打破焊接的障碍 本文介绍,在化学和粒子形态学中的技术突破已经导致新型 焊接替代材料的发展。 随着电子制造工业进入一个新的世纪,该工业正在追求的是 创造一个更加环境友善的制造环境。自从 1987 年实施蒙特利尔 条约(从各种物质,如大气微粒、制冷产品和溶剂,保护臭氧层 的一个国际条约),就有对环境与影响它的工业和活动的高度关 注。今天,这个关注已经扩大到包括一个从电子制造中消除铅的 全球利益。 自从印刷电路板的诞生,铅锡结合已经是电子工业连接的主 要方法。现在,在日本、欧洲和北美正在实施法律来减少铅在制 造中的使用。这个运动,伴随着在电子和半导体工业中以增加的 功能向更加小型化的推进,已经使得制造商寻找传统焊接工艺的 替代者。 新的工业革命 这是改变技术和工业实践的一个有趣时间。五十多年来,焊 接已经证明是一个可靠的和有效的电子连接工艺。可是,对人们 的挑战是开发与焊锡好的特性,如温度与电气特性以及机械焊接 点强度,相当的新材料;同时,又要追求消除不希望的因素,如 溶剂清洗和溶剂气体外排。在过去二十年里,胶剂制造商在打破 焊接障碍中已经取得进展,我认为值得在今天的市场中考虑。 都是化学有关的东西 在化学和粒子形态学中的技术突破已经导致新的焊接替代 材料的发展。在过去二十年期间,胶剂制造商已经开发出导电性 胶(ECA, electrically conductive adhesive),它是无铅的,不要求卤 化溶剂来清洗,并且是导电性的。这些胶也在低于 150°C 的温 度下固化(比较焊锡回流焊接所要求的 220°C),这使得导电性胶 对于固定温度敏感性元件(如半导体芯片)是理解的,也可用于低 温基板和外壳(如塑料)。这些特性和制造使用已经使得它们可以 在一级连接的特殊领域中得到接受,包括混合微电子学(hybird microelectronics)、全密封封装(hermetic packaging)、传感器技术 以及裸芯片(bare die)、对柔性电路的直接芯片附着(direct-chip attachment)。 混合微电子学、全密封封装和传感器技术:环氧树脂广泛 使用在混合微电子和全密封封装中,主要因为这些系统有一个环 绕电子电路的盒形封装。这样封装保护电子电路和防止对元件与 接合材料的损伤。焊锡还传统上使用在第二级连接中,这里由于 处理所发生的伤害是一个问题,但是因为整个电子封装是密封 的,所以焊锡可能没有必要。混合微电子封装大多数使用在军用 电子中,但也广泛地用于汽车工业的引擎控制和正时机构(引擎 罩之下)和一些用于仪表板之下的应用,如双气控制和气袋引爆 器。传感器技术也使用导电性胶来封装压力转换器、运动、光、 声音和振动传感器。导电性胶已经证明是这些应用中连接的一个 可靠和有效的方法。
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生产技术准备工作流程 1. 目的 保证新产品能顺利完成从设计到生产的转移。 2. 适用范围 生产技术准备是指以前尚未生产过的机型,上线生产前的技术准备。 3. 生产技术流程/职责和工作要求。 流 程 职 责 工 作 要 求 相关文件/ 记录 开发 工 程 PIE 技术人员 任何产品的设计输出均必须提供或具备如下资料: 1. 样机 2 套(功能、装配样机各一套,并附测试参数); 2. 测 试 标 准 和 产 品 标 准 ( Internal Product Spec- Product Spec); 3. 产品原理;BOM;空 PCB 板。 工程部接收到资料后,则着手试产的前期准备工作。 PE 1. 评估样机的电声指标和语音质量以及各功能按键是 否符合设计要求; 2. 测试样机的实际读数是否与样机卡上参数一致; 3. 估算整个测试所需的标准时间,并提供给 IE 估算制 造成本; 4. 对仪器需求进行准备,如测试需要特殊仪器,则应迅 速与国贸或 OEM 协商,安排落实; 5. 评估产品结构设计是否便于维修、调试; 6. 制作临时测试程序并于试产前完成; 7. 制作主要测试位所需的样板,如 PCB 测试、电声测试; 8. 根据上述资料和生产计划制作测试治具,并于试产前 完成; 9. 如有 OTP 或 IC 需烧录,则需制作烧录程序,并检验 治具是否完好。 IE 1. 评估新产品结构和装配是否合理,结构是否影响装 配,结构设计是否符合经济性原则,结构设计是否考 虑可操作性,结构设计是否对产品质量存在隐患,对 不合理的地方提出工程建议; 2. 评估新产品工艺,评估工艺流程,对其进行优化组合, 工艺调整; 3. 估算产品生产所需的各项工时费用及其它费用,项目 如下:测试标准时间及费用、装配标准时间及费用、 包装标准时间及费用、SMT 标准时间及费用、BONDING 标准时间及费用、OTP 或烧录 IC 操作工时及费用、辅 料费用、零件、塑胶加工费用。 4. 制作装配夹具 5. 根据实际工作计划,合理编排生产工艺和操作程序, 生产工艺包括插机、锡炉、附加、成品、包装。 《 设 计 文 件》《BOM 表》《线路 图》《零件 位 置 图 》 《爆炸图》 《包装图》 《 包 装 样 机》 《 评 估 报 告》 《 烧 录 作 业指导书》 开始 设计导入 工程准备
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1. 目的 保证新产品能顺利完成从设计到生产的转移。 2. 适用范围 生产技术准备是指以前尚未生产过的机型,上线生产前的技术准备。 3. 生产技术流程/职责和工作要求。 流 程 职 责 工 作 要 求 相关文件/ 记录 开发 工 程 PIE 技术人员 任何产品的设计输出均必须提供或具备如下资料: 1. 样机 2 套(功能、装配样机各一套,并附测试参数); 2. 测 试 标 准 和 产 品 标 准 ( Internal Product Spec- Product Spec); 3. 产品原理;BOM;空 PCB 板。 工程部接收到资料后,则着手试产的前期准备工作。 PE 1. 评估样机的电声指标和语音质量以及各功能按键是 否符合设计要求; 2. 测试样机的实际读数是否与样机卡上参数一致; 3. 估算整个测试所需的标准时间,并提供给 IE 估算制 造成本; 4. 对仪器需求进行准备,如测试需要特殊仪器,则应迅 速与国贸或 OEM 协商,安排落实; 5. 评估产品结构设计是否便于维修、调试; 6. 制作临时测试程序并于试产前完成; 7. 制作主要测试位所需的样板,如 PCB 测试、电声测试; 8. 根据上述资料和生产计划制作测试治具,并于试产前 完成; 9. 如有 OTP 或 IC 需烧录,则需制作烧录程序,并检验 治具是否完好。 IE 1. 评估新产品结构和装配是否合理,结构是否影响装 配,结构设计是否符合经济性原则,结构设计是否考 虑可操作性,结构设计是否对产品质量存在隐患,对 不合理的地方提出工程建议; 2. 评估新产品工艺,评估工艺流程,对其进行优化组合, 工艺调整; 3. 估算产品生产所需的各项工时费用及其它费用,项目 如下:测试标准时间及费用、装配标准时间及费用、 包装标准时间及费用、SMT 标准时间及费用、BONDING 标准时间及费用、OTP 或烧录 IC 操作工时及费用、辅 料费用、零件、塑胶加工费用。 4. 制作装配夹具 5. 根据实际工作计划,合理编排生产工艺和操作程序, 生产工艺包括插机、锡炉、附加、成品、包装。 《 设 计 文 件》《BOM 表》《线路 图》《零件 位 置 图 》 《爆炸图》 《包装图》 《 包 装 样 机》 《 评 估 报 告》 《 烧 录 作 业指导书》 流 程 职 责 工 作 要 求 相关文件/ 记录 开始 设计导入 工程准备
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无铅工艺使用非焊接材料性能含义 目前正在进行的无铅工艺讨论,很自然地把人们的目光吸引到清除产 品和工艺中含铅成份问题上。然而在电子产品制造过程中还有其它材 料和工艺也因此受到影响,为此必须采取新措施和新思路以保证工艺 生产流程中各项性能指标可靠运行。 表面安装粘接剂性与焊接材料密切相关,受采用无铅工艺带来的变化 影响。尽管无铅工艺温度增高是影响粘接剂性能的明显因素,而合金 自身表面张力和比重等物理性能也有一定作用。 无铅装配中粘接性能 采用无铅合金进行波峰焊接机操作有明显变化,包括焊接槽温度上升 到 260°C 左右,合金温度也高于锡铅焊料,无铅焊接波形也发生差异, 波接触时间增加用于补偿浸润速度较慢的不足。片状波调整后产生更 多的旋转作用,从而对焊料起到更好的浸润作用。上述每个因素对元 构件和粘接剂固紧定位都有一定作用。 如果焊接环境侵鉵严重,估计穿越无铅波时可能出现构件脱焊失落率 较高现象是不可避免,但只要注意工艺操作中临界参数的掌握,这种 现象就可避免,装配程序也可随之"微调"达到最佳效果。无故障工艺 基本原则如下: 粘接剂固化 首先表面贴装粘接剂必须完全固化是十分重要的。固化度对在经受波 动环境中对粘接是否成功起到重要作用。装配工以前通常作法只是在 焊接剂局部固化后随即作业,用较短时间或较低温度降低工艺耗时, 同时也降低构件粘接应力;然而在现在无铅工艺中,要求粘接剂全部 固化后作业以保持粘接强度。要求粘接结构连接贯通度较高,以保证 高温强度和抗化学侵鉵能力达到最大化。 粘接剂强度随着温度升高而降低,因此残余热强度比室温下原始强度 更为重要。粘接剂玻璃隔热越温度是抗热度很好指标之-,温度越高 越好。图 1 中图表曲线表示典型粘接剂张力变化曲线,类似性能曲线 图也可在粘接剂制造商数提供的据表中找到。 图 1- 温度与粘接强度性能曲线图 焊药类型
