不可有刮痕、孔洞、脱离、露铜等缺陷(如图 6),并具有良好的黏着性与承受焊

接与清洗制程的温度变化与化学侵蚀等特性 (组装的过程中须考虑绿漆与助焊剂的匹配 性) ,厚度应介于 0.3~0.7mil(7.6~17.7um)。 (3) 表面涂层 pad metallurgy 目前各种常用于 PCB 可焊表面的处理有有机保焊剂(Organic Solder-ability Preservative;OSP) 、喷锡(Hot Air Solder Leveling;HASL) 、浸银(Immersion Silver; Im-Ag) 、浸锡(Immersion Tin;Im-Sn) 、化镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold; ENIG) 、电镀镍金(Electrolytic Ni/Au)等,其中 OSP 成本较低平整度佳但保存性较差 易受污染,常因残留造成铜绿而产生测试失效;喷锡保存性较佳但平整度差且多受热一 次;而化镍浸金导电性佳且不易氧化是按键用产品(如手机)最佳选择,但焊锡强度最 差,容易产生黑垫(Black Pad) ,易造成焊接后的裂痕。

2.4.

直接材料的选用准则 – 组件 本节将依据主动组件(BGA & QFP)、 被动组件(电阻、 电容与电感)与连结器组件(DIP

连结器与 PIP 连结器)之组件特性,详述其选用准则,并说明该类组件拿取的注意事项 与储存条件。 2.4.1. RLC 组件 RLC 组件介绍 (1) 电阻:电阻常用 R 表示。导体的阻值由导体的材料、横截面积和长度决定。使用时 可依尺寸、精密度、功率、频率与功能做选用。电阻器是电路组件中应用最广泛的 一种,约占组件总数的 30%以上,主要用途为稳定和调节电路中的电流和电压。 (2) 电容:电容是衡量导体储存电荷能力的物理量。在两个相互绝缘的 导体上,加上一定的电压,它们就会储存一定的电量。陶瓷电容片 式层迭架构导致了它本身很脆,对机械应力和温度应力非常敏感。 一般裂纹都发生在焊端和陶瓷基体连接部位,从焊接点沿45度角向 下延伸(图7)。
图 7 RLC 组件破裂
沿 45 度角向下延伸

(3) 电感:衡量线圈产生电磁感应能力的物理量,给一个线圈通入电流,线圈周遭就会 产生磁场。通入线圈的电源越大磁场就越强,磁通量就越大。电感经由电磁的互相 转换,是具备储存、释放能量并稳定电流的组件。 RLC组件选用准则: (1) 电容组件的耐温极限不能超过260度 (2) 升温速率不能太快(1.5度到3度每秒),升温太快会导致电容裂开 (3) 重工次数也不能过多,铬铁温度不能太高。

2.4.2. 连结器组件 连结器组件制程介绍: 穿孔式组件有以下三道主要制程 (1) 塑料射出连结器外壳 (2) 金属冲压制作成组件端子, (3) 电镀防止接触组抗、抗磨耗防腐蚀与助焊功能,涂层的污染会造成上锡不易(图 8)。 最后,经由组立与测试完成成品。 SMT连接器选用准则: (1) 塑料外壳材料应为以下几种 LCP、PBT、Nylon6T、Nylon9T、PC与PPS 等六种,而吸湿率较高与耐温较低之Nylon64则不建议使用。 (2) 金属端子之材料,应考虑机械强度、导电性、耐热性等因素,主要以 黄铜和磷青铜为主要的金属制造端子原料。 (3) 电镀材料考虑导电性及插拔次数,主要以镀金、镀锡、镀银为主,而 钯镍合金常为金的替代品,具低孔隙度、较佳的延展性、耐磨耗与焊 接性,成本与密度都比金低但耐磨性比硬金低。 PIP 连接器选用准则: 塑料材料若吸湿率太高易在过回焊炉时产生气泡(图9), PIP 组件外壳应 能耐高温,并具备Stand off以容纳印刷时溢出之锡膏。组件脚不应过长(不应 超出PCB板1.5mm),以免将多印之锡膏推挤出PTH外造成锡不足(图10)。 2.4.3. QFP(Quad Flat Package)方形扁平式封装 QFP 组件介绍: 方形扁平式封装 QFP (如图 11)的芯片的四周均有引脚, 其引脚數一般? 在 100 以上,组件之引脚细且间距小,具有操作方?、可靠性高、芯片面 积与封装面积比值较小等优点。焊垫长度取决于组件引线/端焊高度和宽
方形扁平式封装 度,以及引脚与焊垫接触面积。就焊接之强度而言,焊垫长度比焊垫宽度起 图 11 QFP; 图 10 锡膏挤出 PTH 图 9 连结器组件起泡 图 8 连结器组件上锡不良

更大作用。 QFP 组件挑选准则: (1) QFP 组件首重组件引脚之共平面性,量测组件之平整性亦即组件脚最高

与最低之相对高度差距,不应超过于 0.08mm。
图 12 引脚度亮锡长出锡须 (2) 组件引脚过细容易造成弯曲、质脆而易断,受到加工精度、可生产性、成本和组装

制程的限制,一般认为 QFP 组件脚间距的极限为 0.3mm。 (3) QFP 组件脚之镀层应为雾锡, 亮锡易产生锡须(如图 12)造成细间距 QFP 组件之短路。 2.4.4. BGA(Ball Grid Array)球栅阵?封装介绍 BGA组件介绍: BGA(图13)封装为底面引出小球的形式,看到的外观为芯片经封 装后之外型而非工作芯片大小。此一封装对芯片??是必需的,芯片必 须与外界隔?, 防止空气中的异物与湿气对芯片电路的腐蚀而造成电气 性能下?。另一方面,封装后的芯片也??于安装和运输。 BGA 封装的面积只有芯片表面积的1.5 倍左右。使用BGA 封装?但体积较小,同 时也?薄(封装高度小于0.8mm)[黄孟槺]。BGA 拥有?高的热传导效?,非常适宜用于 长时间运?的系统、稳定性极佳。BGA 封装的I/O 引脚數虽然增多,但引脚间距远大 于QFP,从而提高?组装成品?。具有信号传输延迟小,可靠性高等优点,使用频?大 大提高。 BGA组件选用准则: BGA球遭手指或其它有机物、外物污染以及氧化会造成组件拒焊无IMC层产生, BGA应做好防潮防护或Profile升温斜率不宜过高,以免造成组件胶体分层(图14)或爆米 花(Popcorn)效应。 1. 为确保组件能长期在严苛环境下使用,要能承受-55-125° C,500个循环以上热冲击试 验 2. 为确保组件置放时锡球皆能与焊垫上锡膏接触,需维持良好 的共平面性,一般来说BGA应维持0.1 mm 或1%以下的变形。 3. 组件应能承受足够之剪切力(1000G) [王豫明] 4. BGA胶体中中不能有空气,以避免过回焊炉时胶体破裂
图 14 BGA 组件胶体分层 图 13 BGA 组件剖面图

3. PCBA 制程管制准则
3.1. 材料储存与取用 SMT 组件是一种湿度敏感组件,故组件须在恒温干燥的条件下保存,作业员应严 格遵守操作流程,避免组件在组装前受到影响。湿气敏感零件之受潮与拆封曝露时间限 制,因零件特性而异,将零件依湿气敏感度不同区分为:Level1~Level6 如表 12 所示。 纬创内部管理一律以 Level 5a (24hr)管制,Level6 之零件则以各厂家建议之暴露拆封时 间项目管理。
表2 湿度敏感等级。

3.1.1. 湿气敏感组件

图 15

3.1.1.1. 湿气敏感组件储存条件: 所有湿气敏感组件皆须防潮保存,零件于IQC拆封检验后,应立即予以重新真空包 装保存。 湿气敏感组件在真空封包时, 一律在真空包装袋内置入干燥剂与湿度指示卡(图 15),并在真空包装袋外注明已曝露时间。零件上线前需检查零件残留时间,零件残留 时间=曝露时间限制-累计暴露时间。厂房内温度与湿度控制条件为:温度:23℃± 5℃, 湿度:30%RH ~ 60%RH[716F-204]。库房与生产单位应每2小时固定检查并记录其环境 温度与湿度。 厂房湿度超过60%RH时, 非正在机台上线使用之湿敏零件, 一律真空封存。 真空包装日期不可超过一年, 如超过必须烘烤后再真空包装, 湿度指示卡在30%R.H. 处未呈蓝色。生产单位领料后如发现真空不良,应立即通知发料单位处理。拆封真空包 装后检视湿度指示卡在30%R.H.处,未呈现蓝色者一律送烘烤作业。(2)未使用完之物料 退库必须原封箱或烘烤后真空包装(必须包含湿度卡及干燥剂)经IQC检验入库。 3.1.1.2. 组件烘烤条件: 烘烤温度不应过高,温度过高会造成锡球与组件连接处金相组织变化,当这些组件 进入回焊阶段时,易引起锡球与元器件封装处的脱落,造成SMT组装质量问题。若烘烤 温度过低,则无法达到除湿作用。在条件允许情况下,建议在装配前烘烤组件,有利消 除BGA的内部湿气, 并且提升BGA的耐热性, 减少组件进入回流焊受到的热冲击对组件 的影响。BGA组件在烘烤后取出,自然冷却半小时方能进行装配作业。 低温烘烤:烘烤温度40℃± 5℃,相对湿度固定在5%R.H.以下,烘烤时间192Hrs 正常烘烤:烘烤温度125℃± 5℃,烘烤时间24Hrs。 将待烘烤零件置于耐温>150℃以上之Tray盘后,始可送入烤箱烘烤。烘烤后,将该 零件立即置入干燥剂与湿度指示卡,并真空封包保存。[716F-204]

3.1.1.3. 组件拿取准则: 任何情况下若要拿取IC组件, 应在ESD-safe情况下方可拿取(静电帽、 静电服与静电 手环等释放静电)。拿取组件时应该拿取组件之四周以避免手指直接接触到导电处(锡球 或pin脚)。 3.1.2. 印刷电路板 印刷电路板及其表面涂层对于暴露环境中的温度及湿气相当敏感, 易造成焊点氧化 或基材吸湿等问题。因此,需随时以真空封装状态存放于恒温恒湿的环境内,以免造成 未来生产时的影响。 3.1.2.1. 印刷电路板储存/取用 在电路板进料时、检验后及生产前,均需使用真空包装,并储存于温 20℃~30℃、 湿度 60% RH 以下的环境,避免吸湿及氧化现象的产生(可参照 707-F201 PCB 空板库 存管理作业程序) 。另外由于储放时间的限制,电路板也需确实落实先进先出(First In First Out,FIFO)物料管理制度,且当 PCB 拆封后超过 24 小时或未开封置放超过六个 月,即须需进行烘烤作业(条件为温度 110℃± 5℃,4 小时) ,以确保将电路板中的湿气 充分排出,避免未来生产时造成不良的影响,进行烘烤前,需考虑焊垫表面涂层是否合 适(可参照 904-F212 PCB 烘烤作业标准) 。 3.1.2.2. 电路板组装制程搬运准则 在生产开始前,须确认是否所有 PCB 有保持原真空包装,生产前才可将电路板拆 封,且数量以生产 2 个小时的用量为限,并确认正反两面料齐始可上线,不可第一面先 行组装,而暂存等待第二面上线。 生产作业环境之温度需控制于 18~28℃、相对湿度 30~60%之间,生产中若因印刷 不良或其它因素,需清洗的生产用板,必须在 30 分钟内完成清洗,并于 8 小时内需完 成 SMT 制程。对无铅焊接而言,回焊炉温度中电路板最高温度需介于 230~250℃。 所有需拿持 PCB 之人员,均需穿戴静电防护手套,防止静电对电子组件产生不良 影响。搬运时以拿持电路板长板边为原则,不可直接触摸板内焊垫,避免板弯及污染的 发生。 (904-F204 纬创新竹厂有机焊锡性保护剂电路板生产作业规范) 3.1.3. 锡膏材料 锡膏对于暴露环境中的热、空气、潮湿都相当敏感,热会引起助焊剂与锡粉间的反 应,也会导致助焊剂与锡粉分离,易产生干燥、氧化、吸湿等问题,而造成锡膏表面发 生结块。因此,需以密封状态存放在恒温,恒湿的冰箱内。存放温度太高,锡膏中的合 金粉未和助焊剂起化学反应后,使黏度上升而影响其印刷,温度过低,助焊剂中的松香 成份会产生结晶现象,使得锡膏恶化。在暴露到空气前温度应该与周遭环境温度平衡再 行开启,这样可以避免发生结露。如发生结露锡膏回焊时易产生锡珠,但也不可用加热 的方法使其回到室温,这会使锡膏质量劣化 [2006, 林定晧]。 3.1.3.1. 锡膏中黏度(Viscosity)之影响 锡膏是一种具有抗垂流性(Thixotropy)的流体;当所受之剪应力增加,其黏稠度

