SMT制程工艺管制有哪点要求与关键点？

前言

本章节将重点从SMT的印刷工程、贴片工程及春回焊工程介绍SMT制程工艺管制要点。

一、SMT制程管制项目及 文件

1、 SMT之生产作业及管制参照各工程阶段之规范进行. 并应注意制程中之 HS/HSF物料, 制程, 文件等之区隔, 有铅锡膏与无铅锡膏应分区放置﹐并贴上HSF标示区隔。

2、 特殊制程参数需按机种定义于SOP，并按SOP作业.

1）印刷工程包括:  印刷速度﹐脱模速度﹐擦拭速度﹐脱模间隙﹐印刷压力﹐刮刀型号, 钢版型号…等。

2）Reflow 回流焊接工程包括: 链条速度﹐加热区温度﹐热风马达速度, 进板间隙…等.

3） 当有下列情况之制程变更时, 若客户有规定, 则须通知客户或取得客户核准. 若客户无规定, 则内部以制程变更作申请及核准切入:

• a. 工具的更改/增加/移除(围绕工具设计或方式改变), 包括对固定装置, 量规和测试设备的改变.
• b.制程流程改变(例如改变一系列的操作,增加或删除一项操作或检验),包括任何可以影响性能,可信赖性,安全性, 适用性, 外观, 尺寸,耐受性的化学的,机械的或制程的改变.
• c.测试/检验更改
• d.制程(组装或维修)的化学改变

 二、 印刷工程:

1、锡膏使用管制: 依先进先出原则, 锡膏进厂后应即贴上锡膏使用管制Label,并保存于 2~8℃冰箱中,其中锡膏编号方式依失效日期先后顺序优先使用,于防潮箱回温4hrs以上才可取用.取用时依编号由小到大取用.并做好管控记录.

2、冰箱温度管制: 冰箱温度2~8℃,  温度异常时通知SMT工程师处理并做好冰箱温度异常处理记录，以便开后续查看。

3、锡膏添加管制

1）预设机台印刷次数为 20 次,使定时停下确认锡量. 并做好检查&添加记录。         2） 确认锡量必要时添加锡膏.         3） 加锡膏用钢刀片应保持清洁.         4）锡膏开封后需在24小时内使用完. 未开封之锡膏, 则可于室内环境存放最长时间<1个月, 逾期需报废.

4、钢版管制

1）钢板清洗:上线前及使用每6小时及停线累计30分钟时.         2）钢板清洁检查: (钢板使用作业SOP & 钢板清洁度检查作业SOP)使用管制钢板.         3）张力管制(请参照《钢板张力量测作业SOP》): 张力须≤ - 0.21mm或≧ 32N/cm;           4）钢板报废管制: 累计一定次数(比如15万次，依PCS/次计算)或损坏时报废之.          5） 钢板清洗流程均须以SFCS做进出管控。

5、 PCB定位调整:换线时参照生产资料夹之流向,尺寸等.做好 PCB夹持与支撑。

6、 刮刀管制: 1）刮刀管控：使用SFCS进行管控所有作业             2）清洁调整：略             3）报废管制:  刮刀使用累计一定次数（比如15万次）及损坏时更换新刮刀.

7、 PCB 清洗:印刷/点胶异常或当机或意外原因须清洗之PCB，或已印刷锡膏并呆滞时间超过 4小时而未完成reflow焊接制程之PCB须按要求清洗。

8、 锡膏印刷管制: 换线时参照生产数据夹之条件设定并确认以下印刷质量:

1） SPI 机台对板子每片作自动检测 (厚度, 面积, 体积, 无短路, 无漏印, 无偏移)及记录.

2）  若因无SPI或异常原因致SPI无法检测时, 须以人员作抽检管制, 进行锡膏印刷目检 (无短路﹐无漏印﹐无偏移或<1/3 PAD。

3） 锡膏厚度 &体积管制:   A.锡膏厚度管制之参考范围:

0.5 mm Pitch CSP / Micro BGA :   T- 0.005mm ~ T + 0.055mm    0.5 mm Pitch QFP /QFN :              T- 0.005mm ~ T + 0.055mm    0.8~1.0 mm Pitch BGA/ CSP :       T- 0.005mm ~ T + 0.065mm           Normal Chip(RLC 及其它) :        T- 0.005mm ~ T + 0.085mm                          ( Remark: T=钢板厚度 )             B.锡膏体积管制( 使用于SPI 机器测量时) :       0.5 mm Pitch CSP / Micro BGA:  0.0016387 ~ 0.008194 mm3       CSP/Micro BGA 0.65-0.8mm: 0.0065548 ~ 0.029497 mm3      CSP/PBGA/Micro BGA1.0mm: 0.0163871 ~ 0.081935 mm3

其它零件体积管制参考如下附件:

用SPI检验钖膏印刷质量时, 作业员需每2小时观察及记录其CPK值及平均厚度。以上有发现异常即应反应随线技术员或工程师处理, 采取对策。

三、零件置放工程:

1 、于换线时确认 PCB 整体获得均匀稳定之支撑.

2 、换线时, 应确认零件置放偏移量, 调整 Offset, 使不偏出Pad外 1/3脚宽.