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21 世纪的先进电路组装技术 摘要: 本文概况介绍了先进 IC 封装技术最近的发展情况和 21 世纪的展望,简要叙述无源封装的兴起和封装方法,重点介绍了 先进 SMT 中的漏印、贴装和焊接技术的近期发展情况和 21 世纪 的发展方向,并对保护人类生存环境方面,信息产业领域关心的 免洗焊接技术和无铅焊进行了简要介绍。 关键词:SMT 表面组装技术,先进 IC 封装,BGA、CSP、FBGA、免 洗焊接、无铅焊料 20 世纪 90 年代是值得人们回忆的,无线通讯的兴旺、多媒 体的出现和互连网的发展,使全球范围的信息量急剧增加,要求 信息数据交换和输实现大容量化、高速化和数字化,从而促进了 电子信息设备向着高性能、高度集成和高可靠性方向迅速发展, 使电子信息产业迅速壮大和突飞猛进。支持这种发展进程和关键 技术就是先进电路组装技术的发展和推广应用。先进电路组装技 术是由先进 IC 封装和先进 SMT 相结合组成的电路组装技术。 先进 IC 封装技术近期发展和 21 世纪展望 电子元器件是电子信息设备的细胞,板级电路组装技术是制 造电子设备的基础。不同类型的电子元器件的出现总会导致板级 电路组装技术的一场革命。60 年代与集成电路兴起同时出现的 通孔插装技术(THT),随着 70 年代后半期 LSI 的蓬勃发展, 被 80 年代登场的第一代 SMT 所代替,以 QFP 为代表的周边端子 型封装已成为当今主流封装;进入 90 年代,随着 QFP 的狭间距化, 板级电路组装技术面临挑战,尽管开发了狭间距组装技术 (FPT), 但间距 0.4mm 以下的板级电路组装仍然有许多工艺面临解决。作 为最理想的解决方案 90 年代前半期美国提出了第二代表面组装 技术的 IC 封装一面阵列型封装(BGA),其近一步的小型封装是 芯片尺寸的封装(CSP),是在廿世纪 90 年代未成为人们的关注 的焦点,比如,组装实用化困难的 400 针以上的 QFP 封由组装容 易的端子间距为 1.0-1.5mm 的 PBGA 和 TBGA 代替,实现了这类器 件的成组再流。特别是在芯片和封装基板的连接上采用了倒装片 连接技术,使数千针的 PCBA 在超级计算机、工作站中得到应用, 叫做 FCBGA,正在开始实用化。第三代表面组装技术直接芯片板 级组装,但是由于受可靠性、成本和 KGD 等制约,仅在特殊领域 应用,IC 封装的进一步发展,99 年底初露头角的晶片封装(WLP) 面阵列凸起型 FC,到 2014 年期待成为对应半导体器件多针化和 高性能化要求的第三代表面组装封装。 IC 封装一直落后于 IC 芯片本身固有的能力。我们希望裸芯 片和封装的芯片之间的性能缝隙减小,这就促进了新的设计和新
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SMT 最新复杂技术 只要关注一下如今在各地举办的形形色色的专业 会议的主题,我们就不难了解电子产品中采用了哪些 最新技术。CSP、0201 无源元件、无铅焊接和光电子, 可以说是近来许多公司在 PCB 上实践和积极评价的热 门先进技术。比如说,如何处理在 CSP 和 0201 组装中 常见的超小开孔(250um)问题,就是焊膏印刷以前从 未有过的基本物理问题。板级光电子组装,作为通信 和网络技术中发展起来的一大领域,其工艺非常精细。 典型封装昂贵而易损坏,特别是在器件引线成形之后。 这些复杂技术的设计指导原则也与普通 SMT 工艺有很 大差异,因为在确保组装生产率和产品可靠性方面, 板设计扮演着更为重要的角色;例如,对 CSP 焊接互 连来说,仅仅通过改变板键合盘尺寸,就能明显提高 可靠性。 CSP 应用 如今人们常见的一种关键技术是 CSP。CSP 技术的魅 力在于它具有诸多优点,如减小封装尺寸、增加针数、 功能∕性能增强以及封装的可返工性等。CSP 的高效优 点体现在:用于板级组装时,能够跨出细间距(细至 0.075mm)周边封装的界限,进入较大间距(1,0.8, 0.75,0.5,0.4mm)区域阵列结构。 已有许多 CSP 器件在消费类电信领域应用多年 了,人们普遍认为它们是 SRAM 与 DRAM、中等针数 ASIC、快闪存储器和微处理器领域的低成本解决方 案。CSP 可以有四种基本特征形式:即刚性基、柔性基、 引线框架基和晶片级规模。CSP 技术可以取代 SOIC 和 QFP 器件而成为主流组件技术。 CSP 组装工艺有一个问题,就是焊接互连的键合 盘很小。通常 0.5mm 间距 CSP 的键合盘尺寸为 0.250~ 0.275mm。如此小的尺寸,通过面积比为 0.6 甚至更低 的开口印刷焊膏是很困难的。不过,采用精心设计的 工艺,可成功地进行印刷。而故障的发生通常是因为 模板开口堵塞引起的焊料不足。板级可靠性主要取决 于封装类型,而 CSP 器件平均能经受-40~125℃的热 周期 800~1200 次,可以无需下填充。然而,如果采 用下填充材料,大多数 CSP 的热可靠性能增加 300%。 CSP 器件故障一般与焊料疲劳开裂有关。
分类:安全管理制度 行业:其它行业 文件类型:Word 文件大小:29 KB 时间:2026-02-21 价格:¥2.00
关于焊接方法中无铅锡问题与对策 随着产品小型化,高密度实装基板、微细间距部品、多层基板开发的急速发 展,伴随着锡丝的无铅化、锡焊接自身就变得更困难了,因此必须重新研究 焊接方法。 在 SMT、再流焊的附加焊接工程及局部焊接的领域,微细化程度高且多种 多样的手工焊与机器人的无铅锡焊接技术的确立也成了当务之急。 1 研究目的 关于无铅锡焊接,我们想就焊接机器人与手工焊的锡焊接方法中面临的问 题、具体分析其原因、从对现场有帮助务实的观点出发介绍无铅锡焊接的对 策: ①锡丝飞溅对策;②漏焊、短接等的对策;③烙铁头氧化及助焊剂碳化 的防止;④烙铁头寿命的延长;⑤对产品的热影响。 实验中使用的共晶锡丝为 UXE-21《Sn60-Pb40》、无铅锡丝为 UXE-51《Sn- Ag3-Cu0.5》。 2 研究内容 2.1 焊接温度的上升与锡球、助焊剂的飞溅 往高温的烙铁头上供给含助焊剂的锡丝(以后简称:锡丝),则锡丝中的助 焊剂会因受热膨胀而破裂。这造成锡丝飞溅的原因之一。众所周知,跟以前 的共晶锡丝相比,无铅锡丝的溶点高。然而,锡丝中所含有的助焊剂会因为 温度的升高而导致其活性降低的问题尚未受到重视。可以认为如果按无铅锡 丝的溶点来提高烙铁头温度,助焊剂的活性反而会降低而失去作业性。(注: 开发用于焊接机器人的含助焊剂的锡丝即使在高温下也不会失去活性力,比 用于手工焊的锡丝在一定程度更具有耐热性。) 通常,烙铁头温度多被设定在 320~340℃上下,比锡丝的溶点高 150℃左 右。此时,锡丝的温度若与室温一致视为 25℃,那么两者的温度差则为 300 ℃以上。如果烙铁头温度设定为 400℃,温度差就变得更大,对锡丝的热冲 击也就更大。我们做了以下实验,把烙铁头温度分别设定为 320℃和 400℃, 往烙铁头上送同量的锡丝,观察锡球、助焊剂等飞溅程度。其结果如图 1、 图 2 所示。经观察,烙铁头温度设定为 400℃,飞溅很明显地增加。由此可知, 高温时的热冲击是造成助焊剂及锡球飞溅的原因之一。 那么,应该如何去缓和此热冲击呢?为了防止锡丝的飞溅,虽然有把锡丝送 入 V 形槽的方法,但是在使用无铅锡丝时锡丝会迅速硬化,所以不能称之为 万全。因此,下面我们介绍通过加热锡丝从而减轻热冲击的预热方法。图 3 为本公司的焊接机器人烙铁部中,通过加热器一边加热一边送锡的照片。 如图所示,在对锡丝进行预热的情况下,我们做了相同的飞溅实验。结果, 与没有对锡丝进行预热时相比,具有很明显的差别。 比较图 1 与图 4、图 2 与图 5,可发现锡球、助焊剂的飞溅大量减少了。由 此可知,对锡丝进行预热后的飞溅量比没有预热时明显减少。 另外,如果烙铁头与送锡部件相接触,烙铁头的热量就会被夺走而造成温度 下降。往烙铁头送锡,烙铁头的温度就会如图下降。(图 6)在无铅焊接情况下,
分类:安全管理制度 行业:其它行业 文件类型:Word 文件大小:101 KB 时间:2026-02-22 价格:¥2.00
回流焊接温度曲线 作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期内印刷电路板 (PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。它决定于锡膏的特 性,如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。装配的量、 表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能 力,所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度。炉的热传播效 率,和操作员的经验一起,也影响反复试验所得到的温度曲线。 锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料。它应用于特定 的配方,通常可在产品的数据表中找到。可是,元件和材料将决 定装配所能忍受的最高温度。 涉及的第一个温度是完全液化温度(full liquidus temperature) 或最低回流温度(T1)。这是一个理想的温度水平,在这点,熔化 的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。它决定于锡膏 内特定的合金成分,但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影 响,可能在数据表中指出一个范围。对 Sn63/Pb37,该范围平均 为 200 ~ 225°C。对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须 获得焊接的最低温度。