便降低;而当剪应力移去,其黏稠度又逐渐回复原本的状态。影响锡膏之黏稠度的因素 包括助焊剂中之固体成份、焊锡颗粒的数量、大小及形状、及添加在锡膏中使其具抗垂 流性的物质。黏稠度是一种对温度变化敏感的特性,当在较高温环境下,黏稠度会显著 地较低。因此,锡膏之涂布必须在控制温度的环境下进行,以控制其黏稠度的变化。若 黏稠度太高, 便不易印刷适量的锡膏, 而造成入锡量不足, 在回流焊接时便会发生空焊; 若黏稠度太低,则易印刷过量的锡膏,过量的锡膏在回流焊接时容易造成相邻的焊点接 触,发生锡桥而造成短路 [1998,高正翰]。 3.1.3.2. 锡膏中黏滞力(Tackiness)之影响 黏滞力(Tackiness)乃是锡膏在置放上组件后到回流焊接前抓住(黏住)组件的能 力。锡膏的黏滞度可作为锡膏涂布后之寿命的一项指标。在表面黏着制程中,若锡膏涂 布后到回流焊接的时间过长,则应清除旧的锡膏,重新印刷新鲜的锡膏 [1998,高正翰]。 3.1.3.3. 作业注意事项 锡膏进厂管制应即贴上锡膏使用管制 Label 并保存于 2~8℃冰箱中,使用时应先进 先用依序号取用和填写锡膏冰箱储存记录表。锡铅锡膏之成份须加以标示,并需与无铅 锡膏区隔储存。未开瓶之锡膏在防潮箱内可保存 1 个月。若因停线使得取出之锡膏未用 完,则应转线用掉,无法转线则须标记,放回防潮箱待下次上线优先使用,若超过 24 小时,即应报废。锡膏使用前必须取出于防潮箱中回温,依先进先用之顺序拿取一瓶, 回温至少四小时,使用锡膏搅拌机适当之搅拌(请参阅搅拌机操作标准) 。搅拌时间不 可过长,因锡粉末中粒间摩擦,使锡膏温度上升,而引起粉未氧化,其质量特性变化, 黏度降低。锡膏设定搅拌时间分别为 Shenju 1.5 min;Kester 0.5 min;Shenmao 1.5 min; Ishikawa 0.5 min,详细作业注意事项请参照 SMT 制程管制办法[702-F208]。

3.2.

SMT 制程参数之制定准则 锡膏印刷是表面黏着(SMT)过程中,透过印刷机快速且一致的将焊接材料经由钢板

3.2.1. 锡膏印刷 开孔转印至电路板(Printed Circuit Board; PCB)上, 后续经由零件置放与回焊制程即可完 成简易之电路板组装制程,详细请参考新竹厂 SMT 设备操作作业规范[901-F214]。 3.2.1.1. 影响锡膏印刷之因素 SMT 之锡膏印刷为影响产品组装质量的重要制程之一,焊锡性不良除了焊锡材料 及零件以外,其它大部分是锡膏印刷制程(Solder Paste Printing Process)。其主要影响锡膏印刷之因素为:1. 锡膏印刷机,2. 锡 膏(锡粉与助焊膏), 钢板, 印刷电路板, 制程参数, 作 3. 4. 5. 6. 业环境(温度与湿度)。 3.2.1.2. 锡膏印刷机 (Solder Paste Printer) 锡膏印刷机(错误!未找到引用源。16)属自动化之设备,其主要 印刷机操作手册, DEK 印刷机操作手册]。
图 16 印刷机示意图

机构及功能说明如下,详细请参阅 Panasonic 与 DEK 印刷机操作说明书[Panasonic SPF

(8) PCB 传送机构:此机构主要是负责传送制程中之 PCB,将 PCB 运送至印刷平台及 完成印刷后送至下一制程。 (9) 印刷平台与支撑器:印刷平台安装支撑器(错误!未找到引用源。 17)主要将 PCB 全面支撑与固定, PCB 符合印刷之平整度及支 使 撑力。 (10) 钢板定位平台:此平台提供钢板定位;此平台机构平面必须与 印刷平台平面平行。 (11) 印刷电路板定位系统: 除了提供 PCB 机构性定位外, 最主要是透过 CCD 照相系统, 将 PCB 光学定位点与钢板定位点给予对位,使 PCB 焊垫与钢板开 孔达到百分之百重迭。 (12) 锡膏涂布机构:此机构包含刮刀组(错误!未找到引用源。)及其 前后(左右)、上下移动与印刷压力及角度之控制。 (13) 温控系统:控制印刷机内部作业温度与湿度,使锡膏能在合适 环境作业。 (14) 控制系统: 此控制系统透过工业计算机, 使前述机构之功能及设定制程参数彼此协 调,使印刷达到良好之质量。 3.2.1.3. 锡膏 (Solder paste) 锡膏之组成、 特性及控管方式, 请参考锡膏章节之说明。 未使用应放于冰箱中保存, 使用前将锡膏放于防潮箱中回温,并适当搅拌使锡粉与助焊膏均匀分布,方可将锡膏添 加于钢板上使用。 3.2.1.4. 钢板 钢板(错误!未找到引用源。19)开孔决定印刷之锡量,而相同开 孔之印刷后锡量,决定于钢板开孔之质量。钢板开孔之方法有三种: 1. 化学蚀刻法 (Chemically etched)、2. 雷射切割法 (Laser cut)、3. 电 铸法 (Electro-form)。 3.2.1.5. 印刷电路板 (Printed Circuit Board;PCB)
图 19 钢板 图 18 印刷刮刀 图 17 支撑器

印刷电路板以下简称电路板,其特征及对锡膏印刷之要求,请参考 PCB 章节之说 明。其特征影响印刷质量因素为:1. 绿漆与文字漆厚度,2. 电路板平整度,3. 焊垫镀 层表面平整度,详细请参考 802-F201 PCBA 检验规范。 3.2.1.6. 制程参数 (Parameters) 印刷制程参数,直接影响印刷之质量。其主要之印刷参数包含以下项目: (1) 印刷间隙:锡膏印刷过程中印刷电路板与钢板之间隙,一般要求印刷电路板与钢板 于印刷过程须完全密贴。 (2) 印刷角度:锡膏印刷过程中刮刀与钢板之印刷角度,一般须要求刮刀与钢板于印刷 过程须保持 60?。 (3) 印刷压力:锡膏印刷过程中刮刀下压之力量,此压力会因刮刀之材质而异。刮刀材 质区分为塑料刮刀与钢刮刀。

(4) 印刷速度:锡膏印刷过程中刮刀移动之速度,印刷速度除了影响锡膏印刷之质量, 另外,印刷速度亦影响产能。 (5) 脱模速度:锡膏印刷完成后,印刷电路板分离钢板之速度,此速度影响锡膏印刷后 附着于电路板上焊垫之形状,脱模速度不当易造成锡尖及锡少之状况。 (6) 钢板擦拭频率:可依参数之设定来控制印刷片数与擦拭次数及模式,钢板擦拭频率 太过于频繁将影响产能。擦拭模式区分为干擦与湿擦。 3.2.1.7. 作业环境 (Environment) 是指印刷机机台内部之作业温度与湿度,一般温度控制于 23± 5℃,湿度控制于 30 ~ 60 %RH,温度与湿度之高低直接影响锡膏之特性,如锡膏粘度之变化(详细请参考 716-F204 湿气敏感组件管制作业标准), 3.2.2. 印刷机作业流程 (Operation Flow) 锡膏印刷机之作业方法因机台厂牌或型式有差异,基本作业流程如错误!未找到

引用源。说明。

图 20 锡膏印刷机作业流程

上述之锡膏印刷之相关因素,如机台、电路板、治工具、参数及作业环境等均与印 刷之质量及生产效率相关,且彼此间相互影响。因此为了提升锡膏印刷之质量与产能应 依照产品之种类、尺寸大小、零件密度、电路板之厚薄等因素,设定最佳化之制程参数。 3.2.2.1. 注意事项 (Notice) 锡膏印刷机是自动化设备及锡膏含有金属粉墨及化学物质, 操作机台或人员接触锡 膏应遵守相关之作业规范 [ 901-F214])及安全事项(锡膏物质安全数据表;MSDS)。 3.2.3. 零件置放 简单来说, 生产 PCB 时机器经由料带(tape-and-reel)、 导轨(track)或托盘(tray)吸取零 件,再依据零件需要置放的位置和角度,正确地置放在 PCB 上。 3.2.3.1. 零件置放机器的类型 一般零件置放机器分为两大类:高速型 (high-speed) 和泛用型 (flexible),主要的区分在于速度和精准度。 (1) 高速型置放机 一般所生产的 PCB 上的零件大多是电阻和电容,须要快速地置放 图 21 高速机置放 在 PCB 上。 还有一些对于精准度要求较不严苛的零件如 MELFs、 SOIC

等,也可以使用高速型置放机来置放。 a. 转动式结构 转动式结构是高速型置放机最常见的一种结构(图 21)。在理想条件下,这种结构设 备通常配置 12~24 个装着头,每个装着头上有 3~6 个吸嘴,能够很快地更换。以 MVIIV 为例(如图 22)[ PANASERT MVIIV Specification],从移动的送料台上吸取零件(ST1),同 时在转塔的对面装着零件(ST7)。 PCB 固定在 X-Y 轴向移动台将 PCB 对准需要装着的位 置。零件吸取检查(ST1)、零件旋转(ST2)、零件厚度检测(ST3)、零件辨识(ST4)、装着 角度补偿(ST6)(包含校正中心/旋转/定向/定位)等操作都同时发生在零件吸取与零件装 着间。 b. 单轴结构 这种结构分别装有一个或两个机械手臂。首先,单轴结构机械 手臂配置有多个装着头(图 23),以 X-Y 轴方向平面运动,同时装着 头能以 Θ 角度转动,Z 轴方向高度升降。大多数单轴结构机机器装 着头采用滚珠单导轨 X 轴向驱动,或者为了高精度装着也有采用双 图 23 单轴结构机械手臂 导轨线性伺服系统 X 轴方向驱动。PCB 传送系统安装在机器的中 央(图 24), PCB 的固定一般采用夹边方式夹持。 零件辨识模块安装 在机器的两边。 零件辨识校正藉由零件辨识模块辨识, 在零件吸取 与装着之间进行。[PANASERT CM402 Specification] c. 双轴结构 双轴结构的机械手臂共享工作区 PCB 上同一个空间,一个 机械手臂在吸取零件,同时另一个机械手臂在装着零件。双轴结 构机械手臂配置、动作和零件辨识与单轴结构相同。双轴结构的 PCB 传送系统可分为两部分(图 25),每个部分能在 X-Y 轴方向 移动 PCB 的位置,PCB 进入设备后被夹持固定,然后朝前后机 械手臂方向移动,以尽可能减少零件吸取与装着之间距离。 (2) 泛用型置放机 对泛用型置放机而言速度不是重要考虑因素, 所以单轴结构设 计居多。高速型置放机只能接受料带包装,且最大料带宽度为 32 mm 或 44 mm。泛用型置放机可接受各种不同宽度料带、导轨或托 盘的零件包装。泛用型置放机可置放大且细间距(fine-pitch)零件, 甚至可使用夹具置放异型(odd form)零件。 3.2.3.2. 零件置放程序 将 PCB BOM 和 CAD 文件结合制作成零件置放的 X-Y 坐标档(包含置放角度)和料 站档,再将 X-Y 坐标档和料站文件传入零件置放机。 3.2.3.3. 零件置放生产考虑准则 (1)PCB 尺寸:以 MSR 机台为例,机器可接受最大尺寸为 510 mm x 460 mm 及零件可置 放区域为 510 mm x 454 mm, 而机器可接受最小尺寸为 50 mm x 50 mm 及零件可置放 区域为 50 mm x 42 mm。[PANASERT MSR Specification]
图 26 泛用置放机 图 25 PCB 传送系统 图 24 PCB 传送系统 图 22 MVIIV 旋转头 图 22 MVIIV 旋转头

(2)零件尺寸: 高速型置放机以 MSR 机台为例, 机器可接受最大尺寸则 QFP 尺寸为 32 mm x 32 mm, BGA 尺寸为 25 mm x 25 mm, 或 而机器可接受最小尺寸为 0.6 mm x 0.3 mm。 [PANASERT MSR Specification]泛用型置放机则以 MSF 机台为例,机器可接受最大 尺寸为 55 mm x 55 mm 和最小尺寸为 0.6 mm x 0.3 mm,对连接器(Connecter)而言, 机器可接受最大尺寸则为 L 150 mm x H 25 mm。[PANASERT MSF Specification] (3)零件包装:以料带包装而言,高速型置放机可接受最大料带宽度为 44 mm,而泛用型 置放机最大宽度则为 88 mm。 (4)零件置放机因置放零件产生下压力,造成 PCB 板弯(Warpage), 须使用 Support pin(图 27)或 block 均匀支撑 PCB。[SMT 制程 管制办法 702-F208] (5)为了有更好的置放质量,PCB 需有三个 Fiducial Mark 提供给零 件置放机坐标参考。针对 QFP 和 BGA/CSP 的间距(pitch)0.4mm 以下,则须提供一组 Fiducial Mark。[707-F002, 707-F202] (6)机器置放零件后偏移,先确认零件辨识中心是否偏移,有偏移则修改零件辨识。若无 则调整机台零件置放坐标。 (7)机器置放零件后极性反, 先确认机台程序包装设定方向与零件供料方向是否相同, 不 相同则选择正确的包装设定方向。若相同则修改机台零件置放坐标角度。 (8)生产中高速型置放机吸料率和置放率目标 99.95%,并对零件与装着头进行监控。 [702-F208]
图 27 Support pin

