SMT(2)_沉默的羔羊_新浪博客
  1、定义
  一群从事SMT技术的管理型人才的统称。
  2、什么是SMT?
  Surface Mounted Technology (表面贴装技术)的简称,详细可参考SMT词条。
  3、SMT工程师的现状
  目前国家还没有明确的评定SMT工程师的程序和文件,相对于其他工程师来说,SMT工程师是世界上从业人员最多的工程师。SMT的评定由所在公司直接聘任。
  4、SMT工程师论坛
  一群热血青年、致力于发展中国SMT技术的一帮SMT工程师成立的交流阵地和平台,它内容丰富,包含了SMT所有的技术知识,同时承载着SMT技术的培训和发展工作。地址是:http://www.smtma.cn

五、锡铜IMC的老化

  由上述可知锡铜之间{zx0}所形成的良性η-phase(Cu6Sn5),已成为良好焊接的必要条件。唯有这IMC的存在才会出现强度好的焊点。并且也清楚了解这种良好的IMC还会因铜的不断侵入而逐渐劣化,逐渐变为不良的ε-phase(Cu3Sn)。此两种IMC所构成的总厚度将因温度上升而加速长厚,且与时俱增。下表3.即为各种状况下所测得的IMC总厚度。凡其总IMC厚度愈厚者,对以后再进行焊接时之焊锡性也愈差。
  表3. 不铜温度中锡铜IMC之不同厚度
  所处状况 IMC厚度(mils)
  熔锡板(指炸油或IR) 0.03~0.04
  喷锡板 0.02~0.037
  170℃中烤24小时 0.22以上
  125℃中烤24小时 0.046
  70℃中烤24小时 0.017
  70℃中存贮40天 0.05
  30℃中存贮2年 0.05
  20℃中存贮5年 0.05
  组装之单次焊接后 0.01~0.02
  图12. 锡铜IMC的老化增厚,除与时间的平方根成比例关系外,并受到环境温度的强烈影响,在斜率上有很大的改变。
  在IMC老化过程中,原来锡铅层中的锡份不断的输出,用与底材铜共组成合金共化物,因而使得原来镀锡铅或喷锡铅层中的锡份逐渐减少,进而造成铅份在比例上的不断增加。一旦当IMC的总厚度成长到达整个锡铅层的一半时,其含锡量也将由原来的60%而降到40%,此时其沾锡性的恶化当然就不言而喻。并由底材铜份的无限量供应,但表层皮膜中的锡量却愈来愈少,因而愈往后来所形成的IMC,将愈趋向恶性的Cu3Sn。
  且请务必注意,一旦环境超过60℃时,即使新生成的Cu6Sn5也开始转变长出Cu3Sn来。 一旦这种不良的ε-phase成了气候,则焊点主体中之锡不断往介面溜走,致使整个主体皮膜中的铅量比例增加,后续的焊接将会呈现缩锡(Dewetting)的场面。这种不归路的恶化情形,又将随着原始锡铅皮膜层的厚薄而有所不同,越薄者还会受到空气中氧气的助虐,使得劣化情形越快。故为了免遭此一额外的苦难,一般规范都要求锡铅皮膜层至少都要在0.3mil以上。
  老化後的锡铅皮膜,除了不良的IMC及表面能太低,而导致缩锡的效应外,镀铜层中的杂质如氧化物、有机光泽剂等共镀物,以及锡铅镀层中有机物或其它杂质等,也都会朝向IMC处移动集中,而使得缩锡现象雪上加霜更形恶化。
  从许多种前人的试验及报告文献中,可知有三种加速老化的模式,可以类比出上述两种焊锡性劣化及缩锡现象的试验如下︰
  ◎ 在高温饱和水蒸气中曝置1~24小时。
  ◎ 在125~150℃的乾烤箱中放置4~16小时。
  ◎ 在高温水蒸气加氧气的环境中放置1小时;之後仅在水蒸气中放置24小时;再另於155℃的乾烤箱中放置4小时;及在40℃,90~95%RH环境中放置10天。如此之连续折腾
  约等於1年时间的自然老化。 在经此等高温高湿的老化条件下,锡铅皮膜表面及与铜之介面上会出现氧化、腐蚀,及锡原子耗失(Depletion)等,皆将造成焊锡性的劣化。
  六、锡金IMC
  焊锡与金层之间的IMC生长比铜锡合金快了很多,由先后出现的顺序所得的分子式有AuSn
  ,AuSn2,AuSn4等。在150℃中老化300小时后,其IMC居然可增长到50μm(或2mil)之厚。因而镀金零件脚经过焊锡之后,其焊点将因IMC的生成太快,而变的强度减弱脆性增大。幸好仍被大量柔软的焊锡所包围,故内中缺点尚不曝露出来。又若当金层很薄时,例如是把薄金层镀在铜面上再去焊锡,则其焊点强度也很快就会变差,其劣化程度可由耐疲劳强度试验周期数之减少而清楚得知。
  曾有人故意以热压打线法(Thermo-Compression,注意所用温度需低于锡铅之熔点)将金线压入焊锡中,于是黄金就开始向四周的焊锡中扩散,逐渐形成如图中白色散开的IMC。该金线原来的直径为45μm,经155℃中老化460小时后,竟然xx消耗殆尽,其效应实在相当惊人。但若将金层镀在镍面上,或在焊锡中故意加入少许的铟,即可大大减缓这种黄金扩散速度达5倍之多。
  七、锡银IMC
  锡与银也会迅速的形成介面合金共化物Ag3Sn,使得许多镀银的零件脚在焊锡之后,很快就会发生
  银份流失而进入焊锡之中,使得银脚焊点的结构强度迅速恶化,特称为"渗银Silver leaching"。此种焊后可靠性的问题,曾在许多以钯层及银层为导体的“厚膜技术"(Thick Film Technology)中发生过,SMT中也不乏前例。若另将锡铅共融合金比例63/37的焊锡成分,予以小幅的改变而加入2%的银,使成为62/36/2的比例时,即可减轻或避免发生此一"渗银"现象,其焊点不牢的烦恼也可为之舒缓。最近兴起的铜垫浸银处理(Immersion Silver),其有机银层极薄仅4-6μm而已,故在焊接的瞬间,银很快就熔入焊锡主体中,{zh1}焊点构成之IMC层仍为铜锡的Cu6Sn5,故知银层的功用只是在保护铜面而不被氧化而已,与有机护铜剂(OSP)之Enetk极为类似,实际上银本身并未参加焊接。