这个温度通常比焊锡的熔点高出大约 15 ~ 20°C。(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。) 回流规格的第二个元素是最脆弱元件(MVC, most vulnerable component)的温度(T2)。正如其名所示,MVC 就是装配上最低温 度“痛苦”忍耐度的元件。从这点看,应该建立一个低过 5°C 的“缓冲器”,让其变成 MVC。它可能是连接器、双排包装(DIP, dual in-line package)的开关、发光二极管(LED, light emitting diode)、或甚至是基板材料或锡膏。MVC 是随应用不同而不同, 可能要求元件工程人员在研究中的帮助。 在建立回流周期峰值温度范围后,也要决定贯穿装配的最大 允许温度变化率(T2-T1)。是否能够保持在范围内,取决于诸如 表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传 导效率等因素。理想地,峰值温度尽可能靠近(但不低于)T1 可望 得到最小的温度变化率。这帮助减少液态居留时间以及整个对高 温漂移的暴露量。 传统地,作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温 度范围与锡膏制造商所制订的相符合。持续时间太长可造成连接 处过多的金属间的增长,影响其长期可靠性以及破坏基板和元 件。就加热速率而言,多数实践者运行在每秒 4°C 或更低,测 量如何 20 秒的时间间隔。一个良好的做法是,保持相同或比加 热更低的冷却速率来避免元件温度冲击。 图一是最熟悉的回流温度曲线。最初的 100°C 是预热区, 跟着是保温区(soak or preflow zone),在这里温度持续在 150 ~ 170°C 之间(对 Sn63/Pb37)。然后,装配被加热超过焊锡熔点, 进入回流区,再到峰值温度,最后离开炉的加热部分。一旦通过 峰值温度,装配冷却下来。 温度热电偶的安装 适当地将热电偶安装于装配上是关键的。热电偶或者是用高
分类:安全管理制度 行业:其它行业 文件类型:Word 文件大小:153 KB 时间:2026-02-27 价格:¥2.00
关于焊接方法中无铅锡问题与对策 随着产品小型化,高密度实装基板、微细间距部品、多层基板开发的 急速发展,伴随着锡丝的无铅化、锡焊接自身就变得更困难了,因此 必须重新研究焊接方法。 在 SMT、再流焊的附加焊接工程及局部焊接的领域,微细化程度高 且多种多样的手工焊与机器人的无铅锡焊接技术的确立也成了当务 之急。 1 研究目的 关于无铅锡焊接,我们想就焊接机器人与手工焊的锡焊接方法中面 临的问题、具体分析其原因、从对现场有帮助务实的观点出发介绍无 铅锡焊接的对策: ①锡丝飞溅对策;②漏焊、短接等的对策;③烙 铁头氧化及助焊剂碳化的防止;④烙铁头寿命的延长;⑤对产品的热 影响。 实验中使用的共晶锡丝为 UXE-21《Sn60-Pb40》、无铅锡丝为 UXE- 51《Sn-Ag3-Cu0.5》。 2 研究内容 2.1 焊接温度的上升与锡球、助焊剂的飞溅 往高温的烙铁头上供给含助焊剂的锡丝(以后简称:锡丝),则锡丝 中的助焊剂会因受热膨胀而破裂。这造成锡丝飞溅的原因之一。众所 周知,跟以前的共晶锡丝相比,无铅锡丝的溶点高。然而,锡丝中所 含有的助焊剂会因为温度的升高而导致其活性降低的问题尚未受到 重视。可以认为如果按无铅锡丝的溶点来提高烙铁头温度,助焊剂的 活性反而会降低而失去作业性。(注:开发用于焊接机器人的含助焊 剂的锡丝即使在高温下也不会失去活性力,比用于手工焊的锡丝在一 定程度更具有耐热性。) 通常,烙铁头温度多被设定在 320~340℃上下,比锡丝的溶点高 150℃左右。此时,锡丝的温度若与室温一致视为 25℃,那么两者的 温度差则为 300℃以上。如果烙铁头温度设定为 400℃,温度差就变 得更大,对锡丝的热冲击也就更大。我们做了以下实验,把烙铁头温 度分别设定为 320℃和 400℃,往烙铁头上送同量的锡丝,观察锡球、 助焊剂等飞溅程度。其结果如图 1、图 2 所示。经观察,烙铁头温度 设定为 400℃,飞溅很明显地增加。由此可知,高温时的热冲击是造 成助焊剂及锡球飞溅的原因之一。 那么,应该如何去缓和此热冲击呢?为了防止锡丝的飞溅,虽然有把 锡丝送入 V 形槽的方法,但是在使用无铅锡丝时锡丝会迅速硬化,所 以不能称之为万全。因此,下面我们介绍通过加热锡丝从而减轻热冲 击的预热方法。图 3 为本公司的焊接机器人烙铁部中,通过加热器一 边加热一边送锡的照片。 如图所示,在对锡丝进行预热的情况下,我们做了相同的飞溅实验。 结果,与没有对锡丝进行预热时相比,具有很明显的差别。 比较图 1 与图 4、图 2 与图 5,可发现锡球、助焊剂的飞溅大量减少了。 由此可知,对锡丝进行预热后的飞溅量比没有预热时明显减少。
分类:安全管理制度 行业:其它行业 文件类型:Word 文件大小:106 KB 时间:2026-02-28 价格:¥2.00
无铅 SMT 工艺中网板的优化设计 摘要 随着新技术的不断涌现,需要进行不断的完善来促进主流应用以及持 续的改进。 就无铅工艺而言, 初期合金和化学品选择的障碍在起 步阶段已经得以解决,提供了基础工艺。 来源于早期基础工艺工作 的经验被进一步完善用来优化影响良率的要素。 这些要素包括温度 曲线、PWB 表面最终处理、元器件镀层、阻焊膜选择,或者网板的 设计。 由于网板印刷对首次通过率的影响很大,而且锡铅合金与无铅合金的 润湿性也有所不同,作者就此进行了专门的研究,以确定针对所需的 SMT 特性,对网板的开孔形状进行优化。对无铅合金在一些替代表 面处理上的低扩展性也需要进行考虑。为达到焊盘的覆盖率最大化而 进行的孔径设计,有可能导致片式元件间锡珠缺陷的产生。除了开孔 设计指南,我们还将讨论优化整个网板设计的方法。 关键词:无铅,网板印刷,开孔设计,工艺控制 简介 网板印刷的基本目标是重复地将正确量的焊膏涂敷于正确的位置。 开孔尺寸、形状,以及网板厚度,决定了焊膏沉积的量,而开孔的位 置决定了沉积的位置。 关于有效控制穿孔位置的方法早已有了定论,将在后面的文章中讨 论。 此研究的目的是找到对无铅焊膏的开孔的最佳尺寸和形状。 通常来说,无铅焊膏的润湿性或扩展性较锡铅焊膏要差;因此,组装 者须考虑以下几个方面的问题:焊盘周边的裸铜(或板的表面处理), 锡珠以及立碑的不同缺陷率 为此,我们专门设计了一项试验,来量化不同焊膏对典型表面贴装缺 陷的影响。 试验 I 部分,是使用传统锡铅 SMT 工艺,研究网板开孔 大小对锡铅和无铅焊膏基准扩展性和缺陷率的影响。试验 II 部分,优 化网板开孔,以降低使用无铅焊膏时的缺陷率。在 I 部分,板表面最 终处理包括有机可焊性保护膜(OSP),化学镍金(ENIG),化学 银(IMAG)以及化学锡(IMSN)。试验的 II 部分使用 OSP 及 IMSN。 试验设计 润湿性及扩展性——焊膏的扩展性可以用两种方法测试。第一种是在 金属裸板上印刷一个已知面积的圆形焊料点 (胶点),然后对样件进行
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打破焊接的障碍 本文介绍,在化学和粒子形态学中的技术突破已经导致新型 焊接替代材料的发展。 随着电子制造工业进入一个新的世纪,该工业正在追求的是 创造一个更加环境友善的制造环境。自从 1987 年实施蒙特利尔 条约(从各种物质,如大气微粒、制冷产品和溶剂,保护臭氧层 的一个国际条约),就有对环境与影响它的工业和活动的高度关 注。今天,这个关注已经扩大到包括一个从电子制造中消除铅的 全球利益。 自从印刷电路板的诞生,铅锡结合已经是电子工业连接的主 要方法。现在,在日本、欧洲和北美正在实施法律来减少铅在制 造中的使用。这个运动,伴随着在电子和半导体工业中以增加的 功能向更加小型化的推进,已经使得制造商寻找传统焊接工艺的 替代者。 新的工业革命 这是改变技术和工业实践的一个有趣时间。五十多年来,焊 接已经证明是一个可靠的和有效的电子连接工艺。可是,对人们 的挑战是开发与焊锡好的特性,如温度与电气特性以及机械焊接 点强度,相当的新材料;同时,又要追求消除不希望的因素,如 溶剂清洗和溶剂气体外排。在过去二十年里,胶剂制造商在打破 焊接障碍中已经取得进展,我认为值得在今天的市场中考虑。 都是化学有关的东西 在化学和粒子形态学中的技术突破已经导致新的焊接替代 材料的发展。在过去二十年期间,胶剂制造商已经开发出导电性 胶(ECA, electrically conductive adhesive),它是无铅的,不要求卤 化溶剂来清洗,并且是导电性的。这些胶也在低于 150°C 的温 度下固化(比较焊锡回流焊接所要求的 220°C),这使得导电性胶 对于固定温度敏感性元件(如半导体芯片)是理解的,也可用于低 温基板和外壳(如塑料)。这些特性和制造使用已经使得它们可以 在一级连接的特殊领域中得到接受,包括混合微电子学(hybird microelectronics)、全密封封装(hermetic packaging)、传感器技术 以及裸芯片(bare die)、对柔性电路的直接芯片附着(direct-chip attachment)。 混合微电子学、全密封封装和传感器技术:环氧树脂广泛 使用在混合微电子和全密封封装中,主要因为这些系统有一个环 绕电子电路的盒形封装。这样封装保护电子电路和防止对元件与 接合材料的损伤。焊锡还传统上使用在第二级连接中,这里由于 处理所发生的伤害是一个问题,但是因为整个电子封装是密封 的,所以焊锡可能没有必要。混合微电子封装大多数使用在军用 电子中,但也广泛地用于汽车工业的引擎控制和正时机构(引擎 罩之下)和一些用于仪表板之下的应用,如双气控制和气袋引爆 器。传感器技术也使用导电性胶来封装压力转换器、运动、光、 声音和振动传感器。导电性胶已经证明是这些应用中连接的一个