3.2.4. 回焊 本文系针对新竹现有回焊炉的基本知识及温度调整的方式 作简单的介绍,希望藉由此工具书所提供的相关数据能够让工程 人员了解回焊制程相关知识,并活用于现场产品生产实作中,回焊制程应用于 SMT 生 图 28 SMT 生产示意图 产之示意图如图 28。 3.2.4.1. 何谓回焊: 凡是电子零件,不管有脚无脚,皆可在 PCB 的单面或双面进行装配,并与 PCB 上 预先印刷锡膏的 PAD 进行机械及电性接合,经焊锡过程后,使之搭接成为一体。 3.2.4.2. 焊锡基础: 焊接动作之所以能够焊牢, 最根本的原因就是焊锡与 底铜面金属之间,产生了 IMC ( Inter-metallic Compound Layer) 之金属间化合物:Cu6Sn5,此接口层正是相互结 合力的所在,如图 29 所示。由于 IMC 层形成的因素为扩 散现象, 加热温度的条件影响力较大。 因此在焊锡温度的 管理就变得非常重要。 因此所谓焊锡作业 『就是以适当的 图 29 焊点之形成 焊锡温度,尽量在最短时间内进行焊锡的事』之意义,其 目的就是要尽量降低 IMC 层的厚度。 3.2.4.3. 温度曲线分析 reflow 的原理: 藉由一完整 profile 曲线针对各区域功能分别讨论,
图 30 回焊曲线

如图 30,以利了解到各回焊温度曲线的定义;首先 PCB 进入升温区时,使得锡膏中的 溶剂、气体蒸发掉,锡膏软化、塌落、覆盖了 PAD,将 PAD、零件焊点与氧气隔离; 第二 PCB 进入均温区时, PCB 和零件得到充分的预热, 使 以防止 PCB 进入回焊区时因 高温而损坏 PCB 和零件;此时锡膏中的助焊剂润湿 PAD 及零件焊点,并去除氧化层; 第三 PCB 进入回焊区时, 此区段温度迅速上升使锡膏达到熔融状态, 并润湿 PCB 的 PAD 及零件焊点,而形成焊锡接点;最后 PCB 进入冷却区,使焊点凝固。在经过一回焊流 程后,则完成了焊接的动作。 3.2.4.4. Reflow 加热方式的优缺点: 热传导的方式不外乎红外线 IR 加热、热风对流加热及 基板内热传导等 3 种,依 SMT 制程需求针对其加热方 法的优缺点作比较,如图 31 所示,论述适当的加热方 式;(1):红外线 Reflow 优缺点:具有加热能力高、输 出能力平稳的特点,但 PCB 上各种不同零件会有局部 温差, 且高低零件间会有热辐射被阻挡问题而发生阴影 图 31 加热方式比较 效应造温度不足。(2):热风 Reflow 优缺点:具有 PCB 和零件的温度接近设定温度之优 点解决了红外线 Reflow 的温差和阴影效应。但对流气体的流速易造成零件的位移,及 依热交换方式而言,效率较差等缺点。(3):红外线热风 Reflow 优缺点:IR 炉加上热风 使炉内温度更均匀,是目前较为理想的加热方式。充分利用了红外线穿透力强的特点, 加热效率高, 同时有效克服了红外线 reflow 的温差和阴影效应, 并弥补了热风 reflow 对 流气体流速要求过快而造成的影响 。 3.2.4.5. 新竹厂使用 Reflow 设备的型式 新竹厂内现有的 SMT Reflow 设备共 4 种型式,厂家均为 FURUKAWA;SMT 各线使用的 Reflow 设备:(1)SD 线使用 XNⅢ-745,特征为 7 个加热区段(含 4 个上、下红外线加热区段); 图 32 加热区/ 冷却区图示 (2)SF 线使用 XNⅢ-945,特征为 9 个加热区段 (含 4 个上、下红 外线加热区段;2 个下红外线加热区段) ; (3)SE 线使用 XNK-945, 特征为 9 个加热区段;2 个冷却区段,如图 32 所示;(4)SB 线使用 XNJ-1145,特征为 11 个加热区段;2 个冷却区 段; 3.2.4.6. Reflow 温度设定方法 其设定方法为首先先依据生产的产品类型决定使用 Profile 的形状;再者决定 Conveyor 速度,可由均温时间、镕锡时间的规格决定或是由生产 Cycle time 来决定 Conveyor 速 度;第三决定热风/红外线加热器温度;温度的设定方式可依(1)没有红外线加热器之热 风 zone 温度设定为目标值趋近于设定值;(2)有红外线加热器之热风 zone 温度设定为目 标值趋近于设定温度+0/-10 ℃的原则决定加热器温度的设定;最后依前 3 项所决定之设 定实施量测温度,再依量测结果作温度的微调动作。 3.2.4.7. 测温注意事项 5.1 测温点的选定:原则上是以 PCB 对角四点及中心位置为选点的考虑,但若 PCB 内 零件位置分布较密或有其它特殊规格零件及要求,例如不易加温之零件、可能造成热损 坏或冷焊之关键零件、耐热条件较严苛的零件 Body…等,则需另外加测点量测该零件位 置。 5.2 测温线的安装: 测温线黏贴及布线注意事项为(1)避免测温线前端交叉点外还 有其它交叉点,如图 33 所示;(2)测温线黏贴须注意测温线测点是否黏贴确实, 不可浮动;(3)测温线布线尽可能如蛇行一样比较好,以避免测温时拉扯影响到

图 33 测温线黏贴方式

焊点量测准确性;(4)测温点附近如也有测温线容易造成量测误差过大 3.2.4.8. 温度量测管制规格 无铅制程零件温度管制规格条件:(1)非 RLC chip 零件及板温最高温度须介于 230~250℃;RLC chip 零件最高温度介于 230~260℃;(2)回焊区温度高于 217℃以上之 时间须介于 40~90 秒; 预热区温度介于 150~180℃以上之时间须介于 60~120 秒; (3) (4) 升降温斜率不可大于 3℃/秒;(5) BGA 之锡球焊点最高温度须介于 230~255℃。 3.2.4.9. 案例分析 (1) 墓碑:如图 34,通常是 chip 零件在遭受急速加热情况下使零件两端 存在温差,电极端一边的锡膏完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的 锡膏则未完全熔融而引起零件的翘立。预防对策:a:降低两端 pads 的 温差(在 pre-heat 阶段时必须降低△T);b:延长 soaking time 时间;c: 图 34 墓碑效应 降低通过 217℃的速率。 (2) 气泡(Voiding):如图 35,产生的原因为锡膏熔焊时助焊剂等有机 物在焊点凝固前若未能及时浮离,或形成气体后未能逸出者,则在焊 点中形成空洞。预防对策:a:加强氮气减少氧气浓度可改善 voiding 图 35 气泡 问题;b:延长 pre-heating and soaking time,减少回焊时间。 (3) 锡未熔:如图 36,原因为 peak 温度不足所造成;预防对策:a:提 高 peak 温度;b:PCB 下板间距须保持最少有一片 PCB 的距离。 (4) 灯蕊效应:如图 37 所示,为零件顶端温度高于 PCB pad 端温度,当 图 36 锡未熔 锡膏熔化时则会沿着零件脚爬到零件顶端。预防对策:a:拉长 soak time 时间使零件和 PCB 达到相同温度;b:使用温度比率变更方式使 PCB 温度大于零件。

3.3.

DIP 制程参数之制定

图 37 灯蕊效应

3.3.1. 波焊 3.3.1.1. 波焊的目的 本文系针对波焊原理及制程的基本流程知识作简单的介绍, 希望藉由此文件所提供 的数据能够让工程人员初步了解波焊制程相关知识,并活用于产品生产实作中。 3.3.1.2. 什么是波焊 波焊是将熔融的液态焊锡,借由帮浦运转的作用,配合锡槽内 部的设计, 使锡槽液面形成一特定形状的锡波面, 当插装 DIP 零件 的 PCB 放置于传送链条上,借由传送经过一特定的浸锡角度及深 度,使 PCB 焊接面穿过锡波而实现焊点焊接成型的过程(图 38)。 3.3.1.3. 焊点成型 当 PCB 进入焊锡波峰面前端(A)时,PCB 与零件脚被加热, 并在未离开波峰面(B)之前,整个 PCB 浸在液态焊锡中,即被液 态焊锡所包覆,但在离开波峰尾端的瞬间,少量的液态焊锡由于润 湿力的作用,黏附在 PCB PAD 上,且由于表面张力的影响,会出现 以引线为中心收缩至最小状态,此时液态焊锡与 PCB PAD 之间的润 湿力大于 PAD 间的焊锡的内聚力。因此会形成饱满且完整的焊点,
图 39 焊点形成 图 38 波峰焊原理

而离开焊锡波峰尾端的多余焊料,会因为重力的关系,回收到锡槽中(图 39)。 3.3.1.4. 波焊炉架构及功能: 目前公司内所使用的波焊炉设备均为吉电公司锁生产 的波焊炉, 其特点为各功能可使用 PC 图控制方式做调整及 管控,便于生产制程的管理;其架构区分三个部份(图 40): Flux 喷雾系统、预热器系统及涌锡系统。功能为: (1) Flux 喷雾系统功能:完成助焊剂的自动涂布。
图 40 波焊炉架构

(2)预热器系统功能:a:使助焊剂中的溶剂成份受热挥发,避免溶剂成份高温气化发生暴 裂的现象。b:蒸发 PCB 及零件脚的湿气,防止在过波峰时沸腾产生蒸汽存留在焊锡里 面形成中空的焊点或锡洞。c:避免产生的热冲击造成 PCB 及零件损伤。 (3)涌锡系统功能:液体焊锡经由帮浦作用通过狭窄的喷嘴形成平稳波峰使浸锡稳定。 4.2 波焊焊接流程: 插件 助焊剂涂布 PCB预热 焊接 冷却

3.3.1.5. 波焊制程确认步骤: (1) 首先依据 PCB 特性定义出测温点量测位置, 一般选择 PCB 正背面板温、PCB 正面零件焊点及 PCB 背面之穿孔零件脚作 为测温点位置。 (2) 确认波焊生产制程是否符合需求,如炼条速度、锡波高度 及确认锡槽内马达转速是否固定,并进行测温,量测出合适的 生产温度及沾锡秒数(图 41)。一般温度的管制条件为: 可超过 160 ℃等管制规格。 (3) 助焊剂喷洒系统功能确认:先利用 Flux pattern 方法及结果来确认 Flux 喷雾压力、流量、喷雾扇形是否符合需求;Flux pattern 目的及使用 的方式是利用将感应纸摆放在 PCB 与合成石治具之间(图 42), 进入 Flux 喷洒区域进行喷洒,完成后检验感应纸上 Flux 喷洒区域是否均匀适当, 藉以判定 Flux 喷洒是否是否符合需求。 (4)FAI 制程确认动作:在于确认首 5 片 PCB 过波焊制程后作外观及 X-ray 检验焊点上锡性是否符合规格;X-ray 检验重点及规格如图 43 (5)产线生产并于每小时 X-ray 抽测 2 片 PCB 3.3.1.6. 焊锡纯度管制及 Flux 酸性值测定 (1) 新竹厂目前使用之无铅焊锡为SAC305(96.5%锡+3.0%银+0.5%铜) 及锡铅焊锡为63/37(63%锡 + 37%铅)两种焊锡原料;为预防生产过 程波焊炉的液态焊锡合金成份不佳导致焊点不良问题发生,因此依照 焊锡纯度管制作业(904-F211)为每一个月须将各锡炉内之锡取样化验 一次,检验其合金成份是否符合规格,检验规格如表3。 (2) 为准确掌控Flux的特性,预防新进料之Flux酸性值成份不佳,因
表 3 检验规格 图 43 穿孔组件沾锡性 图 42 助焊剂喷洒 图 41 沾锡 Profile

