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SMT 资料SMT 基础知识SMT 生产设备工作环境要求SMT 生产设备是高精度的机电一体化设备，设备和工艺材料对环境的清洁度、湿度、温度都有一定的要求，为了保证设备 正常运行和组装质量，对工作环境有以下要求： 1:电源：电源电压和功率要符合设备要求 电压要稳定，要求： 单相 AC220（220±10％，50/60 HZ） 三相 AC380V（220±10％，50/60 HZ）如果达不到要求，需配置稳压电源，电源的功率要大于功耗的一倍以上。 2：温度：环境温度：23±3℃为最佳。一般为 17～28℃。极限温度为 15～35℃（印刷工作间环境温度为 23±3℃为最 佳） 3：湿度：相对湿度：45～70%RH 4：工作环境：工作间保持清洁卫生，无尘土、无腐蚀性气体。 空气清洁度为 100000 级（BGJ73-84）； 在空调环境下，要有一定的新风量，尽量将 CO2 含量控制在 1000PPM 以下，CO 含量控制 10PPM 以下，以保证人体健 康。 5：防静电：生产设备必须接地良好，应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台垫、坐椅等均应符合 防静电要求。 6：排风：再流焊和波峰焊设备都有排风要求。 7：照明：厂房内应有良好的照明条件，理想的照度为 800LUX×1200LUX,至少不能低于 300LUX。 8：SMT 生产线人员要求：生产线各设备的操作人员必须经过专业技术培训合格，必须熟练掌握设备的操作规程。 操作人员应严格按&安全技术操作规程&和工艺要求操作。SMT 常用知识1. 一般来说,SMT 车间规定的温度为 23±3℃。 2. 锡膏印刷时,所需准备的材料及工具锡膏、钢板p刮刀p擦拭纸、无尘纸p清洗剂p搅拌刀。 3. 一般常用的锡膏合金成份为 Sn/Pb 合金,且合金比例为 63/37。 4. 锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂。 5. 助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物p破坏融锡表面张力p防止再度氧化。 6. 锡膏中锡粉颗粒与 Flux(助焊剂)的体积之比约为 1:1, 重量之比约为 9:1。 7. 锡膏的取用原则是先进先出。 8. 锡膏在开封使用时,须经过两个重要的过程回温p搅拌。 9. 钢板常见的制作方法为s蚀刻p激光p电铸。 10. 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IC 拆包后湿度显示卡上湿度在大于 30%的情况下表示 IC 受潮且吸湿; 52. 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是 90%:10% ,50%:50%; 53. 早期之表面粘装技术源自于 20 世纪 60 年代中期之军用及航空电子领域; 54. 目前 SMT 最常使用的焊锡膏 Sn 和 Pb 的含量各为: 63Sn+37Pb; 55. 常见的带宽为 8mm 的纸带料盘送料间距为 4 56. 在 20 世纪 70 年代早期,业界中新出现一种 SMD, 为“密封式无脚芯片载体”, 常以 HCC 简代之; 57. 符号为 272 之组件的阻值应为 2.7K 欧姆; 58. 100NF 组件的容值与 0.10uf 相同; 59. 63Sn+37Pb 之共晶点为 183℃; 60. SMT 使用量最大的电子零件材质是陶瓷; 61. 回焊炉温度曲线其曲线最高温度 215C 最适宜; 第 2 页 SMT 资料 62. 锡炉检验时，锡炉的温度 245℃较合适; 63. 钢板的开孔型式方形p三角形p圆形,星形,本磊形; 64. SMT 段排阻有无方向性无; 65. 目前市面上售之锡膏，实际只有 4 小时的粘性时间; 66. SMT 设备一般使用之额定气压为 5KG/cm2; 67. SMT 零件维修的工具有s烙铁p热风拔取器p吸锡枪、镊子; 68. QC 分为sIQCpIPQCp.FQCpOQC; 69. 高速贴片机可贴装电阻p电容p ICp晶体管; 70. 静电的特点s小电流p受湿度影响较大; 71. 正面 PTH, 反面 SMT 过锡炉时使用何种焊接方式扰流双波焊; 72. SMT 常见之检验方法: 目视检验pX 光检验p机器视觉检验 73. 铬铁修理零件热传导方式为传导+对流; 74. 目前 BGA 材料其锡球的主要成 Sn90 Pb10; 75. 钢板的制作方法雷射切割p电铸法p化学蚀刻; 76. 回焊炉的温度按: 利用测温器量出适用之温度; 77. 回焊炉之 SMT 半成品于出口时其焊接状况是零件固定于 PCB 上; 78. 现代质量管理发展的历程 TQC-TQA-TQM; 79. ICT 测试是针床测试; 80. ICT 之测试能测电子零件采用静态测试; 81. 焊锡特性是融点比其它金属低p物理性能满足焊接条件p低温时流动性比其它金属好; 82. 回焊炉零件更换制程条件变更要重新测量测度曲线; 83. 西门子 80F/S 属于较电子式控制传动; 84. 锡膏测厚仪是利用 Laser 光测: 锡膏度p锡膏厚度p锡膏印出之宽度; 85. SMT 零件供料方式有振动式供料器p盘状供料器p卷带式供料器; 86. SMT 设备运用哪些机构: 凸轮机构p边杆机构p螺杆机构p滑动机构; 87. 目检段若无法确认则需依照何项作业 BOMp厂商确认p样品板; 88. 若零件包装方式为 12w8P, 则计数器 Pinth 尺寸须调整每次进 8 89. 回焊机的种类: 热风式回焊炉p氮气回焊炉plaser 回焊炉p红外线回焊炉; 90. SMT 零件样品试作可采用的方法s流线式生产p手印机器贴装p手印手贴装; 91. 常用的 MARK 形状有s圆形,“十”字形p正方形,菱形,三角形,万字形; 92. SMT 段因 Reflow Profile 设置不当, 可能造成零件微裂的是预热区p冷却区; 93. SMT 段零件两端受热不均匀易造成s空焊p偏位p墓碑; 94. 高速机与泛用机的 Cycle time 应尽量均衡; 95. 品质的真意就是第一次就做好; 96. 贴片机应先贴小零件，后贴大零件; 97. BIOS 是一种基本输入输出系统，全英文为：Base Input/Output S 98. SMT 零件依据零件脚有无可分为 LEAD 与 LEADLESS 两种; 99. 常见的自动放置机有三种基本型态, 接续式放置型, 连续式放置型和大量移送式放置机; 100. SMT 制程中没有 LOADER 也可以生产; 101. SMT 流程是送板系统-锡膏印刷机-高速机-泛用机-回流焊-收板机; 102. 温湿度敏感零件开封时, 湿度卡圆圈内显示颜色为蓝色,零件方可使用; 103. 尺寸规格 20mm 不是料带的宽度; 104. 制程中因印刷不良造成短路的原因sa. 锡膏金属含量不够， 造成塌陷 b. 钢板开孔过大， 造成锡量过多 c. 钢板品质 不佳，下锡不良，换激光切割模板 d. Stencil 背面残有锡膏，降低刮刀压力，采用适当的 VACCUM 和 SOLVENT第 3 页 SMT 资料 105. 一般回焊炉 Profile 各区的主要工程目的:a.预热区；工程目的：锡膏中容剂挥发。b.均温区；工程目的：助焊剂活 化，去除氧化物；蒸发多余水份。c.回焊区；工程目的：焊锡熔融。d.冷却区；工程目的：合金焊点形成，零件脚与焊盘接为 一体; 106. SMT 制程中，锡珠产生的主要原因sPCB PAD 设计不良、钢板开孔设计不良、置件深度或置件压力过大、Profile 曲线上升斜率过大，锡膏坍塌、锡膏粘度过低。常用集成电路的封装形式CLCCDIPDual Inline PackageDIP-tab Dual Inline Package with Metal HeatsinkFBGAFDIPFTO220Flat Pack第 4 页 SMT 资料HSOP28ITO220ITO3pJLCCLCCLDCCLGALQFP第 5 页 SMT 资料PCDIPPLCCPQFPPSDIPLQFP 100LMETAL QUAD 100LPQFP 100LQFP Quad Flat Package第 6 页 SMT 资料SOT143SOT220SOT223SOT223SOT23SOT23/SOT323SOT25/SOT353SOT26/SOT363SOT343第 7 页 SMT 资料SOT523SOT89SOT89LAMINATE TCSP 20L Chip Scale PackageTO252TO263/TO268SO DIMM Small Outline Dual In-line Memory Module QFP Quad Flat PackageTQFP 100L第 8 页 SMT 资料 SBGASC-70 5LSDIPSIP Single Inline PackageSO Small Outline PackageSOJ 32LSOJSOP EIAJ TYPE II 14L第 9 页 SMT 资料SOT220SSOP 16LSSOPTO18TO220TO247TO264第 10 页 SMT 资料TO3TO5TO52TO71TO72TO78TO8第 11 页 SMT 资料TO92TO93TO99TSOP Thin Small Outline PackageTSSOP or TSOP II Thin Shrink Outline PackageuBGA Micro Ball Grid ArrayZIP Zig-Zag Inline Package第 12 页 SMT 资料BQFP132TEPBGA 288LTEPBGA 288LC-Bend LeadCERQUAD Ceramic Quad Flat PackCeramic CaseGull Wing LeadsJ-STD J-STD Joint IPC / JEDEC Standards JEP JEP JEDEC Publications JESD JESD JEDEC StandardsLLP 8La第 13 页 SMT 资料PCMCIAPDIPPLCCPS/2 PS/2 mouse port pinout SIMM30 SIMM30 PinoutSIMM72 SIMM72 PinoutSNAPTKSNAPTK第 14 页 SMT 资料SNAPZPSOH1.OOI 封装 OOI 是 OLGA 的简写。