  八、锡镍IMC
  电子零件之接脚为了机械强度起见,常用黄铜代替纯铜当成底材。但因黄铜中含有多量的锌,对于焊锡性会有很大的妨碍,故必须先行镀镍当成屏障(Barrier)层,才能完成焊接的任务。事实上这只是在焊接的瞬间,先暂时达到消灾避祸的目的而已。因不久后镍与锡之间仍也会出现IMC,对焊点强度还是有不良的影响。
  表4. 各种IMC在扩散系数与活化能方面的比较
  System Intermetallic Compounds Diffusion Coefficient(m2/s) Activation Energy(J/mol)
  Cu-Sn Cu6Sn5,Cu3Sn 1×106 80,000
  Ni-Sn Ni3Sn2,Ni3Sn4,Ni3Sn7 2×107 68,000
  Au-Sn AuSn,AuSn2 AuSn 3×104 73,000
  Fe-Sn FeSnFeSn2 2×109 62,000
  Ag-Sn Ag3Sn 8×109 64,000
  在一般常温下锡与镍所生成的IMC,其生长速度与锡铜IMC相差很有限。但在高温下却比锡铜合金要慢了很多,故可当成铜与锡或金之间的阻隔层(Barrier Layer)。而且当环境温度不同时,其IMC的外观及组成也各不相同。此种具脆性的IMC接近镍面者之分子视为Ni3Sn4,接近锡面者则甚为分歧难以找出通式,一般以NiSn3为代表。根据一些实验数据,后者生长的速度约为前者的三倍。又因镍在空气非常容易钝化(Passivation),对焊锡性也会出现极其不利的影响,故一般在镍外表还要镀一层纯锡,以提高焊锡性。若做为接触(Contact)导电用途时,则也可镀金或银。
  九、结论
  各种待焊表面其焊锡性的劣化,以及焊点强度的减弱,都是一种自然现象。正如同有情世界的生老病死及无情世界的颓蚀风化一样均迟早发生,无法避免。了解发生的原因与过程之后,若可找出改善之道以延长其使用年限,即为上上之策矣。   1 一般来说,SMT车间规定的温度为25±3℃。
  2. 锡膏印刷时,所需准备的材料及工具锡膏、钢板、刮刀、擦拭纸、无尘纸、清洗剂、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、破坏融锡表面张力、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、搅拌。
  9. 钢板常见的制作方法为:蚀刻、激光、电铸。
  10. SMT的全称是Surface mount(或mounting) technology,中文意思为表面粘着(或贴装)技术。
  11. ESD的全称是Electro-static discharge, 中文意思为静电放电。
  12. 制作SMT设备程序时, 程序中包括五大部分, 此五部分为基板数据; 贴片数据; 上料数据; 元件数据; 吸取数据,图像数据。
  13. 无铅焊锡Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔点为 217C。
  14. 零件干燥箱的管制相对温湿度为 < 10%。
  15. 常用的被动元器件(Passive Devices)有:电阻、电容、点感(或二极体)等;主动元器件(Active Devices)有:电晶体、IC等。
  16. 常用的SMT钢板的材质为不锈钢。
  17. 常用的SMT钢板的厚度为0.15mm(或0.12mm)。
  18. 静电电荷产生的种类有摩擦、分离、感应、静电传导等;静电电荷对电子工业的影响为:ESD失效、静电污染;静电xx的三种原理为静电中和、接地、屏蔽。
  19. 英制尺寸长x宽0603=0.06inch*0.03inch,公制尺寸长x宽3216=3.2mm*1.6mm。
  20. 排阻ERB-05604-J81第8码“4”表示为4个回路,阻值为56欧姆。电容ECA-0105Y-M31容值为C=106PF=1NF =1X10-6F。
  21. ECN中文全称为:工程变更通知单;SWR中文全称为:特殊需求工作单,必须由各相关部门会签, 文件中心分发, 方为有效。
  22. 5S的具体内容为整理、整顿、清扫、清洁、素养。
  23. PCB真空包装的目的是防尘及防潮。
  24. 品质政策为:全面品管、贯彻制度、提供客户需求的品质;全员参与、及时处理、以达成零缺点的目标。
  25. 品质三不政策为:不接受不良品、不制造不良品、不流出不良品。
  26. QC七大手法中鱼骨查原因中4M1H分别是指(中文): 人、机器、物料、方法、环境。
  27. 锡膏的成份包含:金属粉末、溶济、助焊剂、抗垂流剂、活性剂;按重量分,金属粉末占85-92%,按体积分金属粉末占50%;其中金属粉末主要成份为锡和铅, 比例为63/37,熔点为183℃。
  28. 锡膏使用时必须从冰箱中取出回温, 目的是:让冷藏的锡膏温度回复常温,以利印刷。如果不回温则在PCBA进Reflow后易产生的不良为锡珠。
  29. 机器之文件供给模式有:准备模式、优先交换模式、交换模式和速接模式。
  30. SMT的PCB定位方式有:真空定位、机械孔定位、双边夹定位及板边定位。
  31. 丝印(符号)为272的电阻,阻值为 2700Ω,阻值为4.8MΩ的电阻的符号(丝印)为485。