3、  高速机吸料率/置放率每小时由操机人员确认并记录﹐管制≧99.90%.并记录于表。

4、 二次回收料管控：

1 ）Chip 类零件不作二次回收使用﹐PD每班清理后以不良零件管之。

2） M/O料二次回收使用时须注意:

a.BGA类使用时须用10倍以上放大镜检查确认无损球﹐缺球﹐脏污﹐及零件外观不良等.并用平面治具检查无变形高翘。

b.IC类(QFP…)用10倍以上放大镜检查零件确认无脏污及零件外观不良等.并用平面治具检查无变形无翘脚。

c.二次回收料使用时需要记录于SMT回收料使用表。

d.若客人有特殊管制要求者, 以客人之条件为优先管制.

5、  非机器置放之零件管控﹕ 非机器置放或抛料重新使用之零件, 应于零件极性位置作金点标示.

6、 温度,湿度敏感之零件管控﹕

1）对温度,湿度敏感之零件(来料真空包装如BGA,QFP..等),管制拆包装后暴露时间按MSDC 系统规定之条件管制,需以Labe记录零件拆封之Date及Time,并粘贴于Tray盘或料卷上.

2）所有未上线之温度湿度敏感之零件须存放于暂存箱内﹐并随时保持箱门关闭良好.

3）若允许暴露内未用完时须参照MSDC 系统规定之烘烤条件作烘烤。若有Hold Production 时﹐将零件及累计暴露时间连同开封时间Label送回库房管控。

7、 因特殊原因(如非ECN切入零件规格或厂商变更)需修改机台程序时需由SQM确认注明零件变更原因并由QE确认，SMT工程师核准后方可修改机台程序,并记录于SMT机台程序修改记录表，修改机台程序时通知IPQA及PD对首片检查无误后方可大量生产.

四、 回焊工程:

1、 温度设定与测量: 由技朮员负责量Profile, 并由工程师依温度管制确认温度曲线与质量

1） 对于新机种之生产条件﹐于试作时依制程建议条件设定及生产定义该机种生产之温度设定于产品生产数据中。

2） 产品进入首次量产时﹐应依产品生产数据中之条件设定生产。

3） 若测试结果不符﹐则确认测试点是否粘贴确实(不可浮动)﹐并重测, 必要时由工程师确认调整。

2、 温度测量点: BOARD或SOIC 作测温﹐ 1） 得依机种PCB之状况作决定﹐选择BGA BODY,QFP PIN,QFP BODY,CHIP, 2） 量测点于试作或首次量产时, 测温调整后完成Profile量测并记录下来,订定于生产数据中, 作为后续生产时设定与测温之参照。

3、温度管制:(以BGA及Fine pitch IC零件焊点为主要参考)参照各机种之 SM制程条件规范.

4、测量周期: 1 ）每次换线及每班次 (连续生产同-MODEL时不得超过12小时)需量测Profile﹐另若质量有疑虑时﹐亦应测试确认,并通知相关主管。           2）测温前应检视测温线头, 若已断裂, 则应先更换新线, 以确保量测之正确.

5、 Reflow管制:          1）机台之氧气浓度管制上限≦1000ppm (注意: 客户有特殊管制时另依SOP定义之)， 每2小时记录回焊炉面板温度检查记录表中  2）量产换线时,参照各机种生产条件进行设定,按照”Reflow换线check list”项目进行确认并记录之。          3） 为有效管制Reflow制程﹐生产单位于换线及每2小时登记炉子面板温度检查表          4）温度测试器依校验室之管制定期送校。Reflow月保养时以标准治具作确认并记录于Cpk管制表         5） 测温板需定期 (每3个月) 及测出温差超出±2℃时需更新之.         6） Reflow温区实际值与设定值管控在±5℃.如超过此规格,需停止进板再通知工程师调整.

6、 Reflow profile 规格管制 ( Remark: 特殊零件或锡膏变更时需另依SOP定义之):

1） Tin-Lead Process:            a.  Ramp rate: < 3 ℃/Second            b. Soaking time between 150~183℃:   60~120second            c.Time Above Liquid (183℃ ) : 60~120 sec.            d.Peak temperature:205~225℃ :  forCritical Component (Including BGAs , CSPs , QFPs ,connectors, etc… )            205~230℃ :  forNormal chip (Including RLC chip, etc… )

2）  Lead-free Process:             a. Ramp rate: < 3 ℃/Second             b. Soaking time between 150~180℃:   60~120second                     c. Time above Liquid (217~219℃ ): 40~90 sec. (依客户要求以 217℃或 220℃控管之).               d. Peak temperature: 230~250℃ :  forCritical Component (Including BGAs , CSPs , QFPs ,connectors, etc… )            230~260℃ :  forNormal chip (Including RLC & Others )

五、拆修作业

1、凡经人员修补之 IC, QFP, PLCC 等零件, 应于零件上作红点标示, 且于作业后务必确认良好. (客户有禁止标示者, 不作标示)

六、注意事项:

1、为有效控制质量,请生产单位务必依据制程管制要求及 S.O.P 执行生产.

2、生产流程中, 须遵循静电防护相关作业规定, 配戴 ESD手环. 拿取光板及无ESD破坏疑虑零件之PCB时，可不戴ESD手环, 但须戴手套及不触摸 Pad.必要携带PCB走动时, 须以 ESD袋装好拿取.

3、生产车间之温湿度以 23+/-5度C, 40~60%RH 为合适, 超出时通知厂务及工程师处置.

4、湿度敏感组件拆封后暴露时间及烘烤条件以MSDC系统规定管制.

5、目检站应使用目检模版(洞洞卡)辅助检验作业.

6、OSP PCB须于拆封起48小时内或第一次Reflow后24小时内完成DIP 波峰焊制程，如未完成者须经特采上线Control Build, 并以目检及X-ray 确认焊接品质.