a:预热板温为:100~115℃;b:沾锡时间为:3~6 秒;c:过锡炉时 PCB 正面板温,最高不

此Flux酸性值测定作业为在每批Flux进料时须测试其酸性值,测试标准须符合免洗 FLUX酸性值测试标准710-F204。测试标准如下: a:锡铅制程使用-KESTER #955 FLUX酸性值标准为10~14mgKOH/g。 b:无铅制程使用-KESTER #1865FLUX酸性值标准为35± 3.5~mgKOH/g。 使用-SHENMAO #SM816 FLUX酸性值标准为 20± 5~mgKOH/g。 3.3.1.7. 波焊炉常见问题与解决方式 (1) 短路:可能原因包括 a. 基板沾锡时间不够或预热不足;b. 助焊剂劣化;c. PCB 进 行方向与锡波配合不良;d. PCB 零件相邻两焊点间距小于 2mm 的设计。供参考解决方 式为 a. 提高 PCB 预热温度或调整输送带速度以增加沾锡时间或预热温度; 确认助焊 b. 剂质量如保存期限或开封使用时间等; 根据 PCB 上零件配置方式改变波焊制程方向; c. d. 选用零件之焊点间距不宜过近。 (2) 锡尖:可能原因包括 a. 基板沾锡时间不够或预热不足;b. 锡炉温度不够;c. 焊锡 的污染;d. 助焊剂劣化。供参考解决方式为 a. 提高 PCB 预热温度或调整输送带速度以 增加沾锡时间或预热温度;b. 以温度量测设备确认锡炉温度;c. 分析锡块以确认是否 受到污染;d. 确认助焊剂质量如保存期限或开封使用时间等。 (3) 上锡率不足可能原因包括:a. 锡波不稳;b. 助焊剂涂布不均;c. 预热温度不足。 供参考解决方式为 a. 调整锡波稳定度及炉座高度; 确认 Flux 喷嘴是否因脏污或结晶 b. 造成堵塞,喷雾扇形角度是否良好及正确;c. 调整预热系统的温度设定以提高 PCB 预 热温度。 3.3.2. 压合制程介绍 压合制程主要应用于 Server 及 APC 产品上之 VHDM(Very High Density Metric)连结器组 装,如图 44 所示,针对压合制程,本文将分成三个部分进 行介绍: (1) 事前准备 (2) Tyco MEP 12T 程序撰写简介 (3) 操作注意事项及压合结果判定 3.3.2.1. 目的 以计算机化及程序化控制之压合组装技术,是新竹厂在 2005 年新导入之生产制程,希望能藉此工具书,提供相关 之作业信息,以便让工程人员能够快速了解,在执行压合 制程时,制程的规划流程、及执行方式,并能成功导入于 图 44 压合设备 产品生产实作中。 3.3.2.2. 事前准备 在执行压合制程前,相关的治具及信息的准备是必须要的,下列将介绍相关准备事项: (1) 压合治具:压合治具主要分成三个部分:一、上压块:主要用来对于连结器进行压 合之压块;二、下承载座:用来辅助支撑电路板之下支撑座,这两项治具缺一不可; 三、维修治具:此治具为供压合组装后需维修之电路板使用。 (2) 压合零件之规格书确认(Datasheet) 每一个需使用压合制程组装之连结器, 其供货商皆有提供规格书(Datasheet)供组装厂

使用,其内容包含几个重点:一、零件之外型尺寸; 二、压合组装之压力规格; 三、 针对电路板之 PTH 建议设计规格。 (3) 其它特殊要求 对于电路板之压合组装,部分产品之客户(Ex: Nikki)对于其产品之组装要求,除了要 求组装供货商参照该零件之建议组装规格之外,更会依其制程文件(Document No.21P3543)之内文规格,要求其组装供货商进行压合制程之制程参数亦需符合其档 规定。 3.3.2.3. Tyco MEP 12T 程序撰写简介 目前公司内使用之电子式压合设备皆为 Tyco MEP-12T,其主要驱动方式为利用电 子伺服马达控制其压合作动之行程,其设备最大作动之压力为 12 公吨,除此之外并藉 由可程序化之软件之监控更能有效的控制生产的质量。 基本上以一个新零件而言,其压合程序之撰写,主要由下列四个数据库所组成: (1) 压合治具数据库:建立压块治具之尺寸大小以及压头治具之命名建档管理 (2) 压合行程数据库:设定压合行程之速度设定(Inch/sec),设定压合作动之行程管控。 (3) 连接器及压合压力数据库:建立连结器尺寸及压合作动之行程设定 (4) 压合程序连结数据库:建立电路板之尺寸,建立支撑座之尺寸,压合组装顺序排程。 3.3.2.4. 操作注意事项及压合结果判定 压合制程操作需注意下列几点: (1) 待组装之电路板否有平放于支撑座上 (2) 首片检验需确认是否有零件损件问题 (3) 压合零件之组装间隙是否符合检验标准 (4) 压合结果之样本如图 45,需确认 Peak Force 是否超过零件组装规格限 制,以及 Termination Force 是否符合 PARS 设定目标。
图 45 压合结果

3.3.3. 裁板 3.3.3.1. 摘要 裁板制程主要应用在 PCB 制程后,厂内 PCB 的切割, 主要可以分为轮刀切割(以下简称 V-cut,如图 46)以及高速铣 刀切割(以下简称 Router),V-cut 利用轮刀裁切 PCB,须有导 轨设计,调整 V-cut 导轨角度需配合 PCB 切割线深度,仅适 合直线切割,优点为速度快,不需治具且切割粉尘少。Router 利用高速旋转铣刀切割 PCB,切割压力小,精度高,板边平 滑,并可切割任何形状之 PCB,精确的控制切割速度,能减 低 V-cut 的切割应力瑕疵,提高产品良品率,其缺点为切割 粉尘多需额外采购除尘设备。 3.3.3.2. 事前准备 在执行裁制程前,相关治具的准备是必须要的,下列将介 绍相关准备事项:在 V-cut 制程前,必须调整导引轨道高度,配 合不同板厚的切割线,切割后须观察板边是否有不平整现象, 轮刀速度必须配合不同的 PCB。 执行 Router 制程前必须先调整
图 47 高速铣刀切割示意图

图 46 轮刀切割示意图

Router 治具,Router 主要使用 PCB 支撑器(Supporter,如图 47) 来辅助支撑电路板,裁切前应确实调整支撑器(以下简称 Support pin,如图二), Support pin 必须延转角处置放,且每一边最少须有两支,如果板长较长则需使用 3-5 支 Support pin,以免造成板弯。Router 的使用刀径、速度与板厚以及板子的大小有所相关, 厂内常用刀径为 1.6/2.0 mm,进刀路径一般选用直线,如为多连板则使用 U 型曲线让连 板边缘平整,本厂内使用左旋旋转方向之铣刀(如图 47)。一般以目检发现 PCB 边缘不 平整、产生白屑、发生断刀或是铣刀磨损时应更换铣刀,由于裁板机为了能更精准地切 割,因此使用机器视觉软件来设定切割坐标,机器视觉软件会取得 PCB 图像、显示切 割坐标,所以每次置换铣刀后,应重新定位 CCD 与实际机器定位误差并微调程序定位 点,确认正常后方可继续生产。 3.3.3.3. 程序撰写 设定 Router 程序时需设定铣刀转数、刀径,工件数以及下刀的起始点与结束点, 设定完程序后须空转测试以避免使用错误程序操作。厂内机台为 aurotekγ168s 以及 γ168sa 机型,由于 γ168sa 为双工作平台(Table)机型以节省 PCB 取放时间,需注意程序 设定时,γ168s 程序应设定于单数,γ168sa 程序应设定于双数。 裁版流程及结果判定: 进行 Router 裁板流程规范请参照基板分割机作业规范,制程操作需注意 PCB 是否有平 放于支撑座上,首片检验需确认是否有损件问题,如有损件问题应立刻调整机台。裁切 完 PCB 后需用 ESD 风枪将残余粉尘吹离。

3.4.

PCB 重工参数之制定 重工广义定义为,将不良品「重」新加「工」 ,使其成为良

3.4.1. BGA 重工 品。然而 BGA Rework 特色是使用一喷嘴直接将热风吹到欲拔 取 BGA 上,并同时使用真空吸嘴将 BGA 吸起来,以方便移除 或吸在定位上, 以利重新焊回定位; 此种制程称之 BGA Rework 如图 48 示意图。 3.4.1.1. 烘烤
图 48 BGA Rework

烘烤之目的是去除 PCBA 上(包含欲拆除之 BGA)之水气,防止因水气于 BGA 维修 过程加热损伤组件(爆米花效应),如果 PCBA 未经长时间暴露于空气中可免除烘烤,因 烘烤易使焊垫氧化。详细作业事项请参照湿气敏感组件管制作业标准 [716-F204]及 [IPC-J-STD-033B]。 3.4.1.2. 焊垫除锡 除锡之目的是为了新组件易于重新焊接及各焊接锡球位置之锡量统一, 以提升焊接 良率。除锡方式一般可使用真空吸锡设备或烙铁配合吸锡带进行除锡,除锡后应使用无 尘布沾清洁剂清除焊垫, 并以放大镜观察清洁效果, 使焊垫保持平整并且无锡渣或纤维。 3.4.1.3. 焊垫涂布助焊膏或锡膏 涂布助焊膏或锡膏于 BGA 焊垫,其目的为提升焊接质量,因助焊膏可清除焊接表 面之氧化物及防止焊锡材料于高温焊接制程中造成氧化。 其中涂布锡膏可提升零件共平

面性之差异减少空焊之发生,但锡膏量涂布不当易造成短路之质量异常,通常涂布助焊 膏或锡膏后均应以放大镜检查涂布结果。 3.4.1.4. 拆除与重焊 当拆除 BGA 零件时,需先检视周围组件之耐温条件,如有易受高温损伤之零件, 须用防焊胶带、高温胶带或其它方式(治具),将热阻隔起来;原因是起保护作用。接着, 将液态助焊剂以注射方式滴入预拆除之 BGA 零件内部,以增加组件传热性。拆除后需 将 PCB 板放至室温冷却 20 分钟,并于重焊前确认新零件与拆下之零件料号是否一致, 以防止更换错件。详细作业事项请参照 BGA Rework 拆除与重焊[904-F209]。 3.4.2. 温度设定 BGA 重工前需进行温度量测,以确保温度设定值与实际值一致,且连续拆修同一 颗零件其 Profile 有效时间为 72 小时,超过则需重新测温。测温准则以量测零件本体表 面、选取 1 个距离欲重工零件最近之 DIP 零件、BGA 锡球中心及 1 处角落,当 BGA 组 件超过 31× 31mm 以上则须再增测 1 角落温度(图 49)[901-F230]。

图 49 测温位置选择

温度设订准则为 1.升温斜率(Ramp up Rate)勿超过 3℃/sec 以免零件受热冲击产 生焊点空洞 Void。2.均温时间(Soaking Time)建议设定在 60~120sec,使组件趋于热平 衡及锡膏活性剂之充分活化,去除氧化物提升焊接质量。3.最高温度设定需考虑零件可 容许之最高温度极限及焊点融熔时间,使焊点能达到完全焊接。5.降温速率(Cooling Rate)勿太慢而造成焊点结构不良。一般 BGA 焊接温度(Profile)要求如表 4[904-K006 BGA]。
表 4 BGA Rework 温度设定

检测条件(Sn63 /Pb37) 最高加热温度(Peak Temp). 均温时间(Soaking Time): @135~170℃ 升温率(Ramp Rate): 50~120℃ 降温率(Cooling Rate): 160~200℃

设定值 210~225℃ 60~120sec 0~3℃/sec 0~3℃/sec

检测条件(Pb-Free) 最高加热温度(Peak Temp). 均温时间 (Soaking Time) : @150~180℃ 升温率(Ramp Rate): 50~120℃ 降温率(Cooling Rate): 180~230℃

设定值 230~250℃ 60~120sec 0~3℃/sec 0~3℃/sec

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熔接时间(Temp above Liquids;,TAL):>183.00℃ 3.4.2.1. 判定准则

60~120sec

熔接时间(Temp above) Liquids;TAL:>220℃

40~120sec

BGA Rework 后必须进行检查,判定于修护后之维修质量,由于 BGA 焊点位于零 件底部,需搭配侧视显微镜(Side View)及 X-Ray 进行检验。检验项目有焊点短路、空洞 (Void)等,详细检验规范请参照 IPC-610D 8.2.12.1 与 IPC-7095A 7.5.1.1[IPC-610D, IPC-7095A]。 3.4.3. 小锡炉 3.4.3.1. 何谓小锡炉 小锡炉(Mini Wave)焊接是一种零件于电路板上, 区域性的沾 锡焊接法。换言之,单独将板子之某一欲维修零件之焊锡面,直 接与高温熔融锡池中锡液接触,而令设定零件所有脚在炉嘴中同 步焊接之作法,如图 50 所示。 3.4.3.2. 小锡炉与波峰焊炉差异
图 50