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印制电路板用化学镀镍金工艺探讨(一) [摘要] 本文在简单介绍印制板化学镀镍金工艺原理的基础上,对化学镍金之工艺流程、化学镍 金之工艺控制、化学镍金之可焊性控制及工序常见问题分析进行了较为详细的论述。 [关键词] 印制电路板,化学镍金,工艺 1 前言 在一个印制电路板的制造工艺流程中,产品最终之表面可焊性处理,对最终 产品的装配和使用起着至关重要的作用。 综观当今国内外,针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式,主 要包括以下几种:Electroless Nickel and Immersion Gold (1) 热风整平; (2) 有机可焊性保护剂; (3) 化学沉镍浸金; (4) 化学镀银; (5) 化学浸锡; (6) 锡 / 铅再流化处理; (7) 电镀镍金; (8) 化学沉钯。 其中,热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺(SMOBC)采用 以来,迄今为止使用最为广泛的成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方式。 对一个装配者来说,也许最重要的是容易进行元器件的集成。任何新印制电 路板表面可焊性处理方式应当能担当 N 次插拔之重任。除了集成容易之外,装配 者对待处理印制电路板的表面平坦性也非常敏感。与热风整平制程所加工焊垫之 较恶劣平坦度有关的漏印数量,是改变此种表面可焊性涂覆处理方式的原因之 一。 镀镍/金早在 70 年代就应用在印制板上。电镀镍/金特别是闪镀金、镀厚金、 插头镀耐磨的 Au-Co 、Au-Ni 等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊的印制 板上应用着。但它需要“工艺导线”达到互连,受高密度印制板 SMT 安装限制。90 年代,由于化学镀镍/金技术的突破,加上印制板要求导线微细化、小孔径化等, 而化学镀镍/金,它具有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好,且有一定耐磨等优点, 特别适合打线(Wire Bonding)工艺的印制板,成为不可缺少的镀层。但化学镀 镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。 铜面有机防氧化膜处理技术,是采用一种铜面有机保焊剂在印制板表面形成 之涂层与表面金属铜产生络合反应,形成有机物-金属键,使铜面生成耐热、可焊、 抗氧化之保护层。目前,其在印制板表面涂层也占有一席之地,但此保护膜薄易 划伤,又不导电,且存在下道测试检验困难等缺点。 目前,随着环境保护意识的增强,印制板也朝着三无产品(无铅、无溴、无 氯)的方向迈进,今后采用化学浸锡表面涂覆技术的厂家会越来越多,因其具有 优良的多重焊接性、很高的表面平整度、较低的热应力、简易的制程、较好的操 作安全性和较低的维护费。但其所形成之锡表面的耐低温性(-55℃)尚待进一 步证实。 随着 SMT 技术之迅速发展,对印制板表面平整度的要求会越来越高,化学镀 镍/金、铜面有机防氧化膜处理技术、化学浸锡技术的采用,今后所占比例将逐 年提高。本文将着重介绍化学镀镍金技术。 2 化学镀镍金工艺原理 化学镀镍金最早应用于五金电镀的表面处理,后来以次磷酸钠(NaH2PO2)为 还原剂的酸性镀液,逐渐运用于印制板业界。我国港台地区起步较早,而大陆则 较晚,于 1996 年前后才开始化学镀镍金的批量生产。 2.1 化学镀镍金之催化原理 作为化学镍的沉积,必须在催化状态下,才能发生选择性沉积。铜原子由于不具备化学镍 沉积的催化晶种的特性,所以需通过置换反应,使铜面沉积所需要的催化晶种。 (1)钯活化剂 Pd2+ + Cu → Pd + Cu2+ (2)钌活化剂 Ru2+ + Cu → Ru + Cu2+ 2.2 化学镀镍原理 化学镀镍是借助次磷酸钠(NaH2PO2)在高温下(85~100℃),使 Ni2+ 在催 化表面还原为金属,这种新生的 Ni 成了继续推动反应进行的催化剂,只要溶液 中的各种因素得到控制和补充,便可得到任意厚度的镍镀层。完成反应不需外加 电源。 以次磷酸钠为还原剂的酸性化学镀镍的反应比较复杂,以下列四个反应加以 说明: H2PO2— + H2O → H + + HPO32— + 2 H Ni2+ + 2 H → Ni + 2 H + H2PO2— + H → H2O + OH— + P H2PO2— + H2O → H + + HPO32— + H2 由上可见,在催化条件下,化学反应产生镍沉积的同时,不但伴随着磷(P) 的析出,而且产生氢气(H2)的逸出。 另外,化学镀镍层的厚度一般控制在 4~5μm,其作用同金手指电镀镍一样, 不但对铜面进行有效保护,防止铜的迁移,而且具备一定的硬度和耐磨性能,同 时拥有良好的平整度。 在镀件浸金保护后,不但可以取代拔插不频繁的金手指用途(如电脑内存 条),同时还可以避免金手指附近连接导电线处斜边时所遗留之裸铜切口。 2.3 浸金原理 镍面上浸金是一种置换反应。当镍浸入含 Au(CN)2—的溶液中,立即受到溶 液的浸蚀抛出 2 个电子,并立即被 Au(CN)2—所捕获而迅速在镍上析出 Au: 2 Au(CN)2— + Ni → 2 Au + Ni2+ + 4 CN — 浸金层的厚度一般在 0.03~0.1μm 之间,但最多不超过 0.15μm。其对镍面 具有良好的保护作用,而且具备很好的接触导通性能。很多需按键接触的电子器 械(如手机、电子字典),都采用化学浸金来保护镍面。
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ROHS 基础知识汇总 有害物质限制指令(RoHS)和报废电子电气设备指令(WEEE)不久将要求公司 改变设计、制造、追踪、及新产品投放市场的方式。为了给顺应 RoHS / WEEE 的电子设计和制造提供必要的控制程序,原始设备制造商(OEM)和电子制造(与 设计)服务(EMS)供应商必须合作开发产品策略。采用的策略必须根据客户的要 求制定。此次讨论将引入 3 个产品类别。 1. 高可靠性免除类:由于其终端市场应用,高可靠性产品属于 RoHS 免除产品。 例如某些军事、航空、及移植医学产品等。这些产品要求提高操作可靠性标准, 并因此从环境指示中免除。然而,这些指令的全球效应正显著影响着这类产品。 无铅零件长期可靠性问题和新的置换合金长期数据缺乏严重影响到这类产品。现 已有重大的实验设计(DOE)和包括但不限于锡晶须的全球长期可靠性问题研究, 并将持续进行。需要更多的长期研究。军用标准构件和无锡构件将继续长期使用, 直到这些研究提出可行选择。很不幸,商业组件将不作为这类产品中的无铅产品。 产品将经受混合技术入侵实验,即,同一物料单(BOM)的无锡构件和无铅零件混 合。更重要的是,大部分入侵使其实现机板等级设计,而无需 OEM 知识。2005 年夏季的 Avnet-TFI 调查显示,28%的构件制造商没有计划用新的构件编号专门 识别他们的无铅构件。如果在产品设计阶段管理正确,这不会引起严重问题。然 而,对于已处于产品周期的产品危险提高了,因为无铅构件已处于市场运输中超 过 1 年(……保守估计)。OEM 的和 EMS 供应商应有适当的策略和程序降低混 合技术入侵的风险。选择包括寿命购买、从经纪人市场采购构件、销售后市场铸 造和铅重镀或"镀铅"。OEM 的和 EMS 供应商在决定使用哪种降低风险策略之前 应考虑产品寿命周期和下属成本(非重现和重现)。 预计不愿意支持无锡和无铅生产线的制造商的无锡零件会加速退化。事实上, 2005 年同一调查显示,只有 36%的供应商计划合理处理不顺应存货,其中 31% 没有供应无锡构件的计划。显然,构件寿命周期分析应成为设计周期中的必然里 程碑。 2. 顺应要求类:产品必须顺应欧盟指令。显然,顺应对 OEM 来说是一个业务问 题。立法将决定顺应要求,但是市场将决定构件可用性、制造服务供应和合金使 用。因为在高可靠性类别中,混合技术入侵将是一个显著的焦点,尤其是对于目 前处于生产周期的产品。OEM 的和 EMS 供应商应有适当的策略和程序降低混合 技术入侵的风险。 RoHS 禁止的 6 种物质得到了重点强调,但是对"其它"指令的重视却很少。2003 年 6 月 30 日生效的 2003/11/EC 指令中的 2 中阻燃剂,限制了行销和使用五溴 二苯醚(pentaBDE)和 octaBDE。没有注明免除。"物质不可投放市场或作为物质 或物质成分或浓度高于 0.1 %的预备成分使用。" 对于新产品或产品重新设计,设计者应在设计周期早期制定顺应限制。如果没有 适当实现最优化,应对工程部进行制造工艺和消极结果教育。设计回顾讨论应包 括湿度灵敏性水平(MSL)、构件电镀选择、零件最高回流温度、热平衡、及要求 的 PCB 处理。早期包含的制造将是成功的诀窍。 预计构件成本不是显著的成本来源。主要的成本来自更高温制造工艺、高端立法 要求、及其要求的全部追踪基础。实行前摄设计、制造和信息管理策略将推动顺 应 RoHS / WEEE 的转变。 3. 顺应免除类:有的产品由于其免除状态或有限的产品寿命不必实行顺应。由 于无锡和无铅构件与目前的无锡制造工艺一致,OEM 很可能关注他们产品的混 合技术入侵。然而,面对全球顺应的挑战,EMS 供应商还必须显露附加存货控 制和物流成本。这一类别面临的最大挑战是零件退化。 方法 Sparton 电子采用 3 个阶段的计划同时实施 3 个类别。要求为所有 3 个产品类别 提供服务的 EMS 公司必须有能力运行无锡和无铅制造工艺。服务供应商必须能 够识别非顺应零件和顺应零件,在运行中调整制造工艺,并维护要求的信息和控 制要求的操作中必要的工艺。 第一阶段:BOM 分析是最先和最重要的一步。其产量将决定产品最优策略。不 论对哪类产品,都应定期实施新设计或现有产品的 BOM 分析。 一项 BOM 分析至少应包括退化筛选;用于二级互连的电镀处理(如导线、球、 插头);湿度灵敏性水平(MSL);及寿命周期预测。 为顺应 RoHS 公开要求并与无铅制造工艺一致,第 2 类产品应包括附加数据,如 有害物质浓度;顺应日期;包装日期码;工艺限制(如最高封装温度);及在原 始零件不适情况下的变更。 Sparton 运用诸如 i2 科技、Part Miner、Rohs-Weee.org、Total Parts Plus、工程 部员工、及高级制造组的第 3 方工具分析物料单、预测寿命周期、维护顺应和非 顺应零件数据、进行分类评估、及为客户提供降低风险策略的建议。 第二阶段:第 2 类(顺应要求)产品的下一步是工艺兼容性分析。进入第二阶段 表明第一阶段评估以"最小努力"分类。也就是说,可以通过最小的努力轻松地将 构件转化为他们的顺应零件(如,原始零件可转化为构成、安装、及功能性相等 物(FFF))。