OLGA 代表了基板栅格阵列。OLGA 芯片也使用反转芯片设计，其中处理器朝下附在基体上， 实现更好的信号完整性、更有效的散热和更低的自感应。OOI 有一个集成式导热器 (IHS)，能帮助散热器将热量传给正确安 装的风扇散热器。OOI 用于奔腾 4 处理器，这些处理器有 423 针。2.PPGA 封装 “PPGA”的英文全称为“Plastic Pin Grid Array” ，是塑针栅格阵列的缩写，这些处理器具有插入插座的针脚。为了提 高热传导性，PPGA 在处理器的顶部使用了镀镍铜质散热器。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处 理器只能以一种方式插入插座。3.S.E.C.C.封装 “S.E.C.C.”是“Single Edge Contact Cartridge”缩写，是单边接触卡盒的缩写。为了与主板连接，处理器被插入一 个插槽。它不使用针脚，而是使用“金手指”触点，处理器使用这些触点来传递信号。S.E.C.C. 被一个金属壳覆盖，这个壳 覆盖了整个卡盒组件的顶端。卡盒的背面是一个热材料镀层，充当了散热器。S.E.C.C. 内部，大多数处理器有一个被称为基 体的印刷电路板连接起处理器、二级高速缓存和总线终止电路。S.E.C.C. 封装用于有 242 个触点的英特尔奔腾 II 处理器和 有 330 个触点的奔腾 II 至强和奔腾 III 至强处理器。第 15 页 SMT 资料4.S.E.C.C.2 封装 S.E.C.C.2 封装与 S.E.C.C. 封装相似，除了 S.E.C.C.2 使用更少的保护性包装并且不含有导热镀层。S.E.C.C.2 封装 用于一些较晚版本的奔腾 II 处理器和奔腾 III 处理器（242 触点） 。5.S.E.P.封装 “S.E.P.” “Single Edge Processor” 是 的缩写， 是单边处理器的缩写。 “S.E.P.” 封装类似于 “S.E.C.C.” “S.E.C.C.2” 或者 封装，也是采用单边插入到 Slot 插槽中，以金手指与插槽接触，但是它没有全包装外壳，底板电路从处理器底部是可见的。 “S.E.P.”封装应用于早期的 242 根金手指的 Intel Celeron 处理器。6.PLGA 封装 PLGA 是 Plastic Land Grid Array 的缩写，即塑料焊盘栅格阵列封装。由于没有使用针脚，而是使用了细小的点式接口， 所以 PLGA 封装明显比以前的 FC-PGA2 等封装具有更小的体积、更少的信号传输损失和更低的生产成本，可以有效提升处理 器的信号强度、提升处理器频率，同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。目前 Intel 公司 Socket 775 接口的 CPU 采用了此封装。第 16 页 SMT 资料7.CuPGA 封装 CuPGA 是 Lidded Ceramic Package Grid Array 的缩写，即有盖陶瓷栅格阵列封装。其与普通陶瓷封装最大的区别是 增加了一个顶盖，能提供更好的散热性能以及能保护 CPU 核心免受损坏。目前 AMD64 系列 CPU 采用了此封装。 1.OPGA 封装 OPGA（Organic pin grid Array，有机管脚阵列） 。这种封装的基底使用的是玻璃纤维，类似印刷电路板上的材料。 此 种封装方式可以降低阻抗和封装成本。OPGA 封装拉近了外部电容和处理器内核的距离，可以更好地改善内核供电和过滤电流 杂波。AMD 公司的 AthlonXP 系列 CPU 大多使用此类封装。2.mPGA 封装 mPGA，微型 PGA 封装，目前只有 AMD 公司的 Athlon 64 和英特尔公司的 Xeon（至强）系列 CPU 等少数产品所采用， 而且多是些高端产品，是种先进的封装形式。3.CPGA 封装 CPGA 也就是常说的陶瓷封装，全称为 Ceramic PGA。主要在 Thunderbird（雷鸟）核心和“Palomino”核心的 Athlon 处理器上采用。第 17 页 SMT 资料4.FC-PGA 封装 FC-PGA 封装是反转芯片针脚栅格阵列的缩写，这种封装中有针脚插入插座。这些芯片被反转，以至片模或构成计算机芯 片的处理器部分被暴露在处理器的上部。通过将片模暴露出来，使热量解决方案可直接用到片模上，这样就能实现更有效的芯 片冷却。 为了通过隔绝电源信号和接地信号来提高封装的性能， FC-PGA 处理器在处理器的底部的电容放置区域 （处理器中心） 安有离散电容和电阻。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处理器只能以一种方式插入插座。FC-PGA 封装用于奔腾 III 和英特尔 赛扬 处理器，它们都使用 370 针。5.FC-PGA2 封装 FC-PGA2 封装与 FC-PGA 封装类型很相似，除了这些处理器还具有集成式散热器 (IHS)。集成式散热器是在生产时直 接安装到处理器片上的。由于 IHS 与片模有很好的热接触并且提供了更大的表面积以更好地发散热量，所以它显著地增加了 热传导。FC-PGA2 封装用于奔腾 III 和英特尔赛扬处理器（370 针）和奔腾 4 处理器（478 针） 。芯片封装详细介绍一、DIP 双列直插式封装 DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封 装形式， 其引脚数一般不超过 100 个。 采用 DIP 封装的 CPU 芯片有两排引脚， 需要插入到具有 DIP 结构的芯片插座上。 当然， 也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP 封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏 引脚。 第 18 页 SMT 资料 DIP 封装具有以下特点： 1.适合在 PCB(印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。 2.芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。 Intel 系列 CPU 中 8088 就采用这种封装形式，缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。 二、QFP 塑料方型扁平式封装和 PFP 塑料扁平组件式封装 QFP（Plastic Quad Flat Package）封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大型集成电路都采用这 种封装形式，其引脚数一般在 100 个以上。用这种形式封装的芯片必须采用 SMD（表面安装设备技术）将芯片与主板焊接起 来。采用 SMD 安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点， 即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。 PFP（Plastic Flat Package）方式封装的芯片与 QFP 方式基本相同。唯一的区别是 QFP 一般为正方形，而 PFP 既可以 是正方形，也可以是长方形。 QFP/PFP 封装具有以下特点： 1.适用于 SMD 表面安装技术在 PCB 电路板上安装布线。 2.适合高频使用。 3.操作方便，可靠性高。 4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。 Intel 系列 CPU 中 8 和某些 486 主板采用这种封装形式。 三、PGA 插针网格阵列封装 PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定 距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成 2-5 圈。安装时，将芯片插入专门的 PGA 插座。为使 CPU 能够更方便地安装和拆 卸，从 486 芯片开始，出现一种名为 ZIF 的 CPU 插座，专门用来满足 PGA 封装的 CPU 在安装和拆卸上的要求。 ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU 就可很容易、轻松地插 入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将 CPU 的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触 不良的问题。而拆卸 CPU 芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU 芯片即可轻松取出。 PGA 封装具有以下特点： 1.插拔操作更方便，可靠性高。 2.可适应更高的频率。 Intel 系列 CPU 中，80486 和 Pentium、Pentium Pro 均采用这种封装形式。 四、BGA 球栅阵列封装 随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性，当 IC 的频率超过 100MHz 时，传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象，而且当 IC 的管脚数大于 208 Pin 时，传统的封装方式有 其困难度。 因此， 除使用 QFP 封装方式外， 现今大多数的高脚数芯片 （如图形芯片与芯片组等） 皆转而使用 BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA 一出现便成为 CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。 BGA 封装技术又可详分为五大类： 1.PBGA（Plasric BGA）基板：一般为 2-4 层有机材料构成的多层板。Intel 系列 CPU 中，Pentium II、III、IV 处理 器均采用这种封装形式。 2.CBGA（CeramicBGA）基板：即陶瓷基板，芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片（FlipChip，简称 FC）的安装 方式。