及 製程簡介
Peter Chiang
姜義炎
pchiang2001@yahoo.com
pchiang@pchome.com.tw
0936031722
製作,
DIP,Dual In-line Package
Surface Mount Device
表面黏著零件
Plated Through Hole
貫穿孔零件
Surface Mount Technology
表面黏著技術
SMT 與 DIP 基本組成
設備
材料
零件 印刷電
路板
測試
製造
方法
設計
SMT
DIP
SMT,Surface Mount Technology
DIP,Dual In-line Package
SMD,Surface Mount Device
管理
不良分類
常見的問題實際是 ….,
? 金手指沾錫
? 線路斷裂
? 防焊漆掉落
? 防焊漆起泡
? 防焊漆上到錫墊
? 不吃錫
? 錫球
? 錫珠
? 板翹或彎曲
? 銅泊翹起
? 錫吃不足
? 阻抗值
? 板子濕氣高
? 良率
? 零件不易拔起
? 表面塗料厚度不均衡
印錫膏機 Chip 置件 IC 置件
自動光
學檢查 迴焊
In
Circuit
Test
手插件
功能測試 包裝
波 焊
In
Circuit
Test
製程
材料選擇
零件受損傷 ;損壞
吃錫,
誤判
錫渣
製造方法
1,SMT 製程
1,上錫膏
2,上零件
3,迴焊烘烤
2,DIP 製程
1,手插件
2,過錫爐
3,上膠 製程
1,上膠
2,上零件
3,迴焊烘烤
4,板子翻身
5,過 DIP 錫爐
SMT 製程
SMT,Surface Mount Technology
波 焊製程
上膠製程
尚
未
吃
錫
吃
了
錫
比較一下
SMT良率
良率
置件
鋼板
錫膏
迴焊
印刷機
準確度
溫度區線
進 板子定位 板子 /鋼板 定位 板子 /鋼板 接觸
刮刀下壓
開始印刷 刮刀上升 板子 /鋼板 分開 出
真空 光學點 速度
距離
水平
速度
距離
水平
壓力
角度
速度
距離
水平
速度
距離
水平
鋼板印刷過程
錫
膏
製
程 刮
刀
印刷機
鋼
板
印
刷
電
路
板
鋼板印
刷製程
1,鋼板來回印刷
2,印刷方向
3,分離速度
4,錫量
5,刮刀鋼板印刷行程距離
6,鋼刀與鋼板停止距離
7,刮刀壓力
8,印刷機調整
9,鋼板與 PCB接觸距離
10,印刷速度
11,污染
1,板子附層材質
2,錫墊寬度與縱橫比析
3,錫墊旁防焊漆高度
4,顆粒高低平整度
5,幾何大小
6,清潔度
7,板灣
1,準確度
2,再現性
3,視覺系統
4,參數控制
5,偏差能力
1,彎曲
2,長度
3,角度
4,硬度
5,材質
6,尺寸
7,形狀
1,固定材質
2,松香流性
3,板材匹配性
4,塌陷
5,附著力
6,錫膏成分
7,黏度
8,顆粒大小與散佈
9,穩定與持久性
10,推移力
1,縱橫比尺寸與誤差
2,配置形狀 /框的大小
3,縱橫比幾何形狀
4,孔璧粗糙及角度
5,鋼板材質及厚度
6,平整度
7,縱橫比
8,面積比
鋼
板
印
刷
製
程
所
產
生
的
問
題
原
因
助焊劑的作用
1,去氧化
2,去除少許污染
3,減少熱衝擊
4,由熱產生活化作用
5,與稀釋劑混合減少錫球及錫珠
6,預防吃錫後板翹
助焊劑（ Flux） 清潔
1,協助熱量的傳遞與分佈
2,將待焊金屬表面進行化學清潔
3,將氧化物或其他反應後無用的殘渣，排開
到待焊區以外的空間去
4,能夠清除氧化物的化學活性
SMT 迴焊爐 -四區重點
1,預熱區
– 助焊劑降低金屬氧化
– 預熱升溫太快易形成塌錫、短路、錫球。
2,恆溫區
– 錫膏 wetting,逐漸溶解,燈絲效應產生
– 受熱不均，時間太短易成立碑、空焊。
3,迴焊區
– 錫膏完全溶解
– 表面張力結束
– 時間長，板子易變黃，時間短，不熔錫。
4,冷卻區
– 溫度降太快，零件易破裂。
吃錫過程須知
1,松香
2,浸錫
3,熱
4,吃錫表面
5,時間
零件腳溫度
錫橋的產生過程
不正常