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少一些普通工艺问题 By Craig Pynn 欢迎来到工艺缺陷诊所。这里所描述的每个缺陷都将覆盖特殊的缺陷类型, 将存档成为将来参考或培训新员工的一个无价的工艺缺陷指南。 大多数公司现在正在使用表面贴装技术,同时又向球栅阵列(BGA)、芯片规 模包装(CSP)和甚至倒装芯片装配迈进。但 是,一些公司还在使用通孔技术。通孔技术的 使用不一定是与成本或经验有关 - 可能只是 由于该产品不需要小型化。许多公司继续使用 传统的通孔元件,并将继续在混合技术产品上 使用这些零件。本文要看看一些不够普遍的工 艺问题。 希望传统元件装配问题及其实际解决办 法将帮助提供对在今天的制造中什么可能还会 出错的洞察。 静电对元件的破坏 从上图,我们使用光学照片与扫描电子显 微镜(SEM, scanning electron microscopy)看到在 一个硅片表面上的静电击穿。静电放电,引入 到一个引脚,引起元件的工作状态的改变,导致 系统失效。在实验室对静电放电的模拟也能够 显示实时发生在芯片表面的失效。如上面的照片 所示,静电可能是一个问题,解决办法是一个有 效的控制政策。手腕带是最初最重要的防御。 树枝状晶体增长 树枝状结晶发生在施加的电压与潮湿和一些 可离子化的产品出现时。电压总是要在一个电路 上,但潮湿含量将取决于应用与环境。可离子化 材料可能来自印刷电路板(PCB)的表面,由于装 配期间或在空板制造阶段时的不良清洁。 如果要调查这类缺陷,不要接触板或元件。在 失效原因的所有证据毁灭之前, 让缺陷拍成照片并 进行研究。污染可能经常来自焊接过程或使用的助焊剂。另一个可能性是装配期 间带来的一般操作污垢。 工业中最普遍的缺陷原因来自助焊剂残留物。 在上面的例子中,失效发生在元件的返修之后。这个特殊的电话单元是由一 个第三方公司使用高活性助焊剂返修的,不象原来制造期间使用的低活性材料。 焊盘破裂 当元件或导线必须作为一个第二阶段装配安装时,通常使用 C 形焊盘。例 子有,重型元件、线编织或不能满足焊接要求的元件。在某些情况中,品质人员 不知道破裂的原因,以为是 PCB 腐蚀问题。 上面的照片是一个设计陷井,不是 PCB 缺 陷。在焊盘上存在两个破裂,但只有一个需要 防止焊接并且通常防止焊接过程的方向。 锡球 锡球是对于任何引入免洗技术的工程师的 一个问题。为了帮助控制该问题,他必须减少其 公司使用的不同电路板供应商的数量。通过这样, 他将减少使用在其板上的不同阻焊类型,并帮助 孤立主要问题 - 阻焊层。 锡球可能由许多装配期间的工艺问题引起, 但如果阻焊层不让锡球粘住,该问题就解决了。 如果阻焊类型不允许锡球粘住表面,那么这就为 工程师打开工艺窗口。锡球的最常见的原因是在 波峰表面上从助焊剂产生的排气,当板从波峰处 理时,焊锡从锡锅的表面弹出。 IC 座的熔焊点 集成电路(IC)引脚之间的焊锡短路不是那么 常见,但会发生。一般短路是过程问题太高的结 果。这种问题可能来自无钱工艺,必须为将来的 工艺装配考虑。 在座的引脚和/或 IC 引脚上使用锡/铅端子, 增加了短路的可能性。零件简直已经熔合在一起。 问题会变得更差,如果改变接触表面上的锡/铅厚 度。如果我们全部使用无铅,在引脚和座的引脚 上的可熔合涂层将出现少,问题可以避免。该问题也可以通过不预压 IC 来避免。 焊点失效 单面焊接点的可靠性是决定于焊锡数量、孔 对引脚的比率和焊盘的尺寸。上面的例子显示一 个失效的焊点,相对小的焊点横截面。 该例中的孔对引脚比率大,造成焊点强度弱。 随着从引脚到孔边的距离增加, 横截面上焊接点的 厚度减少。如果有任何机械应力施加于焊接点, 或者如果焊接点暴露于温度循环中,其结果将类 似于所显示的例子。是的,你可以增加更多焊 锡,但这只会延长寿命 - 不会消除问题。这类失效也可能由于对已经脆弱的焊 接点的不当处理而发生。 不完整焊接圆角 上面的照片显示一个单面板上的不完整焊接圆角的一个例子。这个缺陷的发
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无铅化挑战组装和封装材料 用镂板印刷或电镀制作的晶圆凸点,显示了无铅在倒装芯片和芯 片级封装和组装领域的可行性。 无铅是 90 年代末期发自日本的信息,而今已经被欧洲联盟以严 格的法律加以响应。铅的毒性已经广为人知,人们虽然仍在争论电子 元件中的铅是否真的对人类和环境造成威胁,但人们已经更为关注废 弃的电子器件垃圾中铅的渗透并产生的污染。另外,含铅器件的再利 用过程中有毒物质的扩散也是一个关注的热点。大多数可行的替换方 案并不是类似于铅毒性的威胁,而是对环境的其它负面影响,例如, 高熔点意味的高能耗。当然,使用先进的设备和新的回流焊温度设置 在某种程度上也许有可能得到高熔点低能耗的效果。另外,如果用含 银的材料来替代铅锡焊料,会产生另一个负面的对生态环境的影响, 那就是需要大量开采和加工贵重的金属矿石。 立法规定最后期限 历经了数年的磋商和议论之后,现在有 25 个欧洲联盟成员国, 已经在执行禁止在电子器件中使用铅的法律。2006 年 7 月 1 月开始, 所有用于欧洲市场的电子产品必须是无铅的,包括信息和通讯技术设 备、消费类电子、家用电器等等。 该项法律也规定了多项例外。用于服务器、存储器、以及特种网 络设施的焊料,到 2010 前仍然可以含铅。另外,含铅量超过 85%的 焊料也不在此项规定之列。欧洲委员会还在启动一项针对更多免责的 评估,比如用于高端PC处理器的倒装芯片封装的互连中的含铅焊料。 大多数这种互连是将高度含铅的 C4 焊球。欧盟关于铅等危险物的限 制原则是尽量替换铅,只有在“技术上无法替换”时才可以使用铅。指 令的适用范围有时定义得也不太明确。例如,消费电子不可以用铅, 而汽车电子可以,那么,汽车内的收音机怎么办?目前允许汽车收音 机含铅,但是还有些类似情况仍然有待进一步裁决。 欧联的无铅法律将影响全球的电子产业,一来是由于供应链的全 球化,再者也是由于在其它国家已经开始有类似的法律。例如,中国 已经提出了禁止同样物质的类似法律,而且最后期限也设定为 2006 年 7 月 1 日。 为了实现无铅化,人们需要对倒装芯片封装、晶圆级封装、SMT 和波峰焊进行广泛的材料研究和工艺评价。我们已经着手为板上倒装 芯片和芯片级封装技术研究合适的材料和工艺。
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芯片级无铅 CSP 器件的底部填充材料 概述: 晶片级器件底部填充作为一种新工艺仍需进一步提高及优化,其工 艺为:在晶片级器件制作过程中,晶圆底部加填充材料,这种填充材料 在芯片成型时一步到位,免掉了外封装工艺,这种封装体积小,工艺简 单,可谓经济实惠。然而,该新型封装器件面临一个严峻的考验,即: 用于无铅焊接工艺。这就意味着:即要保证器件底部填充材料与无铅焊 料的兼容,又要满足无铅高温焊接要求,保证焊接点的可靠性及生产产 量。 近期为无铅 CSP 底部填充研发了几种新型材料,这些填充材料滴涂 到晶圆上,呈透明胶状(半液态)物质,经烘烤,呈透明状固态物质, 这样分割晶圆时可保证晶片外形的完整性,不会出现晶片分层或脆裂。 在这篇文章中,我们探讨一下烘烤对晶圆翘曲度的影响?烘烤是否引发 底部填充材料的脆裂?以及回流过程中底部填充物的流动引起的焊料 拖尾问题?因为底部填充材料即要保证焊料不拖尾,又要保证焊点的可 靠性,及可观察到的焊料爬升角度,同时,底部填充材料的设计必须保 证烘烤阶段材料的流动,固化情况处于可控工艺窗口之内。另外,底部 填充材料与焊接材料的匹配标准在本文中也有讨论。 关键词语:晶片,底部填充,表面贴装技术,倒插芯片,CSP 封装,无 铅,烘烤 背景: FC 及 CSP 封装器件要求底部填充材料在焊接过程中能够与焊球、 PCB 完美结合,增加焊点的抗疲劳能力。底部填充工艺方便、简单,将 半液态填充材料施加在焊球与器件基板之间的间隙即可。对于节点尺寸 大、I/O 接口多的器件,填充材料的填充高度必须一致,实践证明:底 部填充非常耗时,尤其 FC 封装器件,是大批量生产的瓶颈。 晶片底部填充工艺(WLUF)首先是在大的晶圆上直接施加胶状(半 液态)底部填充材料,然后大的晶圆经烘烤阶段(B-Stage)固化,使其 失去粘性,最后,将大晶圆分割成晶片,切割好的晶片独立包装,即可 发往客户。器件在 SMT 装配过程中,被贴放于 PCB 上回流焊接,器件在 该阶段,焊料经助焊剂挥发作用回流形成焊点,与此同时,底部填充材 料也经过熔融,固化的步骤,对焊点的形成起帮助保护作用。综上所述, 芯片级封装器件生产工艺步骤少,价格便宜。 芯片级封装器件,从晶圆﹑底部填充材料﹑到 PCB 装配结束,底部 填充材料经过:胶状底部填充材料滴涂到大晶圆上→底部填充材料固化