小锡炉设备本身并无法提供预热功能,需借用其它加热设备进行预热;反之,波焊 锡炉具有预热温度设定功能。 其次, 波焊锡炉对 PCBA 而言, 是大区域接触锡槽之炉嘴, 热量大;而小锡炉是区域性的接触炉嘴,热量较小,因此小锡炉焊接与锡液接触时间, 相对于波峰焊接接触时间来的长,故小锡炉焊接时需控制焊接时间,以避免因焊接时间 过长而造成焊接后,电路板上铜厚溶解及焊垫剥离情形产生。 3.4.3.3. 小锡炉作业内容 在焊接前利用较慢升温速率使 PCB 和组件达到温度平衡避免热冲击产生及消除 PCBA 上之水气,同时促使助焊剂活化有助于焊接作用。另一目的,使 PCB 保有预热温 度于焊接时减少沾锡焊接所需之温度,利用最短的沾锡时间,达到良好之上锡率并且减 少电路板铜厚溶解。预热烘烤设定准则为,依照助焊剂(Flux)供货商所建议之最佳预热 温度所制订,同时需考虑电路板上一些无法承受高温之零件材料(如电解电容),进行综 合性考虑设定预热温度。详细作业规范参照[DIP 小锡炉作业规范]。 3.4.3.4. 小锡炉作业内容 小锡炉拔除与重焊制程参数,可区分为小锡炉锡槽温度、沾锡时间、沾锡次数及涌 锡间隔时间,其相关影响性分别说明如下: 1. 小锡炉锡槽温度:温度设定高低影响焊锡之流动性,与PCB或组件可靠性,同时亦 影响焊接质量好坏。例如:当无铅焊接温度不足(一般低于235℃)时易产生焊点 湿润(Wetting)不良现象; 反之, 温度过高容易造成PCB或组件热损伤与溶铜速率快。 2. 沾锡时间:在无铅制程沾锡焊接中,焊接沾锡时间长,将造成PCB内面铜与孔铜中 铜离子与无铅焊料做交换形成铜溶解消失,所以小锡炉焊接须,探讨沾锡时间对 于铜溶解之影响性。[2006, TPCA 细说无铅波焊(下)] 3. 沾锡次数:当沾锡总秒数相同,但用以分多次涌锡沾锡所焊接之结果会具有差异 性。例焊接相同之PCI类型组件,焊接沾锡一次若需12秒,而区分为两次沾锡每次

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沾锡6秒所得到的上锡率结果,相较于前者来的好,区分多次涌锡焊接具有瀑布冲 击效应,使锡液流动性较佳上锡较好;另外,涌锡次数与铜溶解是具有相关性。 4. 涌锡间隔时间:涌锡间隔时间短(小于0.5秒) ,不易有焊接瀑布冲击效应产生;反 之,涌锡间隔时间长,电路板上温度散热快,易造成焊接后通孔填锡率不足现象 产生。 3.4.3.5. 小锡炉作业内容 经实验数据得知,助焊膏铜溶解相对于助焊剂速率慢之原因,为助焊剂成份由助 焊膏添加 IPA 溶剂稀释所组成(IPA80%+助焊膏 20%) ,助焊膏成份为多数松香所 组成,松香具有良好的保热性。所以助焊膏保热性好;反之,助焊剂保热性差,助焊 剂于 85℃亦造成挥发作用使大多数 IPA 挥发,而助焊膏则可耐热达 300℃,相对耐热 性好。 由于保热性助焊剂较差, 于小锡炉焊接时 PCB 沾锡时瞬间加热, 造成焊料 (锡) 与 PCB(铜)互融现象加剧,所以助焊剂溶铜率较助焊膏来的快速[2006,李科进]。 3.4.3.6. 小锡炉作业内容 1.小锡炉设备进行锡渣清洁及即选定合适之炉嘴, 设定预热烘烤温度及沾锡时 2. 间与沾锡间隔时间,3. 于欲焊接处涂抹助焊剂,进行沾锡且插入新零件,5.于修护完 需目视检查焊接处是否有沾锡不良、短路及空焊等不良现象,如图 51 之案例所示。 实际作业/制程条件会依照不同组件与不同电路板厚度,而做适当修定。详细作业事 项请参照 DIP 小锡炉作业规范(One page SOP)。

選擇有鉛/無鉛 小錫爐修護設備

進行預熱烘烤設定 (溫度125度/10分鐘)

小錫爐溫度設定 (265度)

小錫爐沾錫時間設定 (沾錫時間9 Sec/ 3次/湧錫間隔0.5 Sec)

目視檢查焊接處

進行退錫動作

沾錫插入新零件

塗抹助焊於焊接面處

图 51 小锡炉修护流程图

3.4.4. PCB 重工参数之制定 -Solder iron 3.4.4.1. 何谓烙铁 Solder iron 烙铁是手焊之基本工具,其尖端烙铁头可以更换,以匹配不同需求的焊点。目前除 了极少数不耐热的零件需要后焊,以及最后完工的机组特殊区域才需以手动补焊。 3.4.4.2. 烙铁的组成原理

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烙铁头其采用高传热特性的金属(铜)或合金,将发热芯产生之热量传递出来,使其 加热头部的温度达到焊料作业的温度。其次,烙铁头外套采用铁皮制成,作用是固定烙 铁头,使发热芯及手柄使其成为一体,同时具有对发热芯的保护作用。然后,手柄部分 采用耐高温塑料、木头等绝缘隔热材料制成,为操作者握把的部分。 3.4.4.3. 烙铁的选择准则 烙铁可以从以下几方面来选用,首先,从焊接组件大小来选用,一般的元体积越大 焊垫也越大,焊点一定也越大,所选的烙铁功率就越大;反之,焊点越小所用的烙铁功 率就越小。其次,从组件的吸热大小来选用,有些组件的金属成份比较多,故其导热/ 散热的特性也比较好,必须用功率大的烙铁来焊接。接下来,从焊接面积来选用,焊接 面积越大其散热特性好,用功率大(热补充速度快)的烙铁。然后,从焊点密度来选用, 焊点密度越大则用的烙铁功率就必须越小,以免热损伤周围零件。总之,大焊接面积的 焊点可使用功率大的烙铁,但要控制好焊接时间。[易晓林-电烙铁攻略] 3.4.4.4. 烙铁的操作使用 一般烙铁的使用,应依被焊接物之大小选用合适的锡丝,锡丝直径一般选定为 0.5-0.8 mm。烙铁的握法,采用握笔式和拿笔写字的方法一样,握在烙铁手柄部位。烙 铁焊接时,烙铁通电至烙铁头使焊料熔化,于湿海绵上擦去过多焊料及氧化物,移动烙 铁至需焊接的部位将烙铁头尖部搭在焊垫上,斜面靠住组件引脚;电路板与烙铁夹角约 40 度左右, 将锡丝头部推入到引脚与斜面交界处使焊料熔化, 直至焊料流动充分浸润焊 垫和引脚移去锡丝,最后移去烙铁至焊料凝固[王春青-焊接方法],一般锡丝内部均含有 助焊剂因此焊接时均不须另外添加助焊剂于焊点。 详细作业事项请参照烙铁焊锡作业标 准[901-F230]。 3.4.4.5. 烙铁的使用前后注意事项 烙铁使用前要上锡,使烙铁头均匀沾上一层锡。焊接时间不宜过长,否则容易热损 伤组件;焊接完成后,要用清洁剂将电路板上残余的助焊剂清洗干净。烙铁长时间不用 应关闭电源以避免烙铁头氧化,也防止带来安全问题。

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4. 制程精进与新材料/零件/制程之导入与验证流程
4.1. 制程精进与新材料/零件/制程导入 当构装技术不断朝向高密度化、高热传导性化、高频化及体积缩小化精进,因谨慎 规划其制程与选择合适的物料,以提升产品良率与可靠度。因此,当现况水平偏离了目 标,需努力将所产生的偏差加以处理解决时,则需进行制程精进之评估。所谓制程精进 方案如改善 Hole fill 上锡不足问题、无铅制程之小锡炉研究、锡银铜合金之溶铜改善之 研究、BGA 重工(rework)改善之研究….等等。 而在面对全球化竞争下必须推动构造改革,技术革新及新产品开发需求的增加,以 面?过去从未经验之事。因此,为达成所期待的目的,需创造出新的做法之活动,以达 缩短在制时间、改善质量、降低成本与缩短交期、降低产品成本、提升客户满意…等各 种能协助增强竞争力之目标时,则需进行新材料/零件/制程之导入与验证。所谓新材 料/零件/制程导入方案如细微脚距技术之研究(0201,01005,0.3 mm QFP) 、POP 制程 研究、新无铅焊料之研究、无铅制程导入之研究、无铅制程电路板评估….等。 4.1.1. 可行性评估 于制程精进或导入与验证前需确认实施的理由及目的, 制程精进或导入与验证之效 益性、迫切性、技术性、人员时间及制程检验设备之可行性,并且定义系统目标与范围, 决定完成期限、可用资源(Optional) ,成本效益以及预期达成的目标及成果。 于实施任一方法对策前需选择相关关键绩效指标(Key Performance Index;KPI) , 在任务进行时则针对实际执行的绩效加以衡量,并和原来订定的标的比较,以落实绩效 管理制度中通过管理诊断、检讨来改进组织的管理体系、提升组织的管理效率。另外, 当实施新材料/零件/制程导入与验证时, 需通过投资报酬分析 (Return on Investment; ROI)使导入之相关投资更趋于实务,进而达到降低成本/增加获利之目标。 4.1.2. 评估/导入与验证流程 首先,与 WW/Sites 进行讨论达成评估或导入与验证共识,并针对问题进行现况/技 术数据搜集及设定目标,利用要因分析归纳出影响显著的因子及拟定合适的对策,并预 估最适对策效果及阻碍预测与回避对策检讨。藉由实验设计(DOE)规划并决定实验方 法,实验前需进行制作测试板评估、实验排程规划、实验材料检验。 接着,执行物料特性、组装性、可靠度及功能…等测试实验,并制订检验标准与失 效定义。将实验结果汇整及统计分析,验证实验通过后建议最佳制程参数组合(图 52) 。 最后,将实验结果导入产线,并持续维护及追踪。另外,当新材料/零件/制程导入与 验证实施最适方策时,因先确认客户是否有指定或直接提供新材料及新零组件,需制定 详细规格和相关技术参数,并于导入前对人员做相关教育训练,以确保评估及导入与验 证之正确性。

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4.1.3. 成果落实与分享 将制程精进评估结果导入产线后需确认产量及效率是否提升、产品质量是否稳定 (不良率减少) 、成本效益及目标达标率确认。最后,将结果与建议档化及修订或重新 制订 SOP 以落实于日常管理,并与 WW/Sites 成果分享,持续追踪效果。当目标未达成 时应回到认为未能做好的步骤?继续实施,锲而?舍地至达成为止,因应?况以评估与 导入与验证之流程实施。
開始 評估計畫的製作 (與WW/Sites討論達成共識) 問題/技術資訊蒐集 與目標設定 要因解析與對策的擬定 對策的實施 制定詳細規格與技術參數 決定實驗方法與因子水準 決定執行廠址 (Site) 製作測試板? 元件選用與配置 測試板特性 測試板佈線(Lay out) 實驗排程規劃與物料檢驗 製訂實驗檢驗標準與失效定義 執行製程改善實驗 可靠度及功能測試 組裝性測試 資料蒐集與統計分析 驗證實驗 測試板設計

物料特性測試

6.效果的確認 (導入產線) 7.效果的維持(標準化) 製作/修改SOP 8.反?及今後計畫 結束

图 52 制程精进评估与新材料/零件/制程导入与验证流程

4.2.