免洗 SMT溫度區線
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
預熱區
2 – 4 min,Max,
恆溫區
60 – 90 sec,typical
迴焊區
(30-90 sec,max)
30-60 sec,typical
< 2.5 oC / sec
0.5 -0.6 oC / sec
1.3 – 1.6 oC / sec 210-236 oC
最高溫度,
(seconds)
(oC)
0
Reflow 溫度曲線
0
50
100
150
200
250
183
100 200 300 400 500
最佳化
慣例
時間：秒
溫度,C
250C~1500C
預熱區
1800C~2350C
迴焊區
2350C~250C
冷卻區
1500C~1800C
恆溫區
Ramp to spike
Ramp soak spike
在整個溫度曲線中，對製程有重要影響
的參數分別是
1,升溫斜率 <3℃ （過劇之升溫斜率造成小零件立碑與熱衝擊）
2,恆溫區與迴焊區必須延長至總長 3m以上,否則產能必然下降
3,最高溫度時的均溫性高（ ΔT範圍面積更小，均溫與熱補償必須進一步提
昇）
4,最高溫度及熔點以上溫度持續時間（足夠熱量使錫膏完全沾錫，生成良好
合金層）。
5,降溫斜率 <3℃ （過慢易再氧化，焊點粗大且暗淡；過快則易產生内應力，
焊點脆弱，外觀不光滑）。
6,氮氣迴焊爐導入以克服材料的不穩定性 (氧化物生成 )
綜上所述，無鉛制程對 Reflow的要求如下,
1,完善的提供更高溫度的能力。
2,熱對流模組：絕對的溫度穩定性和準確的加熱區域分割，溫度不互相
影響。
3,最佳的熱絕緣性，不影響外界環境。
4,高效率的利用氮氣。
5,強大的製作各種溫度曲綫的能力。
6,爐膛同一截面内的極小溫差。
靠近系統降低 冷空氣進入
松香 外部加熱器 為了一致的
溫度
錫溫
預熱至擾流波的最短距離 錫波與板子接觸距離時間
預熱
為了 亮錫 快速 冷卻
接觸, 2 - 3 秒 穿過通道維持溫度
調整爐子送風管
口而維持溫度
無鉛錫渣多
波焊溫度曲線
尾部風扇
錫波
1/3
波焊機器管控
輸送帶寬度
輸送帶角度
板子進出
爪勾清潔保養
密度
高度
活化
充填與消耗
滲透力
酸價比分析
接觸方法
浸泡時間控制
板子溫度
? 預熱溫度
? 輸送帶速度
? 冷卻風扇
溫度
高度
錫波型態
? 貫穿孔
? 表面黏著零件
錫的充填與消耗
錫的純度與組合
板子接觸面積
浸錫時間
錫波的水平
錫槽雜質控制
錫波湧出速度
浸錫的角度
板子運送管控 助焊劑管控 波焊行程管控 錫波管控
錫爐的問題 (1)
波面不正常
波面有擾流現
波面有擾流現象
脫離錫液面太快
液面水平高度
液面溫度
過錫方向錯誤
第二次再過焊
預熱時間
預熱溫度
焊液雜質過多
錫渣過多
輸送帶震動
焊點錫量過多
焊接前不良拿起
錫爐的問題 (2)
1,吃 錫時間
2,吃 錫距離
3,助焊劑比重
4,助焊劑潤濕板面
5,助焊劑量
6,仰角
7,夾具材料不適當
8,夾具方向不適當
9,使用 SMT治具量測
10,DIP量測治具少使用
11.統計過程控制 SPC
12.設計問題
? DIP,Dual In-Line Package
Shelf Life
? 先進先出
? 足夠嗎?
供應商 C
供應商 B
倉庫一年
倉庫三個月
供應商 A 倉庫二天
交貨入倉庫已經二天
交貨入倉庫已經五天
交貨入倉庫已經十天
一
月
二
月
三
月
四
月
五
月
六
月
七
月
八
月
九
月
十
月
十一
月
十二
月,.,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
天
起始點
365天
零件新鮮度
? 先進先出有風險
? 進工場倉庫前如何降低吃錫問題
– 供應商生產日期至今交貨合理?
– 供應商生產溫溼度正確否
– 供應商的倉庫溫溼度正確否?
– 運送途中溫溼度正確否?
– 運送途中環境正確否?