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锡膏印刷工艺 在表面贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装组件的引脚或端子 与焊盘之间的连接。有许多变量,如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和 印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械地或 真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者模板 (stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题, 如模板设计和印刷工艺过程。 印刷工艺过程与设备 在锡膏印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。今 天可购买到的丝印机分为两种主要类型:实验室与生产。每个类型有 进一步的分类,因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机得到 不同的性能水平。例如,一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验 室类型制作产品原型,而生产则会用另一种类型。还有,生产要求可 能变化很大,取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的,最好 是选择与所希望的应用相适应的丝印机。 在手工或半自动印刷机中,锡膏是手工地放在模板/丝网上,这 时印刷刮板(squeegee)处于模板的另一端。在自动印刷机中,锡膏是 自动分配的。在印刷过程中,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面 接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏 通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。 在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snap off),回到 原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约 0.020"~0.040"。 脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要 变量。 如果没有脱开,这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属 模板和刮刀时,使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金 属丝网。 刮板(squeegee)类型 刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量,应该仔细监测。对可接 受的印刷品质,刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗 糙的边缘,而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的(smeared)印 刷,甚至可能损坏刮板和模板或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开 孔中挖出锡膏,引起焊锡圆角不够。 常见有两种刮板类型:橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和金属刮板。 当使用橡胶刮板时,使用 70-90 橡胶硬度计(durometer)硬度的刮板。
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1 钳 工 概 论 一、钳工的基本操作 钳工是主要手持工具对夹紧在钳工工作台虎钳上的工件进行切削加工的方 法,它是机械制造中的重要工种之一。钳工的基本操作可分为: 1.辅助性操作 即划线,它是根据图样在毛坯或半成品工件上划出加工界线 的操作。 2.切削性操作 有錾削、锯削、锉削、攻螺纹、套螺纹。钻孔(扩孔、铰孔)、 刮削和研磨等多种操作。 3.装配性操作 即装配,将零件或部件按图样技术要求组装成机器的工艺过 程。 4.维修性操作 即维修,对在役机械、设备进行维修、检查、修理的操作。 二、钳工工作的范围及在机械制造与维修中的作用 1.普通钳工工作范围 (1)加工前的准备工作,如清理毛坯,毛坯或半成品工件上的划线等; (2)单件零件的修配性加工; (3)零件装配时的钻孔、铰孔、攻螺纹和套螺纹等; (4)加工精密零件,如刮削或研磨机器、量具和工具的配合面、夹具与模 具的精加工等。 (5)零件装配时的配合修整; (6)机器的组装、试车、调整和维修等。 2.钳工在机械制造和维修中的作用 钳工是一种比较复杂、细微、工艺要求较高的工作。目前虽然有各种先进的 加工方法,但钳工所用工具简单,加工多样灵活、操作方便,适应面广等特点, 故有很多工作仍需要由钳工来完成。如前面所讲的钳工应用范围的工作。因此钳 工在机械制造及机械维修中有着特殊的、不可取代的作用。但钳工操作的劳动强 度大、生产效率低、对工人技术水平要求较高。 三、钳工工作台和虎钳 1.钳工工作台 简称钳台,常用硬质木板或钢材制成,要求坚实、平稳、台面高度约 800~ 900mm,台面上装虎钳和防护网。 2 2.虎钳 虎钳是用来夹持工件,其规格以钳口的宽度来表示,常用的有 100、125、 150mm 三种,使用虎钳时应注意: (1)工件尽量夹在钳口中部,以使钳口受力均匀; (2)夹紧后的工件应稳定可靠,便于加工,并不产生变形; (3)夹紧工件时,一般只允许依靠手的力量来扳动手柄,不能用手锤敲击 手柄或随意套上长管子来扳手柄,以免丝杠、螺母或钳身损坏。 (4)不要在活动钳身的光滑表面进行敲击作业,以免降低配合性能; (5)加工时用力方向最好是朝向固定钳身。
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船体制造工艺程序 教学内容: 第一节 船体制造与修理工艺的任务和特点 一、船体制造与修理工艺 船体制造与修理工艺包括船体制造与工艺和船体修理与工艺两部分内容,它 是在综合采用各种先进技术和现代科学管理的条件下,研究钢质船舶焊接船体的 制造和修理方法与工艺过程的一门应用科学。船体制造一般分为两个阶段,即设 计阶段和施工阶段。本课程研究的范围属于施工阶段,即怎样把设计阶段经过计 算和试验而绘制的船舶图样转变成可以使用的实船,以及怎样保持和恢复船舶的 正常技术状况与使用性能。它的主要任务是:一方面根据现有技术条件,为造修 船生产制定合理的工艺措施;另一方面则是研究和发展新工艺、新技术,不断提 高船舶造修的工艺水平。根据造修船舶类型、批量和船厂的生产条件,进行生产 (施工)设计,通常应完成下列工作: 1.分析研究造与修船方法。制订船舶造与修方案并据此编制船体放样、号料、 构件加工、船体装配焊接、船舶舾装、船舶涂装、造船精度与技术测量、船舶下 水等工艺规程;根据使用船舶损耗和损坏的程度,确定修复范围、编制修理工艺、 技术标准以及管理办法。 2.分析研究和编制各种工艺计划文件。如总工艺进度表、工艺项目明细表、 工艺线路表以及设备和材料订货单等。 3.分析研究造修船各道工序的工艺操作方法。即制定合理的工艺规程,并依 此选择和设计相应的工艺装备,不断提高船体造修的机械化、自动化水平。 4.研究制定各项施工精度标准。根据船东要求和船厂条件,制定各道工序的 施工精度标准及其相应的技术测量方法。 5.研究新的造修船方法。如研究船厂最佳工艺流程的布置方案,改进造修船 生产的工艺布局,设计先进的流水生产线,不断革新造修船工艺和设备等造修船 生产的最佳工艺系统。 二、船体制造与修理工艺的特点 1.实践性强; 2.综合性强; 3.空间概念强; 4.灵活性大; 5.科学性、实用性强。 第二节 船体制造与工艺程序 目前钢质船舶焊接船体常规制造与工艺的主要程序见图 1-1