Intel 系列 CPU 中，Pentium I、II、Pentium Pro 处理器均采用过这种封装形式。 3.FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬质多层基板。 4.TBGA（TapeBGA）基板：基板为带状软质的 1-2 层 PCB 电路板。 5.CDPBGA（Carity Down PBGA）基板：指封装中央有方型低陷的芯片区（又称空腔区） 。 BGA 封装具有以下特点： 1.I/O 引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于 QFP 封装方式，提高了成品率。 2.虽然 BGA 的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能。 3.信号传输延迟小，适应频率大大提高。 4.组装可用共面焊接，可靠性大大提高。 第 19 页 SMT 资料 BGA 封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987 年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵 列封装的芯片（即 BGA） 。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发 BGA 的行列。1993 年，摩托罗拉率先将 BGA 应 用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC 电脑上加以应用。直到五六年前，Intel 公司在电脑 CPU 中（即奔腾 II、奔 腾 III、奔腾 IV 等） ，以及芯片组（如 i850）中开始使用 BGA，这对 BGA 应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA 已成为极其热门的 IC 封装技术，其全球市场规模在 2000 年为 12 亿块，预计 2005 年市场需求将比 2000 年有 70%以上幅 度的增长。 五、CSP 芯片尺寸封装 随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求，封装技术已进步到 CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸， 做到裸芯片尺寸有多大，封装尺寸就有多大。即封装后的 IC 尺寸边长不大于芯片的 1.2 倍，IC 面积只比晶粒（Die）大不超 过 1.4 倍。 CSP 封装又可分为四类： 1.Lead Frame Type(传统导线架形式)，代表厂商有富士通、日立、Rohm、高士达（Goldstar）等等。 2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型)，代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。 3.Flexible Interposer Type(软质内插板型)，其中最有名的是 Tessera 公司的 microBGA，CTS 的 sim-BGA 也采用相 同的原理。其他代表厂商包括通用电气（GE）和 NEC。 4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装)：有别于传统的单一芯片封装方式，WLCSP 是将整片晶圆切割为一颗颗的单一 芯片，它号称是封装技术的未来主流，已投入研发的厂商包括 FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。 CSP 封装具有以下特点： 1.满足了芯片 I/O 引脚不断增加的需要。 2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。 3.极大地缩短延迟时间。 CSP 封装适用于脚数少的 IC，如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电（IA） 、数字电视（DTV） 、电子 书（E-Book） 、无线网络 WLAN／GigabitEthemet、ADSL／手机芯片、蓝芽（Bluetooth）等新兴产品中。 六、MCM 多芯片模块 为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题，把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多层互联基板上 用 SMD 技术组成多种多样的电子模块系统，从而出现 MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。 MCM 具有以下特点： 1.封装延迟时间缩小，易于实现模块高速化。 2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。 3.系统可靠性大大提高。 总之，由于 CPU 和其他超大型集成电路在不断发展，集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化，而封装形式的进步 又将反过来促进芯片技术向前发展倒装芯片技术1 引言 20 世纪 90 年代以来，移动电话、个人数字助手(PDA)、数码相机等消费类电子产品的体积越来越小，工作速度越来越快， 智能化程度越来越高。这些日新月异的变化为电子封装与组装技术带来了许多挑战和机遇。材料、设备性能与工艺控制能力的 改进使越来越多的 EMS 公司可以跳过标准的表面安装技术(SMT)直接进入先进的组装技术领域，包括倒装芯片等。由于越来越 多的产品设计需要不断减小体积，提高工作速度，增加功能，因此可以预计，倒装芯片技术的应用范围将不断扩大，最终会取 代 SMT 当前的地位，成为一种标准的封装技术。 多年以来，半导体封装公司与 EMS 公司一直在携手合作，在发挥各自特长的同时又参与对方领域的技术业务，力争使自 己的技术能力更加完善和全面。在半导体工业需求日益增加的环境下，越来越多的公司开始提供&完整的解决方案&。这种趋同 性是人们所期望看到的，但同时双方都会面临一定的挑战。 例如，以倒装芯片 BGA 或系统封装模块为例，随着采用先进技术制造而成的产品的类型由板组装方式向元件组装方式的 转变，以往似乎不太重要的诸多因素都将发挥至关重要的作用。互连应力不同了，材料的不兼容性增加了，工艺流程也不一样 了。不论你的新产品类型是否需要倒装芯片技术，不论你是否认为采用倒装芯片的时间合适与否，理解倒装芯片技术所存在的 诸多挑战都是十分重要的。 第 20 页 SMT 资料 2 倒装芯片技术 \\\&倒装芯片技术\\\&，这一名词包括许多不同的方法。每一种方法都有许多不同之处，且应用也有所不同。例如，就电路 板或基板类型的选择而言，无论它是有机材料、陶瓷材料还是柔性材料，都决定着组装材料(凸点类型、焊剂、底部填充材料等) 的选择，而且在一定程度上还决定着所需设备的选择。在目前的情况下，每个公司都必须决定采用哪一种技术，选购哪一类工 艺部件，为满足未来产品的需要进行哪一些研究与开发，同时还需要考虑如何将资本投资和运作成本降至最低额。 在 SMT 环境中最常用、最合适的方法是焊膏倒装芯片组装工艺。即使如此，为了确保可制造性、可靠性并达到成本目标 也应考虑到该技术的许多变化。目前广泛采用的倒装芯片方法主要是根据互连结构而确定的。如，柔顺凸点技术的实现要采用 镀金的导电聚合物或聚合物／弹性体凸点。 焊柱凸点技术的实现要采用焊球键合(主要采用金线)或电镀技术，然后用导电的各向同性粘接剂完成组装。工艺中不能对 集成电路(1C)键合点造成影响。在这种情况下就需要使用各向异性导电膜。焊膏凸点技术包括蒸发、电镀、化学镀、模版印刷、 喷注等。因此，互连的选择就决定了所需的键合技术。通常，可选择的键合技术主要包括：再流键合、热超声键合、热压键合 和瞬态液相键合等。 上述各种技术都有利也有弊，通常都受应用而驱动。但就标准 SMT 工艺使用而言，焊膏倒装芯片组装工艺是最常见的， 且已证明完全适合 SMT。 3 焊膏倒装芯片组装技术 传统的焊膏倒装芯片组装工艺流程包括：涂焊剂、布芯片、焊膏再流与底部填充等。但为了桷保成功而可靠的倒装芯片组 装还必须注意其它事项。通常，成功始于设计。 首要的设计考虑包括焊料凸点和下凸点结构，其目的是将互连和 IC 键合点上的应力降至最低。如果互连设计适当的话， 已知的可靠性模型可预测出焊膏上将要出现的问题。对 IC 键合点结构、钝化、聚酰亚胺开口以及下凸点治金(UBM)结构进行合 理的设计即可实现这一目的。钝化开口的设计必须达到下列目的：降低电流密度；减小集中应力的面积；提高电迁移的寿命； 最大限度地增大 UBM 和焊料凸点的断面面积。 凸点位置布局是另一项设计考虑，焊料凸点的位置尽可能的对称，识别定向特征(去掉一个边角凸点)是个例外。布局设计 还必须考虑顺流切片操作不会受到任何干扰。在 IC 的有源区上布置焊料凸点还取决于 IC 电路的电性能和灵敏度。除此之外， 还有其它的 IC 设计考虑，但晶片凸点制作公司拥有专门的 IC 焊点与布局设计准则来保证凸点的可靠性，从而可确保互连的可 靠性。 主要的板设计考虑包括金属焊点的尺寸与相关的焊料掩模开口。首先，必须最大限度地增加板焊点位置的润湿面积以形成 较强的结合点。但必须注意板上润湿面积的大小应与 UBM 的直径相匹配。这有助于形成对称的互连，并可避免互连一端的应 力高于另一端，即应力不均衡问题。实际上，设计时，通常会采用使板的焊点直径略大于 UBM 直径的方法，目的是将接合应 力集中在电路板一端，而不是较弱的 IC 上。对焊膏掩模开口进行适当的设计可以控制板焊点位置上的润湿面积。 既可采用焊膏掩模设计也可采用无焊膏掩模设计，但将这两种方法结合起来的设计是最可靠的设计手段。在相关的电路板 图形上使用矩形开口并将焊膏掩模的清晰度也考虑在内即可设计出恰当的板焊点位置。如果设计不合理，一旦组装环境发生变 化或机械因数有所改变，IC 就会出现焊膏疲劳断裂。采用底部填料的方法的确能够极大地提高倒装芯片元件互连的可靠性，但 如果不严格遵循设计准则的话还是不可避免地会产生同样的失效机理。 4 晶片的凸点制作／切片 焊料凸点的作用是充当 IC 与电路板之间的机械互连、电互连、有时还起到热互连的作用。在典型的倒装芯片器件中，互 连由 UBM 和焊料凸点本身构成。UBM 搭接在晶片钝化层上，以保护电路不受外部环境的影响。