统计资料分析方法 统计是资料的搜集、整理、分析与解释。目的在于提供决策者在做有效决策时所需

的参考数据, 以利于制定较为正确且合理的决策并大幅降低结果之不确定性 [1995,张忠 朴]。目前常用统计分析为实验设计及田口实验设计两种方法,皆是降低实验成本及能 使决策错误发生的机率降低,并且在有限的时间与成本下,发挥最大情报的效果 [2001, Montgomery, 2002,苏朝墩]。 4.2.1. 实验设计统计分析

31

实验设计对工程师而言是很用的情报信息,它可以作为产品开发或制程改善的工 具, 让产品能在不同环境下都有良好的表现, 不会产生太大的变异 (Robust; 稳健设计) , 不但能降低产品开发成本与时间,也能降低产品的不良率,及增加产品的适用范围。统 计的实验设计是科学化的研究,它能利用操作或控制一些变量(因子;Factor)的水平 (Level)来找出影响结果的要因。但由于统计计算相当复杂,因此,可透过计算机与 统计软件包可有效解决繁琐的统计公式,常用软件包有 STATISTICA、SAS、SPSS、 MINITAB [2002,陈顺宇、郑碧娥]。 4.2.2. 统计数据分析流程

首先,决定实验因子与水平数,如以田口实验设计进行则需配置直交表。接着,将 实验数据汇整并对每一变量分别计算平均值、标准差及分配形状,进行简单比较分析。 其次,可透过直方图/长条图/箱型图等测知分配型态,及获知如制程中所产出之平均锡 厚、不良率、上锡率数据等的中心值及变异的程度。 运用假设检定对两变量间(如两种合金材料之溶铜速率/不同助焊剂之上锡率/不同 钢板开孔形状之良率)平均数是否有相关的显著性检定。并且,透过模型适合度检定判 定,实验数据是否符合常态分布。运用变异数分析,以获得实验中之显著因子,如以田 口实验设计需再配合信号杂音比(S/N) 。 最后,需执行验证实验以验证最佳制程参数 水平组合是否有再现性(图 53) 。另外,也可透过 相关性分析法或反应曲面分析法了解显著因子 (如沾锡时间、预热温度)与质量特性(Hole fill 上锡率)之关系,并建立回归方程式以预测反应 值 [2002,陈顺宇、郑碧娥]。 4.2.3. 常见统计资料方法解析

如预研究预热温度 (preheat temp) 尖峰温度 、 (peak temp) 、沾锡时间(dwell time)及助焊剂 种类对 hole fill 上锡率的影响, 其常见统计分析方 法分别如下说明: (1) 利用箱型图测知分配型态, 可获知如预热温度 高/低、沾锡时间长/短所产出之上锡率数据的 中心值及变异程度。 (2) 可用 t 检定检定如二组助焊剂材料对 hole fill 上锡率的差异。 (3) 寻找预热温度/尖峰温度两个以上的变量间对 平均上锡率相互变化的关系可利用回归分析 (4) 运用变异数分析,以获得实验中之显著因子, 及建议最佳参数组合。
图 53 实验设计分析流程

32

5. 材料/制程失效分析
材料/制程失效分析作业流程 材料及制程失效分析的目的乃在发现问题的根本原因,提出有效之防堵及解决对 策,其过程中将针对失效之样品或成品,使用各项非破坏及破坏的设备对失效现象及部 位进行分析, 并将量测之结果反馈给制程及材料供货商加以改进。 目前纬创于新竹(WIH) 设有材料及制程实验室, 可进行非破坏性及破坏性分析, 现有材料分析设备如下: 光学、 实体及侧视显微镜、金相样品前处理(切割、镶埋、研磨、微蚀)、SEM/EDS、FTIR、 XRF、X-ray 检测、Wetting Balance、Material Tester 及红墨水染色分析等技术设备,各 项分析设有专门负责之人员,可提供分析及技术上之支持,当客户及纬创公司内部各单 位有材料及制程上的失效案件欲使用实验室设备及技术分析时,可透过图 54 所示之流 程提出分析申请。 5.1.

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图 54 材料/制程失效分析作业流程图

5.2.

非破坏性分析

5.2.1. 显微镜 5.2.1.1. 原理: 光线经过透镜调整后,以三棱镜或透明平面玻璃,把部份光线转向垂直下射,续经 物镜投射在试片表面上,然后由试片表面反射回来的光线,依序透过物镜,平面玻璃及 目镜的放大,进入观察者的眼睛。利用透镜放大物像送到眼睛或成像仪器,分辨率大约 为一微米(μm),可以看到细胞大小的物品。

33

5.2.1.2. 应用: 显微镜为非破坏性之分析工具,其可用在 (1)PCB 及组件表面缺陷放大观察;(2) 组件去层次 (Delayer) 结构分析与观察;(3)组件横截面结构观察 5.2.1.3. 差异: Microscope 与电子显微镜相较,其优点为彩色影像、可以实时观察量测,但解析能 力上则受制于可见光波长的限制,且 3D 影像上总是没有电子扫描显微镜影像来得立体 及层次分明。 5.2.2. X-Ray (X-射线) 5.2.2.1. 原理: 当原子接受外界能量后,原子成为激发态。当能量不大时,原子中最外层的价电子 会跃升到较高的能阶去;但当能量极大时,原子内层稳定的电子也会因吸收能量而移向 外层或放射出去。当原子内层失去电子后,外层电子就会移向内层,填补空轨,当原子 外层电子移向内层电子空轨道时,放出的能量是移动两个能阶的能量差,如 55 所示, 而这个能量差所形成射线,就是 X-ray。 5.2.2.2. 应用: 人工目检是一种用肉眼检查的方法。其检测范围有限,只能检查零件漏装、方向极 性、型号正误、桥连以及部分虚焊。对于处理 0402、0201 及精细电子线路时人工目检 更加困难,特别是当 BGA 器件大量采用时,对其焊接质量的检查,人工目检几乎无能 为力。封装小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现,对电路组装质 量的要求也越来越高。于是对检查的方法和技术提出了更高的要求。为满足这一要求, X-ray 检测技术适时地满足了此一需求。它不仅可对可见焊点进行检测,另外可以针对 不可见之线路进行检测,还可对检测结果进行定性、定量分析,以便及早发现故障。 5.2.2.3. 差异: X-ray 与肉眼检查相较 (1)对工艺缺陷的覆盖率高达 97%。可检查的缺陷包括:虚焊、桥连、立碑、焊料不足、 气孔、器件漏装等等。尤其是 X-ray 对 BGA、CSP 等焊点隐藏零件也可检查。 (2)较高的测试覆盖度。可以对肉眼和在线测试检查不到的地方进行检查。比如 PCBA 被判断故障,怀疑是 PCB 内层走线断裂,X-ray 可以很快地进行检查。 (3)测试的准备时间大大缩短。 (4)能观察到其它测试手段无法可靠探测到的缺陷,比如:虚焊、空气孔和成型不良等。 (5)对双面板和多层板只需一次检查(5DX) ,如图 56 所示。 (6)提供相关测量信息, 用来对生产工艺过程进行评估。 如焊膏厚度、 焊点下的焊锡量等。 5.2.3. Side View (侧视显微镜/3D 旋转视觉检查系统) 5.2.3.1. 原理: 利用可见光为光源交互运用垂直镜头与侧视镜头作用, 另外搭配镜头或是待测物的 旋转或是移动得以窥视待测物之侧面影像。 5.2.3.2. 应用: 侧视显微镜,若搭配适当的量测软件多应用于锡球量测等质量检测及制程改善工 作。另外,侧视镜可以检查出 BGA 器件下隐藏焊点的情况,如图 57 所示。并提供图像 及图形数据以供参考分析,亦可对高对比度的表面和通孔进行检查。 5.2.3.3. 差异: 与显微镜相较

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(1) 可依不同需求变换镜头,包括掌上型镜头。 (2) 3D 立体检视。 (3) 360 度旋转侧视,可检查焊脚 Heel、Through hole、钢版开口内壁品质。
Ejected electron Nucleus Valence electrons

Fluorescent X-ray

Primary X-ray

图 55 X-ray 照射样品其内部原子的反应状态

图 56 双面板和多层板的检查(5DX)

图 57 使用侧视显微镜检查 BGA 空冷焊

5.3. 破坏性分析 5.3.1. 金相制备与破坏性分析 Cross section (断面分析) 5.3.1.1. 原理: 一般而言,材料内部的微观或巨观结构会受到热处理或机械加工的影响,相同的材 料受到不同的热处理或制程条件处理,将会呈现不同或些微改变的微观组织,其对应之 机械性质亦会有差异,因此借着微结构的观察可获得其与机械性质间的重要关连。金相 截面分析是利用光学显微镜观察样品截面外层覆层及内部基材微观组织的材料分析检 测技术,金相截面分析的制备是去除样品表面的不平整或杂质附着。当分析样品表面达 到光滑平整后,视分析目的之区别,可直接使用显微镜对分析样品进行观察。 5.3.1.2. 应用: 可观察PCB PTH之hole fill、 电子组件表层覆层之平整性…等。 或以分析样品材质特 定之腐蚀液进行浸蚀,样品材质之各组织对腐蚀程度不同将表现出不同的显微结构特 征,来了解材料内部的缺陷及微结构,如:焊锡球与PCB Pad间之IMC(介金属化合物)。

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5.3.1.3. 设备及流程: 此分析所使用之设备包括:慢速切割机、冷镶埋用之模具及镶埋剂、抽风柜、砂纸 研磨及抛光机、压力空气、光学显微镜。金相截面分析之试样制备与显微组织观察的流 程包括:取样、镶埋、研磨、抛光、腐蚀(option)、观察。图58为流程及观察分析图。

试样取样切割

试样镶埋

试样研磨、 光 抛

光学显微镜观察分析

图58 金相截面分析之试样制备流程及观察分析图

5.3.2. D&P (红墨水染色试验) 5.3.2.1. 原理: 红墨水试验(Die & Pry)是对BGA组件做破坏性分析的一种检测方法,在PCBA制程 主要用于检验PCBA组装中BGA焊点是否发生锡?,亦可用于PCBA可靠度实验后或 PCBA产品生产之质量验证。简单将红墨水滴在欲分析之BGA组件的周围,红墨水将流 入BGA之锡球周围,若锡球有裂痕产生,则红墨水会渗透至裂缝中,待墨水干涸后,将 BGA组件以治具或工具翘起, 利用光学显微镜观察BGA组件及PCB板上锡球的断裂面是 否有红墨水的痕迹,如与墨水颜色相同,则此锡球焊点即为不良。 5.3.2.2. 应用: 此检测导入PCBA之时机有以下几点: 1. 完成SMT回焊制程之后。 DIP波焊制程之 2. 后。3. DIP之ICT测试之后。4. ICT后之F/T之后。5. 成品或半成品完成包装之后。操作 流程如图59所示。

图59 Die & Pry之操作流程[纬创内部训练数据]

36

c. SEM/EDS (Scanning Electron Microscope 扫描式电子显镜镜/X-ray 能量散布光谱仪) 5.3.2.3. 原理: SEM 目前已广泛应用于工程、生物、医学、材料等科学方面。其主要利用电子枪 在真空中射出电子,经电磁透镜集聚成极细的电子束(Electron Beam) ,经过电磁透镜 系统,形成一直径极小之电子探束(Electron Probe)而照射在试样表面。电子束在试样 上扫描试样后,会产生入射电子、二次电子、背向散射电子、穿透电子、阴极荧光、X光及欧杰电子等量子。侦测器(Detector)会收集此信号(此信号的量随试样表面被照射 位置的形状、性质等发生变化),再经信号处理即可得到影像。搭配 X-ray 能量散布光谱 仪 (EDS)即可针对试样特定位置做成份(B5~U92)之定性及半定量分析。SEM 的特色之 一即为其能提供具实体感的立体影像,这是因为其可观察之景深(Depth of focus)较其它 显微镜长(一般光学显微镜在很低的倍率才能提供立体感) 。 5.3.2.4. 应用: 目前应用 SEM 最广泛应用于传统及电子业(IC、半导体、光电、电子组件…等应用 的层面包括样品外表之观察、尺寸之量测(厚度、宽度、粒径…)、材质鉴定(块状、微区 成份),其目的大部分在于失效原因分析、产品开发、品管、制程改善、产品剖析等。 其它的应用如污染源的分析(如尘埃颗粒),除了要了解其可能的成份之外,还需以精巧 的截面试片制备技术,分析出是在那一段制程所发生的,以做为解决问题之依据。图 60 为使用 SEM/EDS 之分析范例。
Cu + Sn

图60 铜柱脱落分析之案例

5.4.