? 不同零件環境管理要定義
? 先進先出 +Shelf Life較好
Growth of Oxide
Effect
階段 I 階段 II 階段 III
Note solder
Filet rise
不
好
老化 時間
Stage II dependent
on coating thickness
吃錫能力隨時間而下降
Growth of
Intermetallic
Effect Acceptable Wetting
Preferred
wetting
Non Wetting
好
以色紙決定溼度
假線路
零件腳長度
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
Peter Chiang
姜義炎
pchiang2001@yahoo.com
pchiang@pchome.com.tw
0936031722
製作,
DIP,Dual In-line Package
Surface Mount Device
表面黏著零件
Plated Through Hole
貫穿孔零件
Surface Mount Technology
表面黏著技術
SMT 與 DIP 基本組成
設備
材料
零件 印刷電
路板
測試
製造
方法
設計
SMT
DIP
SMT,Surface Mount Technology
DIP,Dual In-line Package
SMD,Surface Mount Device
管理
不良分類
常見的問題實際是 ….,
? 金手指沾錫
? 線路斷裂
? 防焊漆掉落
? 防焊漆起泡
? 防焊漆上到錫墊
? 不吃錫
? 錫球
? 錫珠
? 板翹或彎曲
? 銅泊翹起
? 錫吃不足
? 阻抗值
? 板子濕氣高
? 良率
? 零件不易拔起
? 表面塗料厚度不均衡
印錫膏機 Chip 置件 IC 置件
自動光
學檢查 迴焊
In
Circuit
Test
手插件
功能測試 包裝
波 焊
In
Circuit
Test
製程
材料選擇
零件受損傷 ;損壞
吃錫,
誤判
錫渣
製造方法
1,SMT 製程
1,上錫膏
2,上零件
3,迴焊烘烤
2,DIP 製程
1,手插件
2,過錫爐
3,上膠 製程
1,上膠
2,上零件
3,迴焊烘烤
4,板子翻身
5,過 DIP 錫爐
SMT 製程
SMT,Surface Mount Technology
波 焊製程
上膠製程
尚
未
吃
錫
吃
了
錫
比較一下
SMT良率
良率
置件
鋼板
錫膏
迴焊
印刷機
準確度
溫度區線
進 板子定位 板子 /鋼板 定位 板子 /鋼板 接觸
刮刀下壓
開始印刷 刮刀上升 板子 /鋼板 分開 出
真空 光學點 速度
距離
水平
速度
距離
水平
壓力
角度
速度
距離
水平
速度
距離
水平
鋼板印刷過程
錫
膏
製
程 刮
刀
印刷機
鋼
板
印
刷
電
路
板
鋼板印
刷製程
1,鋼板來回印刷
2,印刷方向
3,分離速度
4,錫量
5,刮刀鋼板印刷行程距離
6,鋼刀與鋼板停止距離
7,刮刀壓力
8,印刷機調整
9,鋼板與 PCB接觸距離
10,印刷速度
11,污染
1,板子附層材質
2,錫墊寬度與縱橫比析
3,錫墊旁防焊漆高度
4,顆粒高低平整度
5,幾何大小
6,清潔度
7,板灣
1,準確度
2,再現性
3,視覺系統
4,參數控制
5,偏差能力
1,彎曲
2,長度
3,角度
4,硬度
5,材質
6,尺寸
7,形狀
1,固定材質
2,松香流性
3,板材匹配性
4,塌陷
5,附著力
6,錫膏成分
7,黏度
8,顆粒大小與散佈
9,穩定與持久性
10,推移力
1,縱橫比尺寸與誤差
2,配置形狀 /框的大小
3,縱橫比幾何形狀
4,孔璧粗糙及角度
5,鋼板材質及厚度
6,平整度
7,縱橫比
8,面積比
鋼
板
印
刷
製
程
所
產
生
的
問
題
原
因
助焊劑的作用
1,去氧化
2,去除少許污染
3,減少熱衝擊
4,由熱產生活化作用
5,與稀釋劑混合減少錫球及錫珠
6,預防吃錫後板翹
助焊劑（ Flux） 清潔
1,協助熱量的傳遞與分佈
2,將待焊金屬表面進行化學清潔
3,將氧化物或其他反應後無用的殘渣，排開
到待焊區以外的空間去
4,能夠清除氧化物的化學活性
SMT 迴焊爐 -四區重點
1,預熱區
– 助焊劑降低金屬氧化
– 預熱升溫太快易形成塌錫、短路、錫球。
2,恆溫區
– 錫膏 wetting,逐漸溶解,燈絲效應產生
– 受熱不均，時間太短易成立碑、空焊。
3,迴焊區
– 錫膏完全溶解
– 表面張力結束
– 時間長，板子易變黃，時間短，不熔錫。
4,冷卻區
– 溫度降太快，零件易破裂。
吃錫過程須知
1,松香
2,浸錫
3,熱
4,吃錫表面
5,時間
零件腳溫度
錫橋的產生過程
不正常
免洗 SMT溫度區線