实际上，UBM 充当着凸点的 基底。它具有极佳的与晶片金属和钝化材料的粘接性能，充当着焊膏与 IC 键合金属之间的焊膏扩散层，同时还为焊膏提供氧化 势垒润湿表面。UBM 叠层对降低 IC 焊点下方的应力具有十分重要的作用。 如前所述， 焊料凸点制作技术的种类很多。 采用蒸发的方法需要在晶片表面上溅射势垒金属(采用掩模或用光刻作为辅助手 段)形成 UMB，然后蒸发 Sn 和 Pb 形成焊料。在随后的工艺中对 Sn 和 Pb 焊料进行再流，形成球形凸点。这一技术非常适用于 采用耐高温陶瓷基板的含铅量较高的凸点(相对易熔焊料凸点而言)。但对有机电路板上的 SMT 应用而言，IC 上的高铅焊料凸点 还需要采用易熔焊料来形成互连。 低成本的凸点制作技术，如电镀或模版印刷(与溅射或化学镀 UBM 相结合)都是目前常用的制作工艺。这些工艺的凸点制 作成本要比蒸发低一些，而且在电路上使用易熔焊料还可省去再将其放置到电路板上的那步工艺及其费用。目前生产的其它焊 料合金包括无铅焊料、高铅焊料和低 α 焊料等。第 21 页 SMT 资料 对电镀凸点工艺而言， UBM 材料要溅射在整个晶片的表面上， 然后淀积光刻胶， 并用光刻的方法在 IC 键合点上形成开口。 然后将焊接材料电镀到晶片上并包含在光刻胶的开口中。其后将光刻胶剥离，并对曝光的 UBM 材料进行刻蚀，对晶片进行再 流，形成最终的凸点。另一种常用的方法是将焊料模版印刷到带图形的 UBM(溅射或电镀)上，然后再流。 控制凸点的最终高度具有十分重要的作用。它可以保证较高的组装成品率。用于监测凸点制作工艺的破坏性凸点切断测试方 法常常会使焊膏中产生失效模式，但绝不会对 UBM 或下面的 IC 焊点造成这样的结果。 晶片切割常常被看作是后端组装中的第一步。磨蚀金刚石刀片以 60,000rpm 的转速进行切片。切割中要使用去离子水以提 高切割的质量并延长刀片的寿命。目前，降低单个 IC 上的屑片缺陷是一项十分紧迫的任务。因为顶部的屑片有可能接近芯片的 有源区，背面的屑片对倒装芯片的可靠性极其不利。边缘的断裂，甚至是芯片区内的背面芯片在热应力和机械应力的作用下常 会扩展，导致器件的早期失效。 5 焊剂／拾装／再流 完成晶片切割后，可将切分好的单个芯片留在晶片上，也可将其放置到华夫饼包装容器、凝胶容器、Surftape 或带与轴封 装中。倒装芯片布局设备必须具有处理带凸点的芯片的能力。华夫饼容器适应于小批量需求，或用于免测芯片；带与轴适用于 SMT 贴装设备；送至贴装设备的晶片较为普遍，且最适合大批量制造应用。 实际的倒装芯片组装工艺由分配焊剂开始。分配焊剂的方法有多种，包括浸液、挤涂分配、模版印刷、或喷涂等。每一种 方法都有其优点和应用范围。贴装设备上通常要装有焊剂或粘接胶浸润组件。这种方法具备将焊剂固定到芯片凸点上的优点。 控制焊剂膜的高度和盘的旋转速度对批量生产的可重复性十分必要。焊剂分配工艺必须精确控制焊剂的分配量与可重复 性。模版印刷焊剂适用于大批量制造，但对逆流设备的要求较高。不管采用哪一种方法，在粘贴倒装芯片器件时都必须考虑材 料的特性和所用焊剂的兼容性。 完成焊剂分配工艺后就可以采用多头高速元件拾装系统或超高精度拾装系统拾取芯片了。 为了促进半导体后端制造与 EMS 组装市场的结合表面组装术语1.1 主题内容 本标准规定了表面组装技术中常用术语，包括一般术语，元器件术语，工艺、设备及材料术语，检验及其他术语共四个部 分。 1.2 适用范围 本标准适用于电子技术产品表面组装技术。 2. ―般术语 2.1 表面组装元器件 surface mounted components／surface mounted devices(SMC／SMD) 外形为矩形片状、圆柱形或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内，并适用于表面组装的电子元器件。 同义词 表面安装元器件；表面贴装元器件 2.2 表面组装技术 surface mount technology(SMT) 无需对印制板⑴钻插装孔，直接将表面组装元器件贴、焊⑵到印制板表面规定位置上的装联技术。 同义词 表面安装技术；表面贴装技术 注：1)通常表面组装技术中使用的电路基板并不限于印制板。 2)本标准正文中所述的“焊”或“焊接”，一般均指采用软钎焊方法，实现元器件焊接或弓 I 脚与印制板焊盘之间的机械与电 气连接;本标准正文中所述的“焊料”和“焊剂”，分别指“软钎料”和“软钎焊剂”。 2.3 表面组装组件 surface mounted assemblys(SMA) 采用表面组装技术完成装联的印制板组装件。简称组装板或组件板。 同义词 表面安装组件 2.4 再流焊 reflow soldering 通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连 接的软钎焊。 2.5 波峰焊 wave soldering 将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现 元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。第 22 页 SMT 资料 2.6 组装密度 assembly density 单位面积内的焊点数目。 3. 元器件术语 3．1 焊端 terminations 无引线表面组装元器件的金属化外电极。 中华人民共和国电子工业部 1995--08― 18
实施 3．2 矩形片状元件 rectangular chip component 两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的表面组装元件。 3．3 圆柱形表面组装元器件 metal electrode face(MElF)component；cylindrical devices 两端无引线，有焊端的圆柱形表面组装元器件。 3．4 小外形封装 small outline package(SOP) 小外形模压塑料封装：两侧具有翼形或 J 形短引线的一种表面组装元器件封装形式。 3．5 小外形晶体管 small outline transistor（SOT) 采用小外形封装结构的表面组装晶体管。 3．6 小外形二极管 small outline diode(SOD) 采用小外形封装结构的表面组装二极管。 3. 7 小外形集成电路 small Outline integrated circuit(SOIC) 指外引线数不超过 28 条的小外形集成电路，一般有宽体和窄体两种封装形式。其中具有翼形短引线者称为 SOL 器件，具 有 J 型短引线者称为 SOJ 器件。 3．8 收缩型小外形封装 shrink small outline package(SSOP) 近似小外形封装，但宽度比小外形封装更窄，可节省组装面积的新型封装。 3．9 芯片载体 chip carrier 表面组装集成电路的一种基本封装形式，它是将集成电路芯片和内引线封装于塑料或陶瓷壳体之内，向壳外四边引出相应 的焊端或短引线；也泛指采用这种封装的表面组装集成电路。 3．10 塑封有引线芯片载体 plastic leaded chip carriers(PLCC) 四边具有 J 形短引线，典型引线间距为 1．27mm，采用塑料封装的芯片载体，外形有正方形和矩形两种形式。 3．11 四边扁平封装器件 quad flat pack(QFP) 四边具有翼形短引线，引线间距为 1.00、0.80、0.65、0.50、0.40、0.30mm 等的塑料封装薄形表面组装集成电路。 3．12 无引线陶瓷芯片载体 leadless ceramic chip carrier(LCCC) 四边无引线，有金属化焊端并采用陶瓷气密封装的表面组装集成电路。 3．13 微型塑封有引线芯片载体 miniature plastic leaded chip carrier 近似塑封有引线芯片载体，四边具有翼形短引线，封装外壳四角带有保护引线共面性和避免引线变形的“角耳”，典型引线 间距为 0．63mm，引线数为 84、100、132、164、196、244 条等。 同义词 塑封四边扁平封装器件 plastic quad flat pack(PQFP) 3．14 有引线陶瓷芯片载体 leaded ceramic chip carrier（LDCC） 近似无引线陶瓷芯片载体，它把引线封装在陶瓷基体四边上，使整个器件的热循环性能增强。 3．15 C 型四边封装器件 C-hip quad pack；C-hip carrier 不以固定的封装体引线间距尺寸为基础，而以规定封装体大小为基础制成的四边带了形或 I 型短引线的高度气密封装的陶 瓷芯片载体。 3．16 带状封装 tapepak packages 为保护引线的共面性，将数目较多的引线与器件壳体一起模塑封装到塑料载带框架上的一种表面组装集成电路封装形式。 3．17 引线 lead 从元器件封装体内向外引出的导线。在表面组装元器件中，指翼形引线、J 形引线、I 形引线等外引线的统称。 3．18 引脚 lead foot；lead 引线末端的一段，通过软钎焊使这一段与印制板上的焊盘共同形成焊点。引脚可划分为脚跟(bottom)、脚趾(toe)、脚侧 (side)等部分。 第 23 页 SMT 资料 3．19 翼形引线 gull wing lead 从表面组装元器件封装体向外伸出的形似鸥翅的引线。 3．20 J 形引线 J-lead 从表面组装元器件封装体向外伸出并向下伸展，然后向内弯曲形似英文字母 “J”的引线。 3．21 I 型引线 I-lead 从表面组装元器件封装体向外伸出并向下弯曲 90°，形似英文字母“I”的平接头线。 3．22 引脚间距 lead pitch 表面组装元器件相邻引脚中心线之间的距离。 3．23 细间距 fine pitch 不大于 0．65mm 的引脚间距。 3．24 细间距器件 fine pitch devices(FPD) 引脚间距不大于 0． 65mm 的表面组装器件： 也指长 X 宽不大于 1． 6mmX0． 8mm(尺寸编码为 1608)的表面组装元件。 3．25 引脚共面性 lead coplanarity 指表面组装元器件引脚垂直高度偏差，即引脚的最高脚底与最低三条引脚的脚底形成的平面之间的垂直距离。其值一般不 大于引脚厚度；对于细间距器件，其值不大于 0．1mm。 4. 工艺、设备及材料术语 4. 1 膏状焊料 cream solder 由粉末状焊料合金、焊剂和一些起粘性作用及其他作用的添加剂混合制成具有一定粘度和良好触变性的焊料膏。