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回流焊接温度曲线 作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期内印刷电路板 (PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。它决定于锡膏的特 性,如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。装配的量、 表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能 力,所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度。炉的热传播效 率,和操作员的经验一起,也影响反复试验所得到的温度曲线。 锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料。它应用于特定 的配方,通常可在产品的数据表中找到。可是,元件和材料将决 定装配所能忍受的最高温度。 涉及的第一个温度是完全液化温度(full liquidus temperature) 或最低回流温度(T1)。这是一个理想的温度水平,在这点,熔化 的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。它决定于锡膏 内特定的合金成分,但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影 响,可能在数据表中指出一个范围。对 Sn63/Pb37,该范围平均 为 200 ~ 225°C。对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须 获得焊接的最低温度。这个温度通常比焊锡的熔点高出大约 15 ~ 20°C。(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。) 回流规格的第二个元素是最脆弱元件(MVC, most vulnerable component)的温度(T2)。正如其名所示,MVC 就是装配上最低温 度“痛苦”忍耐度的元件。从这点看,应该建立一个低过 5°C 的“缓冲器”,让其变成 MVC。它可能是连接器、双排包装(DIP, dual in-line package)的开关、发光二极管(LED, light emitting diode)、 或甚至是基板材料或锡膏。MVC 是随应用不同而不同, 可能要求 元件工程人员在研究中的帮助。 在建立回流周期峰值温度范围后,也要决定贯穿装配的最大 允许温度变化率(T2-T1)。是否能够保持在范围内,取决于诸如 表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传 导效率等因素。理想地,峰值温度尽可能靠近(但不低于)T1 可望 得到最小的温度变化率。这帮助减少液态居留时间以及整个对高 温漂移的暴露量。 传统地,作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温 度范围与锡膏制造商所制订的相符合。持续时间太长可造成连接 处过多的金属间的增长,影响其长期可靠性以及破坏基板和元 件。就加热速率而言,多数实践者运行在每秒 4°C 或更低,测 量如何 20 秒的时间间隔。一个良好的做法是,保持相同或比加 热更低的冷却速率来避免元件温度冲击。 图一是最熟悉的回流温度曲线。最初的 100°C 是预热区, 跟着是保温区(soak or preflow zone),在这里温度持续在 150 ~ 170°C 之间(对 Sn63/Pb37)。然后,装配被加热超过焊锡熔点, 进入回流区,再到峰值温度,最后离开炉的加热部分。一旦通过 峰值温度,装配冷却下来。 温度热电偶的安装
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线路板装配中的无铅工艺应用原则 电子装配对无铅焊料的基本要求 无铅焊接装配的基本工艺包括:a. 无铅 PCB 制造工艺;b. 在焊 锡膏中应用的 96.5Sn/3.5Ag 和 95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu 共晶和近似 共晶合金系统;c. 用于波峰焊应用的 99.3Sn/0.7Cu 共晶合金系 统;d. 用于手工焊接的 99.3Sn/0.7Cu 合金系统。尽管这些都是 可行工艺,但具体实施起来还存在几个大问题,如原料成本仍然 高于标准 Sn/Pb 工艺、对湿润度的限制有所增加、要求在波峰焊 工艺中保持惰性空气状态(要有足量氮气)以及可能将回流焊温 度升到极限温度范围(235~245℃之间)而提高了对各种元件的热 性要求等等。 就无铅替代物而言,现在并没有一套获得普遍认可的规范,经过 与该领域众多专业人士的多次讨论,我们得出下面一些技术和应 用要求: 1. 金属价格 许多装配厂商都要求无铅合金的价格不能高于 63Sn/37Pb,但不幸的是现有的所有无铅替代物成本都比 63Sn/37Pb 高出至少 35%以上。在选择无铅焊条和焊锡丝时, 金属成本是其中最重要的因素;而在制作焊锡膏时,由于 技术成本在总体制造成本中所占比例相对较高,所以对金 属的价格还不那么敏感。 2. 熔点 大多数装配厂家(不是所有)都要求固相温度最小为 150℃,以便满足电子设备的工作温度要求,最高液相温度 则视具体应用而定。 波峰焊用焊条:为了成功实施波峰焊,液相温度应低于炉 温 260℃。 手工/机器焊接用焊锡丝:液相温度应低于烙铁头工作温度 345℃。 焊锡膏:液相温度应低于回流焊温度 250℃。对现有许多回 流焊炉而言,该温度是实用温度的极限值。许多工程师要 求最高回流焊温度应低于 225~230℃,然而现在没有一种 可行的方案来满足这种要求。人们普遍认为合金回流焊温 度越接近 220℃效果越好,能避免出现较高回流焊温度是最 理想不过的,因为这样能使元件的受损程度降到最低,最 大限度减小对特殊元件的要求,同时还能将电路板变色和 发生翘曲的程度降到最低,并避免焊盘和导线过度氧化。
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回流焊接工艺的经典 PCB 温度曲线 本文介绍对于回流焊接工艺的经典的 PCB 温度曲线作图方法,分析了两种最常见 的回流焊接温度曲线类型:保温型和帐篷型...。 经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图,涉及将 PCB 装配上的热电 偶连接到数据记录曲线仪上,并把整个装配从回流焊接炉中通过。作温度曲线有 两个主要的目的:1) 为给定的 PCB 装配确定正确的工艺设定,2) 检验工艺的连 续性,以保证可重复的结果。通过观察 PCB 在回流焊接炉中经过的实际温度(温 度曲线),可以检验和/或纠正炉的设定,以达到最终产品的最佳品质。 经典的 PCB 温度曲线将保证最终 PCB 装配的最佳的、持续的质量,实际上降 低 PCB 的报废率,提高 PCB 的生产率和合格率,并且改善整体的获利能力。 回流工艺 在回流工艺过程中,在炉子内的加热将装配带到适当的焊接温度,而不损伤 产品。为了检验回流焊接工艺过程,人们使用一个作温度曲线的设备来确定工艺 设定。温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视数据集合。 通过观察这条曲线,你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上,能量施加 哪里。温度曲线允许操作员作适当的改变,以优化回流工艺过程。 一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温 (soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却 (cooling)。作为一般原则,所希望的温度坡度是在 2~4°C 范围内,以防止由于 加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。 在产品的加热期间,许多因素可能影响装配的品质。最初的升温是当产品进 入炉子时的一个快速的温度上升。目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保 温温度。最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为 183°C,保温时间在 30~90 秒之间。保温区有两个用途:1) 将板、元件和材料 带到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许较容易地转变到回流区,2) 激化 装配上的助焊剂。在保温温度,激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚的氧化物的过 程,留下焊锡可以附着的清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变,在此期 间,装配的温度上升到焊锡熔点之上,锡膏变成液态。 一旦锡膏在熔点之上,装配进入回流区,通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。回流区时炉子内的关键阶段,因为装配上的温度梯度必 须最小,TAL 必须保持在锡膏制造商所规定的参数之内。产品的峰值温度也是在 这个阶段达到的 - 装配达到炉内的最高温度。 必须小心的是,不要超过板上任何温度敏感元件的最高温度和加热速率。例 如,一个典型的钽电容具有的最高温度为 230°C。理想地,装配上所有的点应 该同时、同速率达到相同的峰值温度,以保证所有零件在炉内经历相同的环境。 在回流区之后,产品冷却,固化焊点,将装配为后面的工序准备。控制冷却速度 也是关键的,冷却太快可能损坏装配,冷却太慢将增加 TAL,可能造成脆弱的焊 点。 在回流焊接工艺中使用两种常见类型的温度曲线,它们通常叫做保温型 (soak)和帐篷型(tent)温度曲线。在保温型曲线中(图一),如前面所讲到的,装 配在一段时间内经历相同的温度。帐篷型温度曲线(图二)是一个连续的温度上 升,从装配进入炉子开始,直到装配达到所希望的峰值温度。 图一、典型的保温型温度曲线 图二、典型的帐篷型温度曲线 所希望的温度曲线将基于装配制造中使用的锡膏类型而不同。取决于锡膏化 学组成,制造商将建议最佳的温度曲线,以达到最高的性能。温度曲线的信息可 以通过联系锡膏制造商得到。最常见的配方类型包括水溶性(OA)、松香适度激化 型(RMA, rosin mildly activated)和免洗型(no-clean)锡膏。 温度曲线的机制 经典的 PCB 温度曲线系统元件 一个经典的 PCB 温度曲线系统由以下元件组成:
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无铅手工焊面临的问题与解决方法 一、无铅焊料使用时的问题点 无铅手工焊接在焊料的选择上有一定的限制,譬如 Sn-Zn 系合金、Sn- Bi 系合金的线体成形性较困难,且合金本身易氧化。或者使用中与焊 剂的反应存在问题。一般不采用这二种无铅焊料。目前推荐使用的是熔 点在 210~230℃ Sn-Cu 系合金和 Sn-Ag-Cu 系合金焊料。 众所周知,由于无铅焊料的流动性差,使焊接时的扩展性(润湿性)大 大不如原来的 63-37 共晶焊料,其扩展性只有原来的三分之一程度。 这种性质的焊料在展开手工焊时,不仅会对应组装基板与元件,也 会体现在焊接用烙铁头部,尽管作业中想提高一些焊接温度,但对改善 焊料的扩展性作用是不大的。 无铅焊料的熔点,比原来的焊料要高出 20~45℃,因此手工焊时必 须提高烙铁头的温度,通常使用的焊接温度是焊料的熔点温度加上 50 ℃左右较妥当。考虑到焊接用烙铁头温度会由于本身功率及头部重量而 存在差异,故温度的设定要比焊接温度高 100℃左右。原来 63-37 共晶 焊料的烙铁头温度约在 340℃左右,使用 Sn-O.7Cu 焊料时的温度约在 380℃.对于手工焊接来说,超过 350℃以上时已作为界限温度,这种状态 下的焊接可加快烙铁头的损耗,在超出焊剂的活性范围时易产生焊剂的 碳化,降低焊剂的活性效果,这也会成为焊接中常见的焊剂或焊料飞溅 的原因。 二、手工焊接的注意点及解决方法 由上所述,在采用直接加热方式进行无铅手工焊时,稍不注意就会 产生各种各样的问题。这些问题的发生说明了正是由于无铅焊料所具的 固有特性,使用中就容易出现不良。我们在制定焊接工艺时,可以抓住 下面几个基本要点: ① 烙铁头温度的管理 ② 焊接基板、部品等表面状态的管理 ③焊剂的选择、效果衡量及作用 另外,要做到良好的无铅手工焊,作为重要因素的使用工具方面,以 下几个要点是必须考虑的。 2.1 使用热恢复性能优良的烙铁 在无铅手工焊场合,烙铁头的温度势必要比焊料的熔点高出 20~45℃, 考虑到被焊元件本身的耐热性和稳定地进行焊接操作,烙铁温度最好设 定在 350℃~360℃范围,这是为了执行良好的手工焊接而采用偏低温 度的一种做法。掌握的重点有以下三项: *使用热恢复性良好的烙铁。 *使用热容量大的烙铁。 *烙铁头部的形状应该与被焊接部相符。 图一是适合于无铅手工焊接、具良好热恢复性的 912 型烙铁(品种号), 为了与原来性能的烙铁相比较,可以按照图二表示的温度测定方法,对 图中 1、4、7 三个点装上传感器,用 3 秒钟的时间间隔,对 7 个点进行 焊接,同时测定烙铁头温度的变化,测定结果可参阅图三。912 型是热 恢复性好的烙铁,907、908 型是原来型号的烙铁,908 比 907 的热容量 要大。测定结果表示,在相同烙铁头温度场合的焊接部温度,用 912 型 连续焊接的话,焊接部温度是固定的。907 型与之相比,其焊接部温度 会低一些,焊接部的温度会根据功率大小,热容量差别而发生变化。在 图三也可看到,尽管 907 型焊接温度低一些,但也可 进行充分的焊接. 图一 热恢复性良好的 912 烙铁 图二温度测定方法
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工业工程培训班教材 1 方法研究 第一节 方法研究的目的、意义和特点 一、方法研究的定义 方法是人们进行工作和生活所运用的整体手段的组成部分,不论在工厂、工作单位和学校,人 们都要使用方法来完成自己要做的任何事情。 方法研究的定义:对现有的或拟议的工作(加工、装配、制造、操作等)方法进行系统的记录 和严格的考查,作为开发和应用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一种手段。 二、方法研究的目的 (1)改进工艺和程序 (2)改进工厂、车间和工作场所的平面布置; (3)改进整个工厂和设备的设计; (4)经济地使用人力,减少不必要的疲劳; (5)改进物料、机器和人力的利用,提高生产率; (6)改善实际工作环境,实现文明生产; (7)降低劳动强度。 三、方法研究的特点 1、求新意识 永不自满,永无止境的求新意识是方法研究的一个显著特点,不以现行的工作方法为满足,力 图改进,不断创新。 2、方法研究的指导思想——挖掘企业内部潜力 力求在不投资或少投资的情况下,获得大的经济效益。着眼于企业内部挖潜。 3、方法研究的着眼点——系统整体优化 方法研究首先着眼于整个工作系统、生产系统的整体优化(程序分析),然后再深入地解决局部 问题(操作分析),再进而解决微观问题(动作分析),从而达到系统整体优化的目的。 工业工程培训班教材 2 第二节 方法研究的内容 1、程序分析 程序分析的主要目的是: (1)取消不必要的程序; (2)合并一些过于细分或重复的工作; (3)改变部分操作程序,以避免重复; (4)调整布局,以节省搬运; (5)重排和简化剩余的程序,重新组织一个效率内更高的程序。 2、操作分析 研究分析以人为主体的工序,使操作者、操作对象、操作工具三者科学地组织、合理的布局和 安排,以减轻工人的劳动强度,减少作业时间的消耗,使工作质量得到保证。 3、动作分析 研究分析人在进行各种操作时的身体动作,以排除多余动作、减轻疲劳,使操作简便有效,从 而制定出最佳的动作程序。 第三节 工作研究的实施程序 将复杂的问题逐步地加以剖析,以寻求解决。实施工作研究工有如下 8 个步骤: 一、选择所要研究的工作和工艺 选择某项作业进行工作研究时,必须考虑以下因素: 1)经济因素;2)技术因素;3)人的因素; 工作研究的一般选择范围 作业类型 例 子 记录技术 整个制造过程 原材料→产品发运 工艺程序图 流程程序图 线路图 工厂平面布置 零件在工序间的移动 工艺程序图 流程程序图 线路图 物料搬运 物料进出仓 流程程序图、线路图 工人在工作时的动作 短循环重复工作 动作分析,人机程序图 二、观察现行方法,记录全部事实 最常用的记录技术是图表法和图解法。 1、表示工艺过程的图表——工艺程序图;流程程序图;双手操作图。 2、利用时间坐标的图表——人机程序图;联合作业分析图。 3、表示活动的图解——线路图、线图等。
分类:安全管理制度 行业:建筑加工行业 文件类型:Word 文件大小:1.32 MB 时间:2026-04-12 价格:¥2.00
目 录 1. 工作研究的主要内容与本周学习内容 2. 动作分析 2.1 动作分析概述 2.1.1 动作 2.1.2 动作分析 2.1.3 动作分析方法 2.1 4 动作分析的用途 2.2 动素分析 2.2.1 动素 2.2.2 动素分析的步骤 2.2.3 动素分析的应用场合 2.2.4 动素分析的应用案例分析与研讨 2.3 动作经济原则 2.3.1 动作经济原则的定义 2.3.2 动作经济的四条基本原则 2.3.3 动作经济原则的应用 3. 时间研究 3.1 时间研究概述 3.2 作业测定的方法及基本程序 3.3 标准工时设定 3.4 工作抽样 3.4.1 工作抽样概述 3.4.2 工作抽样的原理 3.4.3 工作抽样的方法和步骤 3.5 预定动作时间标准 3.5.1 预定动作时间标准概述 3.5.2 模特排时法 (MOD) 3.5.2.1 MOD 法的特点 3.5.2.2 模特排时法的动作分类 3.5.2.3 模特法的动作分析 3.5.2.4 动作的改进 3.6 生产线平衡分析 1. 工作研究的主要内容与本周学习内容: 基础 IE 的全过程是: 利用程序分析、作业分析和动作分析获得最佳程序和方法,然后再利用时间研究将 所有作业制定出标准时间。 2. 动作分析 2.1 动作分析概述 程序分析是从大处着眼,根据程序图分析生产过程的种种浪费,从合理安排程序中 去寻求提高工作效率的方法。而动作研究则是在程序决定后,研究人体各种操作动作之 浪费,以寻求省力、省时、安全的最经济的方法。 动作分析的实质是研究分析人在进行各种工作操作时之细微动作,删除无效动作, 使操作简便有效,以提高工作效率。其内容为:发现操作人员的无效动作或浪费现象, 简化操作方法,减少工人疲劳,在此基础上制定出标准的操作方法,为制定动作时间标 准作技术准备。它包括:动素分析、影象分析、动作经济原则等内容。 2.1.1 动作 工艺流程和作业的具体实施方法,如为寻找、握取、移动、装配必要的目的物,操 作者身体各个部位的每一个活动。动作可大致分为下面四类: 加工—改变目的物形状和装配目的物的动作 移动—改变目的物位置的动作 握持—保持目的物形态的动作 等待—无作业手空闲着的动作 2.1.2 动作分析 定义:按操作者实施的动作顺序观察动作,用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各 部位的动作内容,把握实际情况,并将上述记录图表化,以此为基础,判断动作的好坏, 找出改善着眼点的一套分析方法。 2.1.3 动作分析方法 (1)目视动作观察法:分析者直接观测实际的作业过程,并将观察到的情况直接记 录到专用表格上的一种分析方法。 · 动素分析法 · 双手操作分析法 (2)影像动作观察法:通过录像和摄影,用胶卷和录音带记录作业的实施过程,再 通过放影、放像的方法观察和分析作业动作的方法。 ·高速摄影分析法(细微动作影像分析) ·常速摄影分析法 ·慢速摄影分析法 ·VTR 分析法 2.1 4 动作分析的用途 ·为减轻作业疲劳,提高工作效率而找出动作存在的问题 ·探讨最适当的动作顺序、方法和人体各部位动作的同时实施 ·探讨最适合于动作的工夹具和作业范围内的布置
分类:安全管理制度 行业:其它行业 文件类型:Word 文件大小:2.1 MB 时间:2026-04-15 价格:¥2.00