材料特性分析

5.4.1. FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer, 傅立叶转换红外线光谱仪) 随着电子工业的日?发展与?密,对于其基础印刷电路板(PCB)的质量也愈加要求 严格,所以对这些材质成份与特性的判断及各种污染源的确定,即变得极为重要,因为 材质的微小变化或污染皆会影响 PCB 产品的质量,而红外线光谱的技术具有快速、无 污染、非破坏、准确等特性,正是研究 PCB 工业,如?漆、Flux 及板上污染的最佳? 器[FTIR 红外线显微光谱仪数据,博精仪器]],如图八。随着显微红外线光谱技术(micro FTIR)的发展,测试样品的范围和种??断的扩大和创新,能应付?多元化的需求,提 供?快速简单的操作方法。 5.4.1.1. 原理: 当分子中的原子间发生振动或转动时,会吸收特定的能量,一般而言,分子振动及 转动所吸收的能量范围在红外线的区间,即形成 IR 光谱。由于每一特定的分子振动或 转动时,均会有特定波长的吸收,因此可藉由 IR 光谱作为鉴定分子结构的工具。 5.4.1.2. 操作模式与特点: (1)穿透(transmission): 为最基本的光谱模式,?用红外光的穿透而得到光谱图,再 对光谱分析得到成份结果,一般穿透厚度宜控制在 5-10 μm。(2)反射(reflectance): 红外 光照射在物体表面上,检测器收集经反射而得到的光进而得到其光谱。(3)全反射(ATR) ?用晶体接触物体表面,产生全反射而到光谱是研究表面材料的?器,一般?测的深度

37

约为 2-6 μm,视晶体的材质而定。 5.4.1.3. 应用: 锡球上污染物: 图 61 是 BGA 锡球上金面的污染,FTIR 可分析出污染的位置而解 决此?的??品原因, 此??品经 IR 图谱比对发现是?漆的污染物所造成[FTIR 红外线 显微光谱仪数据]。

图 61 ?漆、Flux 及板上污染分析案例

5.4.2. Wetting balance (沾锡能力测试机或沾锡平衡机) 5.4.2.1. 原理: 一个上升的锡槽与待测零件,在接触的剎那所产生的动作流程,而每个动作流程都 有力量产生变化,直到力量达到平衡而停止,这个流程称为沾锡平衡(wetting balance)。 5.4.2.2. 功能: (1)电路板沾锡能力测定。(2)SMT 与 DIP 零件,焊接曲线参考数据仿真。(3)助焊剂 及锡膏质量管理,不良鉴定。 5.4.2.3. 输出结果: 沾锡平衡结果(如图 62)之判断 [沾锡能力测试机手册]

图 62 沾锡平衡机之量测结果

5.4.3. Material Tester (微拉力试验机,外观如图 63 所示) 5.4.3.1. 原理: 经由推拉力测试后,得到各式组件的拉推力强度分布;并且利用可靠度分析,讨论 各式组件焊点可靠度;最后经由破坏模式分析,来观察样本破坏情况,期望得到制程上 最佳参数。 5.4.3.2. 模式: (1)推力测试: 以半圆柱型针脚进行推力测试,仿真组件焊接于 PCB 电路板后焊点 之强度,适用于被动组件,如: 电阻以及电容。(2)拉力测试: 将推拉力机的上置具黏着 于数组式组件表面,并进行垂直的拉引动作,使数组式组件分离 PCB 电路板,并撷取 该组件受破坏而分离的最大承受力,适用组件:BGA 与 CSP 组件。(3)勾力测试: 以直 径 0.1 mm 黑钢线往 45 度角方向外施以拉力,拉动的外围引脚,直到焊点完全破坏,并 撷取组件破坏时的最大承受力, 适用组件: QFP 与 TSOP 组件[黄干怡等, MAX-B-BASIC 微拉力试验机,九十五年]。

38

图 63 推拉力机外观图及样品受力波形图

5.4.3.3. 输出结果: 破坏模式分析在于确认焊点发生断裂的种类及造成焊点断裂破坏的原因, 进而找出 增加焊点寿命的方法,提升焊点的可靠度。其结果如图 64 所示。

元件發生斷裂

銲點發生斷裂

图 64 样本失效模式外观 [黄干怡,2006]

39

6. RoHS 材料分析
6.1. 世界环保趋势 随着环境污染和废弃物总量的增加,环境问题已经成为当今世界最主要的社会问 题。尤为瞩目的是,电子电气废弃物的容量正以每年 3%-5%的速度增长; 为了减低环境负荷, 也为将电子电器设备废弃常物对人体及环境所造成的危降至最 低,世界各种环保法规相继出台,以下将会做简单介绍(图 65)。 6.1.1. 环境技术贸易壁垒的起源 环 境 问 题 公 约 应 对 措 施

温室效应

气候变迁纲要

减少温室气体排放节 能 滥用ODCs

臭氧层破坏

蒙特利尔

废弃物的处理

巴塞尔公约

有害物质滥用 废弃物质禁止出境转 移

图 65 环境技术贸易壁垒的起源

6.1.2. WEEE 和 RoHS 指令简介 WEEE(2002/95/EEC):Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on Waste Electrical and Electronic Equipment-欧洲议会和欧盟理事会关于电子电气 设备废弃物的指令案,其重点内容包括: (1) (2) (3) (4) EEE于2005.8.13开始回收; EEE于2005.8.13起需要有识别标识(打叉有轮垃圾箱标志如图 66),需提供拆解信息,并说明有害物质的含量以及部位; EEE于2006.12.31应达成回收目标(每人每年4公斤, 再循环率与 再生率的达成); EEE于2006.07.01前不适用于RoHS。
图 66 识别标识

RoHS(2002/96/EEC): Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment 欧洲议会和欧盟理事会关于在电子电子设备中限制使用某些有害物质的指令案, 其时程 表为:

40

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

2002年4月欧盟议会二读通过 2002年10月欧盟议会与欧盟部长及理事会达成共识 2003年2月13日指令公布 2004年8月13日转换为各国法令 2005年3月禁用范围之检讨与再考虑 2006年12月生产者及进口商需达到每人每年4公斤之回收责任 2006年2月收集(Collection)目标之要求 2006年7月1日六大类物质之禁用
表5 RoHS主要管制的物质限值

No. 1 2 3 4 5 6 镉 铅 汞

禁用物质 中文 英文 Cd Pb Hg Cr6
+

限用标准 <100ppm <1000ppm <1000ppm <1000ppm <1000ppm <1000ppm

六价铬 聚溴联苯 聚溴联苯醚

PBBs PBDEs

RoHS 指令的目标是使各成员国关于在电子电器设备中限制使用有害物质的法律趋 于一致,有助于保护人类健康和报废电子电器设备合乎环境要求的回收和处理。 6.2. 中国 中国RoHS: 《电子信息产品污染控制管理办法》 2006年2月28日颁布, , 于2007.03.01 正式生效,其配套标准主要有三部。 配套标准一:《电子信息产品污染控制标识要求》SJ/T11364-2006 不含和含有有毒有害物质的标识分别如图67: 其它重要环保法规

图67 不含和含有有毒有害物质的产品标识

包装材料标识:依据GB18455-2001要求规定如下(表6):

41

表6 包装材料标识

标致号 标致名称

1 可重复使用

2 可回收再生

3 含再生材料

4 绿点标志

标致图形 配套标准二:《电子信息产品有毒有害物质的限量要求》-SJ/T11363-2006 中国RoHS将电子信息产品所用的材料分为如下三种类别。其限量要求也分别予以规定 (表7):
表7 China RoHS中有害物质的限量要求

单元类别 EIP-A

组成单元定义 组成电子信息产品的各均质材 料

限量要求 铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚 (十溴二苯醚除外)的含量不能超过 0.1%,镉的含量不能超过0.01% 铅、汞、镉、六价铬等有害物质不得有意 添加 铅、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚 0.1%,镉的含量不应该超过0.01%

EIP-B EIP-C

电子信息产品中各部件的金属 镀层 现有条件尚不能进一步拆分的 格小于或等于4mm 的产品
3

小型零部件以及材料, 一般指规 (十溴二苯醚除外)的含量不应该超过 配套标准三:《电子信息产品中有毒有害物质检测方法》-SJ/T11365-2006 该检测方法参考IEC62321而制定。 韩国与日本 2007年4月2日,韩国国民大会正式通过了被称为韩国RoHS的《电子电器设备及车辆 的资源回收法令》(The Act for Resource Recycling of Electrical/Electronic Products and Automobiles),法规要求就像一系列的欧盟规范,内容包含RoHS、WEEE及ELV指令。此 法预计2008年1月1日正式实施。 日本RoHS的标志性文件《电子电气设备中特定化学物质的标识制度》JIS C 0950 (J-Moss) ,有害物质、限值要求、生效时间均同EU RoHS。 另外,很多知名企业在本国法规的限制内,纷纷制定出更为严格的限量要求。如日 本索尼公司赫赫有名的GP(Green Partner)规范,已经波及到全世界的供货商。具体限 值如下:
表8 GP中有害物质的限量要求

Pb Spec.(ppm) 100

Cd 5

Hg ND

Cr6+ ND

PBBs ND

备注:ND之意为低于侦测极限,即不得含有。

42

总言之,随着人们环保意识的进一步提高,产品的环保要求亦逐日上升。对环 保指令的应对能力,已成为衡量企业竞争力的关键性指标。企业必须在技术上和信息沟 通管道上与国内外研究机构保持紧密联系;此外,不断加强企业的技术研发,提高产品 的生态化设计才是破解未来愈加严格的技术性贸易壁垒的解决之道。 Global RoHS Lab 布局于纬创台湾(新竹)、 中国(中山)、 中国(昆山)、 墨西哥(Juarez), 各实验室拥有测试能力如图 68:

图 68 Global RoHS Lab 全球测试能力布局(2007/06)

Global RoHS Lab 可对塑料、硅和有机基材及其它电机电子材料中的 Pb、Cd、Hg、 Cr 、PBBs、PBDEs 进行精确定量分析,完全满足欧盟与中国 RoHS 法规等测试要求。 Global RoHS Lab 也通过许多国际客户与实验室质量管系统认证,中国(中山)曾在 2005 年底获得了微软认可;于 2007 年 4 月通过了 ISO17025 的认证,而台湾(新竹)、中 国(中山)、 墨西哥(Juarez)也陆续分别在 2004 年 3 月、 2007 年 5 月以及 2007 年 11 月 XRF 机台获得了 Sony 的认可。 6.3. 运 作 流 程(如图 69):
6+

图 69 实验室运作流程

43

Global RoHS Lab 的作业流程大概如下:由 SQM 等送样单位填写测试申请单, 随后和样品就近选择合适的实验室窗口进行送样。我们会进行样品确认和测试需求评 估,之后开始 XRF 测试,由工程师对测试结果进行判断。当对重金属含量有怀疑时, 需要进行 ICP 和 Cr6+测试;当含 Br 超过 300ppm 时,需进行 GC-MS 测试。 所有的测试完成之后,实验室会返回最终结果给送样单位,并进行确认。 6.4. 仪器简介 以下简单介绍我们实验室的主要仪器: 6.4.1. GC-MS(Gas chromatograph-mass-spectrometer 图 70) 该仪器用途很广,在我们实验室主要用于分析测试塑料、电子产品中的阻燃剂 PBBs、PBDEs。

图 70 气相色谱-质谱联用仪外观构造图

它是由载气、进样系统、GC 色谱分离系统、MS 检测系统、数据处理系统组成。 塑料、电子产品样品冷冻研磨后,用合适的有机溶剂将其中的 PBB 和 PBDE 萃取 出来,再定容至一定体积,由自动进样器进入 GC 的色谱柱中,在色谱柱中经过吸附解吸附、分配过程,将 PBBs、PBDEs 与其它物质依次分离开来,并依次进入 MS 系统 中;这些目标物会在离子源中发生电离,生成不同质荷比(m/z)的带正电离子,经加 速电场的作用形成离子束,进入质量分析器,在其中再利用电场和磁场使其特征离子碎 片发生色散、聚焦,获得质谱图,将所得图谱解析与标准图谱对照进行定性分析,由标 准曲线,进行定量分析。 6.4.2. UV-VIS(Ultraviolet-visible-spectrometer) 紫外分光光度法是根据被测量物质分子对紫外可见波段范围(200~800 nm)单色光 辐射的吸收和反射强度来进行物质的定性、定量或结构分析的一种方法。紫外可见分光 光度计是依据此原理(朗伯比尔定律)设计出的比色计,它可用来进行在紫外-可见光 区范围内有吸收峰的物质的检定、结构分析、纯度检查及定量分析。

图 71 UV-Vis 原理结构图

图 72 样品吸收光过程

44

该仪器在我们实验室主要用于测试 Cr6+,根据朗伯比耳定律样品的吸光度和浓度成 正比而定量。样品经前处理、显色后,在 540nm 处测定其吸光度,由标准曲线定量分 析。 6.4.3. ICP-OES(Inductively-couple-plasma-optical emission-spectrometer) 该仪器的中文全称为电感耦合等离子体原子发射光谱仪(图 73),可以测试七十多种 金属元素,在我们实验室主要用于测试铅、镉、汞、总铬四种重金属。

图 73 ICP-OES 设备外观

该仪器由样品导入系统(蠕动泵、雾化器、雾化室、炬管)、RF 发生器、多色器、 检测器、数据处理系统组成。样品剪碎后选择合适的方法酸消解定容,进样系统将液体 样品与载气氩气混合形成雾状 其中部分导入至等离子体中,被激发跃迁到激发态。激发态的原子很不稳定瞬间会 回到基态, 多余的能量以光子或光的型式释放, 其大小符合普朗克定律: = hν= h c /λ, ΔE 原子之各能阶之间的放射能量以其特定波长显示. 经分光系统进入检测器,将光信号转 为电讯号输出,依据各个金属元素均有其特征发射波长进行定性,由标准曲线定量。 6.4.4. EDXRF(Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometer) 能量散射 X 射 线荧光光谱仪 它可以测试元素的含量,在我们实验室主要用于快速扫描样品中的 total 铅、镉、 汞、铬、溴五种元素。它的优点在于无须复杂的化学前处理,只需保证待测试的部位为 均一材质即可;不足之处是它仅仅提供半定量的测试数据,有无法避免的偏差存在。

图 74 EDX-XRF 检测原理示意图

它的原理是依赖某种放射性元素发出原始 X-Ray 照射样品(图 74), 撞击原子使外层 电子产生能级迁跃,低能级电子获得能量向高能级迁跃,并留下空位;于是部分高能级 的电子就填补到这些空位中。在填补的过程中,高能级的电子失去能量,会发出荧光 X 射线,原子种类不同,产生的荧光 X 射线的能量也不相同。检测器收集到这些荧光 X 射线,根据其能量大小来判别元素的种类即进行定性分析,根据收集到粒子的强度结合 标准曲线来计算元素的含量即定量分析。