简称焊膏。 4．2 焊料粉末 solder powder 在惰性气氛中，将熔融焊料雾化制成的微细粒状金属。一般为球形和近球形或不定形。 4．3 触变性 thixotropy 流变体(流变体焊膏)的粘度随着时间、温度、切变力等因素而发生变化的特性。 4．4 流变调节剂 rheolobic modifiers 为改善焊膏的粘度与沉积特性的控制剂。 4．5 金属(粉末)百分含量 percentage of metal 一定体积(或重量)的焊膏中，焊前或焊后焊料合金所占体积(或重量)的百分比。 4．6 焊膏工作寿命 paste working 1ife 焊膏从被施加到印制板上至焊接之前的不失效时间。 4．7 焊膏贮存寿命 paste shelf life 焊膏丧失其工作寿命之前的保存时间。 4．8 塌落 slump 一定体积的焊膏印刷或滴涂在焊盘上后， 由于重力和表面张力的作用及温度升高或停放时间过长等原因而引起的高度降低、 底面积超出规定边界的坍流现象。 4．9 焊膏分层 paste separating 焊膏中较重的焊料粉末与较轻的焊剂、溶剂、各种添加剂的混合物互相分离的现象。 4．10 免清洗焊膏 no-clean solder paste 焊后只含微量无害焊剂残留物而无需清洗组装板的焊膏。 4．11 低温焊膏 low temperature paste 熔化温度比锡铅共晶焊膏(熔点为 183~C)低几十摄氏度的焊膏。 4．12 贴装胶 adhesives 固化前具有足够的初粘度，固化后具有足够的粘接强度的液体化学制剂。在表面组装技术中指在波峰焊前用于暂时固定表 面组装元器件的胶粘剂。 4．13 固化 curing 在一定的温度；时间条件下，加热贴装了表面组装元器件的贴装胶，以使表面组装元器件与印制板暂时固定在一起的工艺 过程。 4．14 丝网印刷 screen printing 第 24 页 SMT 资料 使用网版，将印料印到承印物上的印刷工艺过程。简称丝印。 同义词 丝网漏印 4．15 网版 screen printing plate 由网框、丝网和掩膜图形构成的丝印用印刷网版。 4．16 刮板 squeegee 由橡胶或金属材料制作的叶片和夹持部件构成的印料刮压构件，用它将印料印刷到承印物上。 4．17 丝网印刷机 screen printer 表面组装技术中，用于丝网印刷或漏版印刷的专用工艺设备。简称丝印机。 4．18 漏版印刷 stencil printing． 使用金属漏版或柔性金属漏版将印料印于承印物上的工艺过程。 4．19 金属漏版 metal stencil：Stencil 用铜或不锈钢薄板经照相蚀刻法、激光加工电铸等方法制成的漏版印刷用模版，也包括柔性金属漏版。简称漏版或模版。 同义词 金属模版 metal mask 4．20 柔性金属漏版 flexible stencil 通过四周的丝网或具有弹性的其它薄膜物与网框相粘连为一个整体的金属漏版，可在承印物上进行类似于采用网版的非接 触印刷。简称柔性漏版。 同义词 柔性金属模版 flexible metal mask 4．21 印刷间隙 snap-off-distance 印刷时，网版或柔性金属漏版的下表面与承印物上表面之间的静态距离。 同义词 回弹距离 4．22 滴涂 dispensing 表面组装时，往印制板上施加焊膏或贴装胶的工艺过程。 4．23 滴涂器“dispenser 能完成滴涂操作的装置。 4．24 针板转移式滴涂 pin transfer dispensing 使用同印制板上的待印焊盘或点胶位置一一对应的针板施加焊膏或贴装胶的工艺方法。 4．25 注射式滴涂 syringe dispensing 使用手动或有动力源的注射针管，往印制板表面规定位置施加贴装胶或焊膏的工艺方法。 4．26 挂珠 stringing 注射式滴涂焊膏或贴装胶时，因注射嘴(针头)与焊盘表面分离欠佳而在嘴上粘连有少部分焊膏或贴装胶，并带至下一个被 滴涂焊盘上的现象。 同义词 拉丝 4．27 干燥 drying：prebaking 印制板在完成焊膏施加和贴装表面组装元器件后,在一定温度下进行烘干的工艺过程。 4．28 贴装 pick and place 将表面组装元器件从供料器中拾取并贴放到印制板表面规定位置上的手动、半自动或自动的操作。 4．29 贴装机 placement equipment；pick―place equipment；chip mounter；mounter 完成表面组装元器件贴装功能的专用工艺设备。 同义词 贴片机 4．30 贴装头 placement head 贴装机的关键部件，是贴装表面组装元器件的执行机构。 4．31 吸嘴 nozzle 贴装头中利用负压产生的吸力来拾取表面组装元器件的重要零件。 4．32 定心爪 centering jaw 贴装头上与吸嘴同轴配备的镊钳式机构, 用来在拾取元器件后对其从四周抓合定中心， 大多并能进行旋转方向的位置校正。 4．33 定心台 centering unit 第 25 页 SMT 资料 为简化贴装头的结构，将定心机构设置在贴装机机架上，用来完成表面组装元器件定中心功能的装置。 4．34 供料器 feeders 向贴装机供给表面组装元器件并兼有贮料、供料功能的部件。 4．35 带式供料器 tape feeder 适用于编带包装元器件的供料器。它将表面组装元器件编带后成卷地进行定点供料。 同义词 整一卷盘式供料器 tape―reel feeder 4．36 杆式供料器 stick feeder 适用于杆式包装元器件的供料器。它靠元器件自重和振动进行定点供料。 同义词 管式供料器 4．37 盘式供料器 tray feeder 适用于盘式包装元器件的供料器。它是将引线较多或封装尺寸较大的表面组装元器件预先编放在一矩阵格子盘内，由贴装 头分别到各器件位置拾取。 同义词 华夫(盘)式供料器 waffle pack feeder 4．38 散装式供料器 bulk feeder 适用于散装包装元器件的供料器。一般采用微倾斜直线振动槽，将贮放的尺寸较小的表面组装元器件输送至定点位置。 4．39 供料器架 feeder holder 贴装机中安装和调整供料器的部件。 4．40 贴装精度 placement accuracy 贴装机贴装表面组装元器件时，元器件焊端或引脚偏离目标位置的最大偏差，包括平移偏差和旋转偏差。 4．41 平移偏差 shifting deviation 主要因贴装机的印制板定位系统和贴装头定心机构在 X―Y 方向不精确，以及表面组装元器件、印制板本身尺寸偏差所造 成的贴装偏差。 4．42 旋转偏差 rotating deviation 主要因贴装头在旋转方向上不能精确定位而造成的贴装偏差。 4．43 分辨率 resolution 贴装机驱动机构平稳移动的最小增量值。 4．44 重复性 repeatability 多次贴装时，目标位置和实际贴装位置之间的最大偏差。 4．45 贴装速度 placement speed 贴装机在最佳条件下(一般选拾取与贴放距离为 40mm)每小时贴装的表面组装元件(其尺寸编码般为 3216 或 2012)的数 目。 4．46 低速贴装机 low speed placement equipment 贴装速度小于 300C 片／h 的贴装机。 4．47 中速贴装机 general placement equipment 贴装速度在
片几的贴装机。 4．48 高速贴装机 high speed placement equipment 贴装速度大于 8000 片几的贴装机。 4．49 精密贴装机 precise placement equipment 用于贴装体形较大、引线间距较小的表面组装器件(如 QFP)的贴装机, 要求贴装机精度在±0．05mm ～ ±0．10mm 之 间或更高。 4．50 光学校准系统 optic correction system 指精密贴装机中的摄像头、监视器、计算机、机械调整机构等用于调整贴装位置和方向功能的光机电一体化系统。 4．51 顺序贴装 sequential placement 按预定贴装顺序逐个拾取、逐个贴放的贴装方式。 4．52 同时贴装 Simultaneous placement 两个以上贴装头同时拾取与贴放多个表面组装元器件的贴装方式。 第 26 页 SMT 资料 贴装机驱动机构平稳移动的最小增量值。 4．53 水线式贴装 in-1ine placement 多台贴装机同时工作，每台只贴装一种或少数几种表面组装元器件的贴装方式。 4．54 示教式编程 teach mode programming 在贴装机上，操作者根据所设计的贴装程序，经显示器(CRT)上给予操作者一定的指导提示，模拟贴装一遍，贴装机同时 自动逐条输入所设计的全部贴装程序和数据，并自动优化程序的简易编程方式。 4．55 脱机编程 off-1ine programming 编制贴装程序不是在贴装机上进行，而是在另一计算机上进行的编程方式。 4．56 贴装压力 placement pressure 贴装头吸嘴在贴放表面组装元器件时，施加于元器件上的力。 4．57 贴装方位 placement direction 贴装机贴装头主轴的旋转角度。 4．58 飞片 flying 贴装头在拾取或贴放表面组装元器件时，使元器件“飞”出的现象。 4．59 焊料遮蔽 solder shadowing 采用波峰焊焊接时，某些元器件受其本身或它前方较大体积元器件的阻碍，得不到焊料或焊料不能润湿其某一侧甚至全部 焊端或引脚，导致漏焊的现象。 4．60 焊剂气泡 flux bubbles 焊接加热时，印制板与表面组装元器件之间因焊剂气化所产生的气体得不到及时排 而在熔融焊料中产生的气泡。 4．61 双波峰焊 dual wave soldering 采用两个焊料波峰的波峰焊 4．62 自定位 self alignment 贴装后偏离了目标位置的表面组装元器件，在焊膏熔化过程中，当其全部焊端或引脚与相应焊盘同时被润湿时，能在表面 张力作用下，自动被拉回到近似目标位置的现象。 4．63 偏移 skewing 焊膏熔化过程中，由于润湿时间等方面的差异，使同一表面组装元器件所受的表面张力不平衡，其一端向一侧斜移、旋转 或向另一端平移现象。 4．64 吊桥 draw bridging 两个焊端的表面组装元件在贴装或再流焊(特别是气相再流焊)过程中出现的一种特殊偏移现象，其一端离开焊盘表面，整 个元件呈斜立或直立，状如石碑。 同义词 墓碑现象 tomb stone effect； 曼哈顿现象 Manhattan effect 4．