  32. BGA本体上的丝印包含厂商、厂商料号、规格和Datecode/(Lot No)等信息。
  33. 208pinQFP的pitch为0.5mm。
  34. QC七大手法中, 鱼骨图强调寻找因果关系;
  35. CPK指: 目前实际状况下的制程能力;
  36. 助焊剂在恒温区开始挥发进行化学清洗动作;
  37. 理想的冷却区曲线和回流区曲线镜像关系;
  38. Sn62Pb36Ag2之焊锡膏主要试用于陶瓷板;
  39. 以松香为主的助焊剂可分四种: R、RA、RSA、RMA;
  40. RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却曲线;
  41. 我们现使用的PCB材质为FR-4;
  42. PCB翘曲规格不超过其对角线的0.7%;
  43. STENCIL制作激光切割是可以再重工的方法;
  44. 目前计算机主板上常用的BGA球径为0.76mm;
  45. ABS系统为{jd1}坐标;
  46. 陶瓷芯片电容ECA-0105Y-K31误差为±10%;
  47. 目前使用的计算机的PCB, 其材质为: 玻纤板;
  48. SMT零件包装其卷带式盘直径为13寸、7寸;
  49. SMT一般钢板开孔要比PCB PAD小4um可以防止锡球不良之现象;
  50. 按照《PCBA检验规范》当二面角>90度时表示锡膏与波焊体无附着性;
  51. 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xx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4mm;
  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{zd0}的电子零件材质是陶瓷;
  61. 回焊炉温度曲线其曲线{zg}温度215C最适宜;
  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、三角形、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8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:烙铁、热风拔取器、吸锡枪、镊子;
  68. QC分为:IQC、IPQC、.FQC、OQC;
  69. 高速贴片机可贴装电阻、电容、 IC、晶体管;
  70. 静电的特点:小电流、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、X光检验、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、电铸法、化学蚀刻;
  76. 迥焊炉的温度按: 利用测温器量出适用之温度;
  77. 迥焊炉之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、物理性能满足焊接条件、低温时流动性比其它金属好;
  82. 迥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、锡膏厚度、锡膏印出之宽度;
  85. SMT零件供料方式有振动式供料器、盘状供料器、卷带式供料器;
  86. SMT设备运用哪些机构: 凸轮机构、边杆机构、螺杆机构、滑动机构;
  87. 目检段若无法确认则需依照何项作业BOM、厂商确认、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8mm;
  89. 迥焊机的种类: 热风式迥焊炉、氮气迥焊炉、laser迥焊炉、红外线迥焊炉;
  90. SMT零件样品试作可采用的方法:流线式生产、手印机器贴装、手印手贴装;
  91. 常用的MARK形状有:圆形,“十”字形、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、冷却区;
  93. SMT段零件两端受热不均匀易造成:空焊、偏位、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{dy}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 System;
  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-迥流焊-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:a. 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
  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:PCB 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。
  107.SMTWiKi是什么
  简而言之,SMTWiKi就是“大家协作撰写同一(批)网页上(指SMT行业)的文章”。在smtwiki网站上,访问者可以修改、完善已经存在的页面,或者创建新内容。通过wiki协作,SMTWiKi网站可以不断完善、发展,成为优秀的SMT概念网站
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