45

7. RoHS 零件工程
7.1. RoHS 零件承认 一般将符合 RoHS 的产品通称为 Green Product, 而纬创的 Green Product 开发过 程则是与 C 流程的时程相互结合; 参考下图,流程图的横轴为产品开发的时程,代表 C 流程的各个阶段。纵轴则为与 Green product 开发有关的部门。整个流程图包含四个主 要路径: ﹙1﹚ 文件审核﹙蓝色线﹚ ﹙2﹚ 风险评估、有害物质测试与供货商稽核﹙黄线﹚ ﹙3﹚ Disqualify 之处置﹙红线﹚ ﹙4﹚ Green Card/Green Visa﹙绿线﹚。 与 RoHS 零件承认有关的作业主要是﹙1﹚ 档审核,﹙2﹚ 风险评估、有害物质 测试与供货商稽核这两个作业, 以确保 Green product 所使用的材料与零组件均能符合 RoHS 要求。

首先,C0/C1 为 Proposal 与 Planning 阶段,PM 或 AM 会取得客户的产品规格要 求,其中也会包括 RoHS 规格的参考文件,例如 Annie:731-0001,Rosa:6T198, Astro:HX-00011,Lily:41A7733 等。PM 在取得这类档后必需请 TQM 推广中心进行 客户与纬创规格的比对,确认纬创规格可否涵盖客户要求,假如客户规格比纬创的还严 格时,Project team 必需与客户沟通,了解客户所关切的重点为何?最好的方式是说服 客户采用纬创的规格,因为这样对我们的运作影响最少。

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万一,客户坚持他们的规格时,project team 必须考虑是否接单,一但决定接单, 就必须采取相关因应措施,例如,给供货商的规格书或图面就必须注明客户的规格,零 件的料号也必须不同,当然,厂商的『环境管理物质不使用声明书』也就必须另外签署 一份,同时,PM 也必须将客户的规格清楚的传递给 project team 的所有成员,确保整 个产品的开发是依据客户的要求进行;相关作业内容可参考 Procdure﹙717-R026﹚。 C2 阶段 R&D 开始依据客户的规格进行产品设计与零件选用,对于 RoHS 产品设 计而言,最重要的就是原材料与零件的选用,只要用来制造零件的原料,以及生产制程 所用到的副材料都能符合 RoHS 的要求,自然生产出来的零件也就能够符合。所以、 零件符合 RoHS 的规格就必须清楚地让供货商知道,目前的作法是将规格注明于规格 书、图面上或者其它相关档,以避免选错零件或材料的情形发生,万一不幸出问题,也 不致与供货商有规格上的争议。 对于 2nd source 的选用当然也必须比照上述方式处理。 进入 C3 阶段,R&D 与 Sourcer 开始要求供货商提出相关的左证数据,供货商必 须证明其所供应的零件能够符合纬创的 RoHS 要求, 及檔﹙717-R025﹚所订定的规格, 有效的左证数据主要有: ﹙1﹚ ﹙2﹚ ﹙3﹚ ﹙4﹚ 符合 ISO 17025 认证的第三方实验室的化学成分测试报告, 物质成分宣告书﹙MCD,Material Composition Declaration﹚, 物质安全数据表﹙MSDS,Material Safety Data Sheet﹚, 符合性的宣告书或证明书。

以上 4 种数据,以项目﹙1﹚为优先,当供货商无法提供时,若要使用其它三种档 中的任一种文件取代,则必须由 Sourcer 认定为低风险的供货商才会被纬创接受,判定 标准为:国际级供货商、信用可靠、财务健全,并且是产业界常用的供货商。R&D 在 确定厂商提供的档无误后,必须将左证数据上传于 PDM,利用 PDM 发出 CUF form 请 求 R&D 主管或者 RoHS CE 进行审核,只要 CUF form 被 approved,PDM 系统即自 动将 Green Factor 更改为 R_SA﹙RoHS Spec. Approved﹚。相反地,若是资料有问 题,则要求更正并重新提出 CUF Form。 此外,公司已经于 2007/10/1 导入新的 IT 系统 – GPM (Green Product Management),GPM 系统提供一网络平台,供货商可利用此平台直接上传 RoHS 相关 数据,如此可大幅减少纬创之作业时间,GPM 之网址为:gpm.wistron.com,所有操作 SOP 可直接自 GPM 系统下载参考。对于风险较高的供货商与零件,光是书面审查仍 嫌不足,因此必须透过有害物质测试与厂商稽核作进一步的确认。至于哪些是风险较高 的供货商与零件呢?目前,RoHS CE 依据 RoHS Lab 过去的测试纪录以及相关文献数 据,归纳出几大类的高风险材料与制程,如塑料、喷漆、油墨、电镀﹙镀锌、镀铬﹚、 钝化膜处理、焊锡焊接等。 此外,也记录曾经出过问题的黑名单供货商,将这两类档存放于『高风险材料/供 货商数据库』。当产品开发进行到 C4 阶段时,对产品 BOM 中料号逐一进行进行风险

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评估﹙Risk Assessment﹚,只要是被定义为高风险的零件﹙如机构零件、PVC cable, connector﹚,使用高风险的材料与制程且尚未经过测试验证者;或者曾经被检验出有 害物质含量超过规格之材料零件;或者由黑名单供货商所生产的零件,RoHS CE 会将 其列于抽样清册中,交由 SQM 进行 on-site audit 与取样,取得之样品交由 GPTS lab. 进行检验。 SQM 根据 RoHS CE 所列的抽样清单,以及参考 QSA﹙Quality System Audit﹚ /QPA﹙Quality Process Audit﹚的稽核结果,规划 On-site audit,稽核的重点在于厂商 对有害物质的管理,诸如材料承认作业、抽测与测试纪录、生产制程管制,异常处理、 标示与区隔管理以及人员教育训练等方面。 透过稽核的过程了解供货商的因应状况以及 可能的风险等级,必要时必须加以辅导,假如改善状不佳,则通知 Source 寻求其它合 格的厂商,以减少产品量产后出问题的机率。 除了档审查与稽核供货商之外,使用高风险材料的零件也必须进行有害物质测试, 以确保零件确实不含有害物质。SQM 依据 RoHS CE 所提供高风险材料取样清单进行 取样,交由 GPTS lab 进行测试。所有测试结果均纪录于实验室的数据库。在完成档审 核、供货商稽核与有害物质测试之后,即依据结果是决定零件是否可以符合 Green Product 的要求,若有其中一项无法符合,则予以 Disqualify,由 SOURCER 搜寻可用 之供货商,并重复上述步骤。对于符合 Green Product 的零件,则表示通过『Green Passport』认证,可于量产使用。 另外,依据稽核与测试结果,将通过 Green Passport 认证的零件分为两种等级, 其中一种为『Green Card』等级,表示零件的稽核与检测结果良好,出问题的风险很 低,因此 IQC 无需针对有害物质进行检测,如此可提升 IQC 作业效率,避免不必要的 测试。 RoHS 高风险材料指的是材料容易含有 RoHS 所管制的有害物质, 那么我们为什 么要管制高风险材料, 而不是管制零件就好了呢? 简单的说, 所有的零件都是由材料所 组成,只要我们能确保供货商的零件与制程所使用到的材料是无毒的,供货商生产出来 的零件自然不会含有有害物质,同样的,我们只要能确定自己制程所使用到的副材材料 是不含有害物质的,自然我们所生产组立出来的产品就不会含有有害物质。 7.2. RoHS 高风险材料 RoHS 高风险材料指的是材料容易含有 RoHS 所管制的有害物质, 那么我们为什么 要管制高风险材料,而不是管制零件就好了呢? 简单的说,所有的零件都是由材料所组 成,只要我们能确保供货商的零件与制程所使用到的材料是无毒的,供货商生产出来的 零件自然不会含有有害物质,同样的,我们只要能确定自己制程所使用到的副材材料是 不含有害物质的,自然我们所生产组立出来的产品就不会含有有害物质。

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除此之外,检验原料的费用会远比检验零件来得低很多,原因是,厂商所生产的料 号虽然很多,但是所用的原料大多集中在某些材料,所以检测原料的费用自然会比检验 零件的费用来得低很多。就以印刷产品而言,其主要原料大概是 10 几种油墨再加上不 同的纸张,但其生产出来的产品却是千千万万种,若是我们去检测其产品,自然得花大 把钞票,相反地,检测油墨与纸张就省多了! 以下就实际案例说明容易含有有害物质的材料 ? Lead 铅 适用项目:合金中的铅,金属配件之 铅焊锡、 电池/蓄电池、 PVC 安定剂、 油漆、涂料染料、橡胶之催化剂/硬 化剂(环烷酸的铅盐)、润滑剂、玻璃 半导体、电镀液

? Cadmium 镉 适用项目:油漆、透明漆及塑料之色料、PVC 安定剂、金属表面镀镉、塑料制品之色 母、安定剂、油漆及釉类等表面涂层之保护、设备所使用之蓄电池/电池

? Chromium VI 六价铬 适用项目:色料, 颜料及铬染剂、电池、催化剂、螺丝/铜件电镀防锈处理

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PBBs/PBDEs 适用项目:塑料材料的耐燃剂

综合上述高风险材料案例可归纳出下表

7.3.

Green IT – GPM 系统

GPM 系统主要包含三个模块:
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RoHS Spec Approval: 透过网络平台, 要求供货商提供 RoHS data 与左证数据, 一经纬创承认,则零件 Green Factor 即变更为 R_SA 或 G_SA RoHS Risk Assessment: 依据 RoHS CE 所设定的高风险材料条件, RoHS Lab 的检验纪录与 SQM 的 RoHS audit 结果, 筛选出产品中属于高风险的料件清单, 通知 SQM 进行抽样

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?

RoHS Test:整合所有 site 的 RoHS 测试申 请, 纪录 RoHS 检测结 果,提供各部门查询, 并统计各部门送样检 测费用

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8. 参考文献
英文 [1] 702-F208SMT 制程管制办法。 [2] 705-F201SMT 之锡膏制程验证标准。 [3] 707-F002 新竹厂印刷电路板设计规范(适用于可携 式计算机)。 [4] 710-F204 免洗 FLUX 酸性值测试标准(Wistron)。 [5] 802-F201 PCBA 检验规范。 [6] 807-F002 PCB 目视检测规范。 [7] 901-F214 新竹厂 SMT 设备操作作业规范。 [8] 901-F230 烙铁焊锡作业标准。 [9] 901-F239SMT 温度与湿度测试机作业标准。 [10] 9901-F246 基板分割机作业规范。 [11] 04-K006 BGA「修护作业标准」 。 [12] 904-F209 BGA「拆焊作业标准」 。 [13] 716F-204 湿气敏感组件。 [14] 702-ZB034-04「BGA Rework Profile Board 制作及 量测作业」 。 [15] DEK 印刷机操作手册。 [16] EIA/JEDEC Standards JED22-A111. [17] Flux composition and function - Shenmao internal report. [18] IPC-4101B Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards. [19] IPC-610D 「Acceptability of Electronic Assemblies」 . [20] IPC-7095A「Design and Assembly Process Implementation for BGAs」. [21] IPC-A-600G Acceptability of Printed Boards [22] IPC-J-STD-033B「Handling, Packing,Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices」. [23] IPC-SM-840B Qualification and Performance of Permanent Solder Mask. [24] IPC-TM-650 2.3.13. [25] ISO-9454-1. [26] JEDEC Standard 22-A113C [27] J–STD–005 Requirements for soldering pastes. [28] J-STD-202 规范 [29] PANASERT CM402 Specification [30] PANASERT MSF Specification [31] PANASERT MSR Specification [32] PANASERT MVIIV Specification [33] Panasonic SPF 印刷机操作手册 [34] Shenmao 无铅锡膏测试报告(物质安全资料表)。 [35] FTIR 红外线显微光谱仪数据,博精仪器。 [36] 王春青「焊接方法」 。 [37] 王豫明; 「BGA/CSP 焊垫设计、焊接、重工与植 球」 ,清华大学 [38] 半导体科技 2004, No.47 [39] 白蓉生; 「焊料性质对焊接之影响」 台湾电路板协 ; 会,2001。 [40] 白蓉生; 「细说无铅波焊(下)」 TPCA 台湾电路板 协会,2006 [41] 李科进; 「应用田口实验设计于小锡炉制程参数优 化」 ,SMTA,2007。 [42] 易晓林; 「电烙铁攻略」 。 [43] 林定皓; 「印刷电路板电子组装技术根概述」 , TPCA,2006。 [44] 沾锡能力测试机操作手册,台湾硅镁科技。 [45] 黄孟槺; 「无铅焊接之可靠度研究」 ,2006。 [46] 黄干怡,吕佑全,简子旻; 「0603 被动组件推力试 验之再现性与再生性分析」质量管理研讨会, , 2006 [47] 纬创资通技术文件, 「DIP 小锡炉作业规范」 。

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