65 热板再流焊 hot plate reflow soldering 利用热板的传导进行加热的再流焊。 同义词 热传导再流焊 thermal conductive reflow soldering 4．66 红外再流焊 IR reflow soldering；Infrared reflow soldering 利用红外辐射热进行加热的再流焊。简称红外焊。 4．67 热风再流焊 hot air reflow soldering 以强制循环流动的热气流进行加热的再流焊。 同义词 热对流再流焊 convection reflow soldering 4．68 热风红外再流焊 hot air／IR reflow soldering 按一定热量比例和空间分布，同时采用红外辐射和热风循环对流进行加热的再流焊。 同义词 热对流红外辐射再流焊 convection／IR reflow soldering 4．69 红外遮蔽 IR shadowing 红外再流焊时，表面组装元器件，特别是具有 J 型引线的表面组装器件的壳体遮挡其下面的待焊点，影响其吸收红外辐射 热量的现象。 第 27 页 SMT 资料 4．70 再流气氛 reflow atmosphere 指再流焊机内的自然对流空气、强制循环空气或注入的可改善焊料防氧化性能的惰性气体。 同义词 再流环境 reflow environment 4．71 激光再流焊 laser reflow soldering 采用激光辐射能量进行加热的再流焊。是局部软钎焊方法之一。 4．72 聚焦红外再流焊 focused infrared reflow soldering 用聚焦成束的红外辐射热进行加热的再流焊。是局部软钎焊方法之一，也是一种特殊形式的红外再流焊。 4．73 光束再流焊 beam reflow soldering 采用聚集的可见光辐射热进行加热的再流焊。是局部软钎焊方法之一。 4．74 气相再流焊 vapor phase soldering(VPS) 利用高沸点工作液体的饱和蒸气的气化潜热，经冷却时的热交换进行加热的再流焊。简称气相焊。 4．75 单蒸气系统 single condensation systems 只有一级饱和蒸气区和一级冷却区的气相焊系统。 4．76 双蒸气系统 double condensation system 有两级饱和蒸气区和两级冷却区的气相焊系统。 4．77 芯吸 wicking 由于加热温度梯度过大和被加热对象不同，使表面组装器件引线先于印制板焊盘达到焊料熔化温度并润湿，造成大部分焊 料离开设计覆盖位置(引脚)而沿器件引线上移的现象。严重的可造成焊点焊料量不足，导致虚焊或脱焊，常见于气相再流焊中。 同义词 上吸锡；灯芯现象 4．78 间歇式焊接设备 batch soldering equipment 可使贴好表面组装元器件的印制板单块或批量进行焊接的设备。 同义词 批装式焊接设备 4．79 流水线式焊接设备 in-1ine soldering equipment 可与贴装机组成生产流水线进行流水线焊接生产的设备。 4．80 红外再流焊机 IR reflow soldering system 可实现红外再流焊功能的焊接设备， 同义词 红外炉 IR oven 4．81 群焊 mass soldering 对印制板上所有的待焊点同时加热进行软钎焊的方法。 4．82 局部软钎焊 located soldering 不是对印制板上全部元器件进行群焊，而是对其上有表面组装元器件或通孔插装元器件逐个加热，或对某个元器件的全部 焊点逐个加热进行软钎焊的方法。 4．83 焊后清洗 cleaning after soldering 印制板完成焊接后，用溶剂、水或其蒸气进行清洗，以去除焊剂残留物和其他污染物的工艺过程。简称清洗。SMT 基本名词解释AAccuracy(精度)： 测量结果与目标值之间的差额。 Additive Process(加成工艺)：一种制造 PCB 导电布线的方法，通过选择性的在板层上沉淀导电材料(铜、锡等)。 Adhesion(附着力)： 类似于分子之间的吸引力。 Aerosol(气溶剂)： 小到足以空气传播的液态或气体粒子。 Angle of attack(迎角)：丝印刮板面与丝印平面之间的夹角。 Anisotropic adhesive(各异向性胶)：一种导电性物质，其粒子只在 Z 轴方向通过电流。 Annular ring(环状圈)：钻孔周围的导电材料。 Application specific integrated circuit (ASIC 特殊应用集成电路)：客户定做得用于专门用途的电路。第 28 页 SMT 资料 Array(列阵)：一组元素，比如：锡球点，按行列排列。 Artwork(布线图)：PCB 的导电布线图，用来产生照片原版，可以任何比例制作，但一般为 3:1 或 4:1。 Automated test equipment (ATE 自动测试设备)：为了评估性能等级，设计用于自动分析功能或静态参数的设备，也 用于故障离析。 Automatic optical inspection (AOI 自动光学检查)：在自动系统上，用相机来检查模型或物体。BBall grid array (BGA 球栅列阵)：集成电路的包装形式，其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。 Blind via(盲通路孔)：PCB 的外层与内层之间的导电连接，不继续通到板的另一面。 Bond lift-off(焊接升离)：把焊接引脚从焊盘表面(电路板基底)分开的故障。 Bonding agent(粘合剂)：将单层粘合形成多层板的胶剂。 Bridge(锡桥)：把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。 Buried via(埋入的通路孔)：PCB 的两个或多个内层之间的导电连接(即，从外层看不见的)。CCAD/CAM system(计算机辅助设计与制造系统)：计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构；计算机 辅助制造把这种设计转换成实际的产品。这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信 息转换成图形和报告的输出设备 Capillary action(毛细管作用)：使熔化的焊锡，逆着重力，在相隔很近的固体表面流动的一 种自然现象。 Chip on board (COB 板面芯片)：一种混合技术，它使用了面朝上胶着的芯片元件，传统上通过飞线专门地连接于电路 板基底层。 Circuit tester(电路测试机)：一种在批量生产时测试 PCB 的方法。包括：针床、元件引脚脚印、导向探针、内部迹线、 装载板、空板、和元件测试。 Cladding(覆盖层)：一个金属箔的薄层粘合在板层上形成 PCB 导电布线。 Coefficient of the thermal expansion(温度膨胀系数)：当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分 率(ppm) Cold cleaning(冷清洗)：一种有机溶解过程，液体接触完成焊接后的残渣清除。 Cold solder joint(冷焊锡点)：一种反映湿润作用不够的焊接点，其特征是，由于加热不足或清洗不当，外表灰色、多孔。 Component density(元件密度)：PCB 上的元件数量除以板的面积。 Conductive epoxy(导电性环氧树脂)：一种聚合材料，通过加入金属粒子，通常是银，使其通过电流。 Conductive ink(导电墨水)：在厚胶片材料上使用的胶剂，形成 PCB 导电布线图。 Conformal coating(共形涂层)：一种薄的保护性涂层，应用于顺从装配外形的 PCB。 Copper foil(铜箔)：一种阴质性电解材料，沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔， 它作为 PCB 的导电体。 它容易粘合于绝缘层，接受印刷保护层，腐蚀后形成电路图样。 Copper mirror test(铜镜测试)：一种助焊剂腐蚀性测试，在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。 Cure(烘焙固化)：材料的物理性质上的变化，通过化学反应，或有压/无压的对热反应。 Cycle rate(循环速率)：一个元件贴片名词，用来计量从拿取、到板上定位和返回的机器速度，也叫测试速度。DData recorder(数据记录器)：以特定时间间隔，从着附于 PCB 的热电偶上测量、采集温度的设备。 Defect(缺陷)：元件或电路单元偏离了正常接受的特征。 Delamination(分层)：板层的分离和板层与导电覆盖层之间的分离。 Desoldering(卸焊)：把焊接元件拆卸来修理或更换，方法包括：用吸锡带吸锡、真空(焊锡吸管)和热拔。 Dewetting(去湿)：熔化的焊锡先覆盖、后收回的过程，留下不规则的残渣。 DFM(为制造着想的设计)：以最有效的方式生产产品的方法，将时间、成本和可用资源考虑在内。 Dispersant(分散剂)：一种化学品，加入水中增加其去颗粒的能力。 第 29 页 SMT 资料 Documentation(文件编制)：关于装配的资料，解释基本的设计概念、元件和材料的类型与数量、专门的制造指示和最新 版本。使用三种类型：原型机和少数量运行、标准生产线和/或生产数量、以及那些指定实际图形的政府合约。 Downtime(停机时间)：设备由于维护或失效而不生产产品的时间。 Durometer(硬度计)：测量刮板刀片的橡胶或塑料硬度。EEnvironmental test(环境测试)：一个或一系列的测试，用于决定外部对于给定的元件包装或装配的结构、机械和功能完 整性的总影响。 Eutectic solders(共晶焊锡)：两种或更多的金属合金，具有最低的熔化点，当加热时，共晶合金直接从固态变到液态， 而不经过塑性阶段。FFabrication()：设计之后装配之前的空板制造工艺，单独的工艺包括叠层、金属加成/减去、钻孔、电镀、布线和清洁。 Fiducial(基准点)：和电路布线图合成一体的专用标记，用于机器视觉，以找出布线图的方向和位置。 Fillet(焊角)：在焊盘与元件引脚之间由焊锡形成的连接。即焊点。 