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
預熱區
2 – 4 min,Max,
恆溫區
60 – 90 sec,typical
迴焊區
(30-90 sec,max)
30-60 sec,typical
< 2.5 oC / sec
0.5 -0.6 oC / sec
1.3 – 1.6 oC / sec 210-236 oC
最高溫度,
(seconds)
(oC)
0
Reflow 溫度曲線
0
50
100
150
200
250
183
100 200 300 400 500
最佳化
慣例
時間：秒
溫度,C
250C~1500C
預熱區
1800C~2350C
迴焊區
2350C~250C
冷卻區
1500C~1800C
恆溫區
Ramp to spike
Ramp soak spike
在整個溫度曲線中，對製程有重要影響
的參數分別是
1,升溫斜率 <3℃ （過劇之升溫斜率造成小零件立碑與熱衝擊）
2,恆溫區與迴焊區必須延長至總長 3m以上,否則產能必然下降
3,最高溫度時的均溫性高（ ΔT範圍面積更小，均溫與熱補償必須進一步提
昇）
4,最高溫度及熔點以上溫度持續時間（足夠熱量使錫膏完全沾錫，生成良好
合金層）。
5,降溫斜率 <3℃ （過慢易再氧化，焊點粗大且暗淡；過快則易產生内應力，
焊點脆弱，外觀不光滑）。
6,氮氣迴焊爐導入以克服材料的不穩定性 (氧化物生成 )
綜上所述，無鉛制程對 Reflow的要求如下,
1,完善的提供更高溫度的能力。
2,熱對流模組：絕對的溫度穩定性和準確的加熱區域分割，溫度不互相
影響。
3,最佳的熱絕緣性，不影響外界環境。
4,高效率的利用氮氣。
5,強大的製作各種溫度曲綫的能力。
6,爐膛同一截面内的極小溫差。
靠近系統降低 冷空氣進入
松香 外部加熱器 為了一致的
溫度
錫溫
預熱至擾流波的最短距離 錫波與板子接觸距離時間
預熱
為了 亮錫 快速 冷卻
接觸, 2 - 3 秒 穿過通道維持溫度
調整爐子送風管
口而維持溫度
無鉛錫渣多
波焊溫度曲線
尾部風扇
錫波
1/3
波焊機器管控
輸送帶寬度
輸送帶角度
板子進出
爪勾清潔保養
密度
高度
活化
充填與消耗
滲透力
酸價比分析
接觸方法
浸泡時間控制
板子溫度
? 預熱溫度
? 輸送帶速度
? 冷卻風扇
溫度
高度
錫波型態
? 貫穿孔
? 表面黏著零件
錫的充填與消耗
錫的純度與組合
板子接觸面積
浸錫時間
錫波的水平
錫槽雜質控制
錫波湧出速度
浸錫的角度
板子運送管控 助焊劑管控 波焊行程管控 錫波管控
錫爐的問題 (1)
波面不正常
波面有擾流現
波面有擾流現象
脫離錫液面太快
液面水平高度
液面溫度
過錫方向錯誤
第二次再過焊
預熱時間
預熱溫度
焊液雜質過多
錫渣過多
輸送帶震動
焊點錫量過多
焊接前不良拿起
錫爐的問題 (2)
1,吃 錫時間
2,吃 錫距離
3,助焊劑比重
4,助焊劑潤濕板面
5,助焊劑量
6,仰角
7,夾具材料不適當
8,夾具方向不適當
9,使用 SMT治具量測
10,DIP量測治具少使用
11.統計過程控制 SPC
12.設計問題
? DIP,Dual In-Line Package
Shelf Life
? 先進先出
? 足夠嗎?
供應商 C
供應商 B
倉庫一年
倉庫三個月
供應商 A 倉庫二天
交貨入倉庫已經二天
交貨入倉庫已經五天
交貨入倉庫已經十天
一
月
二
月
三
月
四
月
五
月
六
月
七
月
八
月
九
月
十
月
十一
月
十二
月,.,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
天
起始點
365天
零件新鮮度
? 先進先出有風險
? 進工場倉庫前如何降低吃錫問題
– 供應商生產日期至今交貨合理?
– 供應商生產溫溼度正確否
– 供應商的倉庫溫溼度正確否?
– 運送途中溫溼度正確否?
– 運送途中環境正確否?
? 不同零件環境管理要定義
? 先進先出 +Shelf Life較好
Growth of Oxide
Effect
階段 I 階段 II 階段 III
Note solder
Filet rise
不
好
老化 時間
Stage II dependent
on coating thickness
吃錫能力隨時間而下降
Growth of
Intermetallic
Effect Acceptable Wetting
Preferred
wetting
Non Wetting
好
以色紙決定溼度
假線路
零件腳長度
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
Ca
pa
cit
or