Fine-pitch technology (FPT 密脚距技术)：表面贴片元件包装的引脚中心间隔距离为 0.025&(0.635mm)或更少。 Fixture(夹具)：连接 PCB 到处理机器中心的装置。 Flip chip(倒装芯片)：一种无引脚结构，一般含有电路单元。 设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂 所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。 Full liquidus temperature(完全液化温度)：焊锡达到最大液体状态的温度水平，最适合于良好湿润。 Functional test(功能测试)：模拟其预期的操作环境，对整个装配的电器测试。GGolden boy(金样)：一个元件或电路装配，已经测试并知道功能达到技术规格，用来通过比较测试其它单元。HHalides(卤化物)：含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊剂中催化剂部分，由于其腐蚀性，必须清除。 Hard water(硬水)：水中含有碳酸钙和其它离子，可能聚集在干净设备的内表面并引起阻塞。 Hardener(硬化剂)：加入树脂中的化学品，使得提前固化，即固化剂。IIn-circuit test(在线测试)：一种逐个元件的测试，以检验元件的放置位置和方向。JJust-in-time (JIT 刚好准时)：通过直接在投入生产前供应材料和元件到生产线，以把库存降到最少。LLead configuration(引脚外形)：从元件延伸出的导体，起机械与电气两种连接点的作用。 Line certification(生产线确认)：确认生产线顺序受控，可以按照要求生产出可靠的 PCB。MMachine vision(机器视觉)：一个或多个相机，用来帮助找元件中心或提高系统的元件贴装精度。 Mean time between failure (MTBF 平均故障间隔时间)：预料可能的运转单元失效的平均统计时间间隔，通常以每小时 计算，结果应该表明实际的、预计的或计算的。N第 30 页 SMT 资料 Nonwetting(不熔湿的)：焊锡不粘附金属表面的一种情况。由于待焊表面的污染，不熔湿的特征是可见基底金属的裸露。OOmegameter(奥米加表)：一种仪表，用来测量 PCB 表面离子残留量，通过把装配浸入已知高电阻率的酒精和水的混合 物，其后，测得和记录由于离子残留而引起的电阻率下降。Open(开路)：两个电气连接的点(引脚和焊盘)变成分开，原因要不 是焊锡不足，要不是连接点引脚共面性差。 Organic activated (OA 有机活性的)：有机酸作为活性剂的一种助焊系统，水溶性的。PPackaging density(装配密度)：PCB 上放置元件(有源/无源元件、连接器等)的数量；表达为低、中或高。 Photoploter(相片绘图仪)：基本的布线图处理设备，用于在照相底片上生产原版 PCB 布线图(通常为实际尺寸)。 Pick-and-place(拾取-贴装设备)：一种可编程机器，有一个机械手臂，从自动供料器拾取元件，移动到 PCB 上的一个定 点，以正确的方向贴放于正确的位置。 Placement equipment(贴装设备)：结合高速和准确定位地将元件贴放于 PCB 的机器，分为三种类型：SMD 的大量转 移、X/Y 定位和在线转移系统，可以组合以使元件适应电路板设计。RReflow soldering(回流焊接)：通过各个阶段，包括：预热、稳定/干燥、回流峰值和冷却，把表面贴装元件放入锡膏中 以达到永久连接的工艺过程。 Repair(修理)：恢复缺陷装配的功能的行动。 Repeatability(可重复性)：精确重返特性目标的过程能力。一个评估处理设备及其连续性的指标。 Rework(返工)：把不正确装配带回到符合规格或合约要求的一个重复过程。 Rheology(流变学)：描述液体的流动、或其粘性和表面张力特性，如，锡膏。SSaponifier(皂化剂)：一种有机或无机主要成份和添加剂的水溶液，用来通过诸如可分散清洁剂，促进松香和水溶性助焊 剂的清除。 Schematic(原理图)：使用符号代表电路布置的图，包括电气连接、元件和功能。 Semi-aqueous cleaning(不完全水清洗)：涉及溶剂清洗、热水冲刷和烘干循环的技术。 Shadowing(阴影)：在红外回流焊接中，元件身体阻隔来自某些区域的能量，造成温度不足以完全熔化锡膏的现象。 Silver chromate test(铬酸银测试)：一种定性的、卤化离子在 RMA 助焊剂中存在的检查。(RMA 可靠性、可维护性和 可用性) Slump(坍落)：在模板丝印后固化前，锡膏、胶剂等材料的扩散。 Solder bump(焊锡球)：球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区，起到与电路焊盘连接的作用。 Solderability(可焊性)：为了形成很强的连接，导体(引脚、焊盘或迹线)熔湿的(变成可焊接的)能力。 Soldermask(阻焊)：印刷电路板的处理技术，除了要焊接的连接点之外的所有表面由塑料涂层覆盖住。 Solids(固体)：助焊剂配方中，松香的重量百分比，(固体含量) Solidus(固相线)：一些元件的焊锡合金开始熔化(液化)的温度。 Statistical process control (SPC 统计过程控制)：用统计技术分析过程输出，以其结果来指导行动，调整和/或保持品 质控制状态。 Storage life(储存寿命)：胶剂的储存和保持有用性的时间。 Subtractive process(负过程)：通过去掉导电金属箔或覆盖层的选择部分，得到电路布线。 Surfactant(表面活性剂)：加入水中降低表面张力、改进湿润的化学品。 Syringe(注射器)：通过其狭小开口滴出的胶剂容器。T第 31 页 SMT 资料 Tape-and-reel(带和盘)：贴片用的元件包装，在连续的条带上，把元件装入凹坑内，凹坑由塑料带盖住，以便卷到盘上， 供元件贴片机用。 Thermocouple(热电偶)：由两种不同金属制成的传感器，受热时，在温度测量中产生一个小的直流电压。 Type I, II, III assembly(第一、二、三类装配)：板的一面或两面有表面贴装元件的 PCB(I)；有引脚元件安装在主面、 有 SMD 元件贴装在一面或两面的混合技术(II)；以无源 SMD 元件安装在第二面、引脚(通孔)元件安装在主面为特征的混合技 术(III)。 Tombstoning(元件立起)：一种焊接缺陷，片状元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。UUltra-fine-pitch(超密脚距)：引脚的中心对中心距离和导体间距为 0.010”(0.25mm)或更小。VVapor degreaser(汽相去油器)：一种清洗系统，将物体悬挂在箱内，受热的溶剂汽体凝结于物体表面。 Void(空隙)：锡点内部的空穴，在回流时气体释放或固化前夹住的助焊剂残留所形成。YYield(产出率)：制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。第 32 页 SMT 资料静电防护防静电的一般工艺规程要求1、防静电的常规工艺规程要求 ①操作者必须戴有线防静电手腕 ②涉及到操作静电敏感器件的桌台面须采用防静电台垫 ③ESD 敏感型器件必须用静电屏蔽与防静电器具转运。 ④准备开封、测试静电敏感器件时必须在防静电工作台上进行，有条件的可配用离子空气发生器清除空气中的电荷 ⑤组装所用的焊接设备及成形工装设备都必须接地，焊接工具使用内热式烙铁，接地要良好，接地电阻要小 ⑥电源供电系统要改装用变压器进行隔离，地线要可靠，防止悬浮地线，接地电阻小于 10 欧姆 ⑦产品测试时，在电源接通的情况下，不能随意插拔器件，必须在关掉电源的情况下插拔。 ⑧ESD 敏感型器件不应过早地拿出原封装，要正确按操作，尽量不能摸 ESD 敏感型器件管腿。 ⑨用波峰焊接时，焊料和传递系统必须接地。 2、在防静电要求严格的场合，下列防静电工艺要求也是常常需要的。 ①凡 ESD 敏感型整机进行高低温试验或老化试验时， 必须先对工作场地及高低温箱进行静电位测试， 其电位不能超过安全 值，否则，要进行静电消除处理。 ②焊接好的印制电路板要作三防处理时，也要采用防静电措施。不要用一般的刷光，超声波清洗或喷洗。 ③调试、测量、检验时所用的低阻仪器、设备（如讯号、电桥等）应在 ESD 敏感型器件接上电源 敏感型器件的输入端。 ④在 ESD 敏感型 测试仪器生产线上，应严格使用静电电位测试监视 静电电位的变化情况，以便及 时采取静电消除措施。 后，方可接到 ESD第一章 静电对电子工业的影响由于科技时代的需要,小体积、多功能、快速度的集成电路已是目前电子工业的基本需求。 为满足这个要求,高密度集成电路已成为电子工业中不可或缺的组件。这种组件的特性是线路间距短、线路面积小,所以能 缩短路径,速度增快,体积减小, 但同时也因为线距缩小,耐压( DIELECTRICAL STRENCTH ) 降低,线路面积减小,耐流容量 ( AMPERE-CAPACITY ) 减小。如图 1 所示 静电放电( ELECTRO STATIC DISCHAR-GE ) 的能量,在传统的组件中影响甚微,我们不易察觉,但在这些高密度组件中, 静电电场( STA-TIC ELECTRIC FIELD ) 及静电电流( ESD CURRENT ) 却成为致命的杀手。世界上各著名精密设备制造业 者( 如 TI ,IBM,HP,……等) 都已经投入大量的财力与人力,注意防范这个隐形的杀手。图 1.各类芯片的氧化膜 1. 何谓静电静电就是静止的电荷。 任何物质都是由原子组合而成,而原子的基本结构为质子、 中子及电子 (如图 2 所示) 。 质子与中子因质量较高,结合力强、 不易分离,紧密聚在一起称为原子核。电子之质量甚小,环绕于原子核外。 依其电气的特性,科学家们将质子定义为正电,中子因不具电气特性,称不带电,电子的电气特性与质子相反,为带负电。在正 常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。 但是电子环绕于原子核周围,一经外力即第 33 页 SMT 资料 脱离轨道,离开原来的原子 A,而侵入其它的原子 B ,A 原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子,B 原子因增加电子数而呈 带负电现象,称为阴离子。( 如图 3 所示)图 2. 原子结构 (n-a)× (n+a)×阳离子阴离子图 3 离子的形成造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能源 (如动能、 位能、热能、化学能…..等) 在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。如图 4 所示。图 4.物体接触后再分离即能产生静电 2. 日常生活中各种行为所产生的静电 在我们日常中,如走动、翻书、磁带旋转,抽出唱片,甚至空气流动等都会产生静电,各种活动所产生的静电强度会因环境的不 同面有相当的变化。 下表是 MR . OWEN J . MCATEER 在 1979 年七月发表的有关电子工厂工作人员经常工作所产生的静电强度。第 34 页 SMT 资料 活动情形 静电强度 ( Volt ) 65 C95 % 相对湿度10 C20 % 相对湿度走过地毯35,0001,500走过塑料地板12,000250在椅子上工作6,000100拿起塑料活页夹,袋7,000600拿起塑料带20,000 18,000 表 1 日常工作所产生的静电强度表1,000 1,500工作椅垫摩擦3. 静电敏感的电子组件以往很多人误认为只有 C-MOS 类的芯片才会对静电敏感,实际上,我们从图 1,可看到高密度集成 电路都很敏感。 1980 年 NEPCON/WEST 的报告,各类芯片受到静电破坏的电压如表 2.所示。 芯片种类静电破坏电压 ( VOLTS ) VMOS 30 C1,800 MOSFET 100 -200 GaaSFET 100 -300 EPROM 100 -JFET 140 C7,000 SAW 150 -500 OP CAMP 190 C2,000 CMOS ( IMPUT PROTECTED ) 250 C3,000 表 2 各类芯片的静电破坏电压 4. 静电的物理现象 静电就是不平衡分布的原子,阳电离子携带正电荷,阴离子携带负电荷,正负电荷有异性相吸,同性相斥的力量,其力量的大小 可由库所以静电的第一个现象即为吸引异性电荷,日常生活中,吸附尘埃即为常见的情况。 因电荷的存在,即在周围空间中形成电场,其强度为这个电场,其强度可打穿目前集成电路的绝缘层,破坏绝缘。 第 35 页 SMT 资料 静电与大地间因有电位存在,如果触及电路时,就会产生电流即为放电电流( ELECTRO-STATIC DISCHARGE CURRENT ), 这个放电电流常会将电路导体烧融。5. 静电对电子组件的影响: 静电的基本物理特性为: 1.吸引或排斥的力量。 2.与大地间有电位差。 3.会产生放电电流。这三种情形; 即可能对电子组件造成: 1.组件吸附灰尘,改变线路间之阻抗,影响组件的功能与寿命。 2.因为场或电流破坏组件之绝缘或导体,使组件不能工作( 全然破坏) 。 3.因瞬间之电场或电流产生的热,组件受伤,扔能工作,寿命受损。这三种情况中,如果组件全然破坏,必然在生产及品管中被 察觉而排除,影响较小,如果组件轻微受损,在正常测试下不易发现,在这种情形下,常会因经过多层之加工,甚至已在使用时,才发 现破坏,不但检查不易,而且其损失亦难以预测。以最近经常发现的问题芯片为例,将不知要发生多少人力及财力才能清查出所有 问题,而且如果在使用时才察觉故障,其损失将可能包含人命与不可计较的金钱。 6. 何时何地会遭受静电破坏电子组件在什么情况下会遭受静电破坏呢? 可以这么说,从一个组件产生以后,一直到它损坏以前,所有的过程都受到静电的威胁。我们将一个组件从产生到使用的整个 过程中,依各阶段的不同来讨论: 1.组件制造: 在这个过程,包含制造,切割、接线、检验到交货。 2.印刷电路板: 收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。 3.设备制造: 电路板验收、储存、装配、品管、出货。 4. 设备使用: 收货、安装、试验、使用及保养。 在这个整个过程中,每一个阶段中的每一个小步骤,组件都可能遭受静电的影响,而实际上,最主要而又容易疏忽的一点却是 在组件的传送与运输的过程。在这整个过程中,不但包装因移动容易产生静电外,而且整个包装容易暴露在外界电场( 如经过高 压设备附近,工人移动频烦、车辆迅速移动等) 而受到破坏,所以传送与运输过程需要特别注意以减少损失,避免无谓之纠纷。 第二章静电防护要领 所有的物体( 包含空气) 都是由原子组合而成,所以质子( 正电) 与电子( 负电) 存在于我们生活的每个角落,可以这么说: 任何时间、任何地点都应注意静电。 在我们约 20 年来对于静电研究的结果,得到下列两个防护的基本原则。 1. 在静电安全区域使用或安装静电敏感组件。 2. 用静电遮蔽器运送静电敏感组件。其处理方法如图 2-1 所示第 36 页 SMT 资料图 2-1 静电防护要领 工作区域中,产生静电的物体在日常生活中,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电,下列是工作中时常接触的物体工作 桌面、地板、椅子、衣服、纸张、卷宗、包装材料、流动空气。 除了这些物体,您可曾想到那些地方该注意吗?我们研究的结果显示,「人」是造成静电破坏的主要因素,包括操作「人」员 及突然靠近的「人」(如经理、领班、工程师、来宾….. 等) 这些带电的物体包含导电性或半导电性物体,(如金属零件、人身….等) 与及绝缘性物体(如塑料、纸张、木制品…等) 导电性物体的静电消除方法在物理特性上,所谓导电性物体,即在于物体中的电子可自由移动,物体中的电位会迅速平衡,达 到每点电位相等。 基于电子可自由移动的特性,我们可以很简单的加以接地,给予这些不平衡电子一个通路,释放到大地,即可消除 物体所携带的静电。 以工作地点的习惯,我们假设工作人员在到达工作场所至接触及零件时间为 1 秒,(也就是说,在 1 秒中需将人体之静电释放 至安全情形)则: υ( t )=υoe υo=1500Volt ( at 65-90%R.H ) υ( t )=100VOLTS C=200PF ∴R= ln 15/200×10 =1.39 ×10 Ω υ = 带电体电压( VOLTS ) υ = t 秒后之电压 t= 接地后时间( 设为 1SEC ) R = 接地电阻 ( ohm ) C = 带电体电容量(F) 由此式可知,接地电阻 R = 10 串联 1MΩ限流电阻。 绝缘性物体的静电消除方法绝缘性物体的特性就是电子在该类物体中遭受束缚,不易移动,所以利用接地的方法不能消除这 类物体的静电。针对这个状况,只能使用离子中和的方法,目前离子产生方法有: 1.辐射离子化空气法: 使用辐射能撞击空气,将空气分裂为等量的正、负离子。 2.电量离子化空气法: 使用交流高压,在空气周围形成极高电场,分裂空气。 在电子工作场所,因电晕法,本身即存在一个强烈的交流电场,而且空气易产生臭氧,对电子零件影响很大,所以很少被采用, 在其它工业场所 (如造纸、印刷、纺织….等), 也常因高压交流电极易产生危险,所以辐射法是目前较被接受的一种。辐射离子 产生法 使用微量的放射性元素 Po210 , 以极精密的方法,将 Po210 包藏在瓷材料中,再将瓷粒使用强力接着胶加以接着,然后安 装于附有金属网的固定架中。成为一个离子化空气产生器。 Po210 因只有α射线, α射线穿透力很小,在空气中只有几公分远,而且只要纸张,或人体皮肤即可加以阻止, 所以使用上 非常安全,而且没有高压电场,不产生臭气,对人体及电子零件不会影响,是目前最理想的静电消除方法。目前Po210 的离子化空 气产生器,已经我国原子能委员会认可,可放心使用,3M 公司拥有合格之技术人员可以协助国内电子工业处理。 静电安全工作区域( STATIC SAFE GUARD WORK AREA ) 一个安全的工作区域,包含所有导电性与绝缘性物体不得存在有足够破坏组件的电荷,所以整个工作区域须备有: a. 完整的导电材料及接地系统。 b. 适当的离子化空气产生器。 第 37 页 Ω以下时,释放时间会小于 1 秒钟,当然 R 越小,时间 t 越短,但为人员安全起见,我们建议 SMT 资料 电子零件的输送过程 一个组件在输送中,大部份的人都会考虑到,不要让包装材料因摩擦而产生静电、破坏组件。这是一个很重要的观念。 我们多年来研究结果,发现包装容器外部( 如纸箱或保利龙 )摩擦,工作人员的静电,与及容器越高压电场等情形,都是造成 组件受到不明原因破坏的主因,如图 2-3 所示,虽然包装袋或容器本身不产生静电,外界电场却穿透容器。图 2-3 外界电场穿透 绝缘性材料.导电性容器电子组件在输送过程中,除了容器摩擦产生静电以外,外界电场的威胁如前页所述。所以一个安全的容器不但要 不产生静电,同时更要能保护组件不受外界电场之破坏。 使用导电性材料制成之塑料盒、塑料袋及海棉,不但可保护组件不受机械破坏,同时因为容器本身具有导电性,所以外界电场 将受隔离,如图 2-4 所示。图 2-4 . 电场对导电容器的分布 静电遮蔽袋目前导电性材料均为碳化性材料,为不透明之黑色,体绩电阻为 500ohm-cm 以下,在某些特殊状况,如需要看 得见容器内之组件(透明)或高度敏感组件,静电遮蔽要求更严格的情形时,您可能需要静电遮蔽袋。 静电遮蔽袋的构造如图 2-5 所示,其功能如下|: 内层: 抗静电聚乙烯( 即俗称之PINK PO-LY ), 不产生静电。 中层: 加强 之聚脂纤维( POLYESTER ) , 增加机械强度。外层: 镀镍,成一良好之导体,可瞬间释放电荷,形成法拉第容器( FARADY CAGE ) 。 外界电场在各种容器内产生之电压我们研究结果显示,一个导电容器,其体积电阻不得大于 500 ohms-cm 。 静电遮蔽袋之表面电阻应在 10 ohms/ sq 以下, 在这样的条件下,如果外界一个 5,000 静电伏接近该类容器时,由示波器 测得袋内之电压如图 2-6 所示。TIME ( IN MILLISECONDS ) 图 2-6 . 5,000 伏电场在各种容器内测得之电压第 38 页 SMT 资料 静电遮蔽器由前面几页,我们可知道组件安置在不产生静电的容器中,并不能保护外界电场( 如搬运人员,电源等) 的破坏。 所以说,静电防护的第二原则: 使用静电遮蔽器输送静电敏感组件是绝对的必要。 所谓静电遮蔽容器包含: 导电性塑料盒导电性塑料袋导电性海绵静电遮蔽袋,警示所有可能接触组件的人 静电
