Lead Free 标准制程介绍
KB-6167F Tg170 Data

应用领域 Applications
Backplanes 背板 High complexity multi-layers board
高复杂度多层板 PC computers 计算机 High-end servers 高端服务器
Wireless communication equipment 无线通讯设备
Automotive applications requiring high
thermal resistance 耐热性要求较高的汽车应用
KINGBOARD LAMINATES HOLDINGS LIMITED
High Decomposition temperature: 高 TD KB-6164F: > 325℃; KB-6165F: > 325℃; KB-6167F: > 340℃
Low moisture absorption 低吸水率
Suitable with lead-free reflow process in assembly 适用于无铅制程
resistance At elevated temperature
E-24/125 C-96/35/90 After moisture resistance At elevated temperature E-24/125
≥3
≥170
≥1.0×104
——Leabharlann ——≥1.0×104
≥1.0×103 ≥1.0×106
C= Temperature and humidity conditioning 在恒温恒湿的空气中处理
PCB 耐温与无铅标准

RoHS & Lead Free对PCB之冲击于2006年7月1日起欧盟开始实施之RoHS立法,虽然欧洲与j本PCB厂商已展开各项Lead Free制程与材料切换,并如火如荼的进行测试。
但若干本土的PCB厂因主要订单在美商,基于成本的考量,仍采取观望的态度。
但如果不正视此问题,一旦美系OEM、EMS大厂决定跟进,必将措手不及衍生出诸多问题,可能的冲击不可等闲视之。
▲FR-4树脂、铜箔、焊料与背动元件彼此存在热胀系数之差异,其中树脂Z方向的热胀系数高达60ppm/℃,与其它三者差异甚大。
由于锡铅焊接之组装方式已沿用40年以上,不但可靠度佳且上至材料下至制程参数与设备均十分成熟,且过去发生的信赖性问题与因应对策已建立完整的资料库,故发生客诉时,可迅速厘清责任归属。
但进入Lead Free时代,从上游材料、PCB表面处理、组装之焊料、设备等与以往大相迳庭,且大家均无使用的经验值,一旦产生问题,除责任不易归属外,后续衍生丢失订单、天价索赔的问题可能层出不穷,故不可不慎。
Lead Free组装通用的焊料锡银铜合金(SAC),其熔点、熔焊(Reflow)温度、波焊(Wave Soldering)温度分别较锡铅合金高15℃35℃以上,几乎是目前 FR-4板材耐热的极限。
再加上重工的考量,以现有板材因应无铅制程存在相当的风险。
有监于此,美国电路板协会(IPC)乃成立基板材料之委员会,针对无铅制程的要求订定新规范。
然而,无铅时代面临产业上、下游供应链的重新洗牌,委员会各成员基于其所代表公司利益的考量,不得不作若干妥协。
最后协调出的版本,似乎尽能达到最低标准。
因此,即使通过 IPC规范,并不代表实务面不会发生问题,使用者仍需根据自身的需求仔细研判。
以新版IPC-4101B而言,有几个重要参数:Tg(板材玻璃转化温度):可分一般Tg(110℃150℃),中等Tg(150℃170℃),High Tg(>170℃)以上三大类。
SMT车间RoHS制程规定(精华版)

SMT车间RoHS制程规定一、目的:鉴于世界上大部分的国家,出于环境保护的目的,出台的一系列限制在电子电气设备中使用有害物质的法规,将于2006年7月1日起执行以及客户的要求。
公司决定引入无铅制程,为规范无铅制程的管理,严格控制生产流程,防止在生产过程中的铅污染,本车间特出台此规定。
二、范围:本规定适用于SMT车间无铅生产流程。
三、生产过程切换确认:;在切换工作完成后,当班管理人、IPQC必须跟据《SMT无铅制程检查表》的内容对各岗位进行检查、确认,待确认合格后方可开始生产;2、在生产过程中,禁止使用没有RoHS标示的工具、物料等一切物品,特殊情况下必须经当班管理人确认后才能使用。
四、无铅制程中各岗位要求:。
为防止在生产过程中由于人员的原因造成铅污染,所有人员在做生产无铅产品的准备工作前,都应用清水清洗双手;准备工作完成后,用酒精擦拭双手,戴上无铅专用手套,方可进行生产。
生产过程中,所有人员都应随时保持双手的清洁,而且只负责在无铅生产中各自的岗位,不得随意接触标示不明确的PCB板和工具、物品、物料等,反之负责有铅生产的操作员,必须用清水清洗双手,并用酒精擦拭双手,戴上无铅专用手套,经管理人员许可后,方可接触无铅物料、专用工具或上岗,否则不得接近无铅线体。
连班时除了由班长指定暂替的人员外,其它人员不得替班,替班人员应做好双手的清洁工作,如未指定替代人员,经管理人员同意后,可停线连班。
1、物料:物料员在将配料单送往仓库时,应讲明所需元件数量,同时应特别提醒仓管员所有元件,都必须标有无铅标示。
如“RoHS、PB-FREE、LEAD FREE、Pb”等。
接料时,需核对物料是否有无铅标示;无误后,方可将物料放于无铅物料区,并进行标示,标示除需写明该物料的规格、型号等外,还须在物料架贴上无铅标示,并写明责任人,且备料时应用专用的箱子装并标明。
无铅锡膏来料时,应确认该批次是否为无铅锡膏,无误后,方可将锡膏存放于无铅专用的冰箱中。
电路板压合制程介绍

•壓合目的利用膠片(Prepreg)的特性使內層基板(Thin core).膠片和銅箔(Copper Foil)透過壓合機使其結合在一起,達到多層化的效果!•壓合原理:1.基板(內層板inner layer)須經過表面的氧化還原((Black/Brown Oxide Treatment)反應以增加合prepreg的鍵結能力氧化反應: A. 增加與樹脂接觸的表面積,加強二者之間的附著力(Adhesion). B. 增加銅面對流動樹脂之潤濕性,使樹脂能流入各死角而在硬化後有更強的抓地力。
C. 在裸銅表面產生一層緻密的鈍化層(Passivation)以阻絕高溫下液態樹脂中胺類 (Amine)對銅面的影響。
2Cu+2ClO2 Cu2O+ClO3+ClCu2+2ClO2 CuO+ClO3+ClCu2O+H2O Cu(OH)2+CuCu(OH)2 CuO+H2O還原反應:在增加氣化層之抗酸性,並剪短絨毛高度至恰當水準以使樹脂易於填充並能減少粉紅圈( pink ring ) 的發生。
製程觀察重點:•結晶重量(weight gain)•微蝕量(Etch amount)•剝離強度(peel strength)•露銅•顏色不均•藥水殘留2.銅箔(copper foil)銅箔有分兩面(亮面及毛面) ,壓合時亮面朝外毛面朝內。
銅箔的種類:•輾軋法(Rolled-or Wrought Method)A. 優點.a. 延展性Ductility高,對FPC使用於動態環境下,信賴度極佳. b. 低的表面稜線Low-profile Surface,對於一些Microwave電子應用是一利基.B. 缺點a. 和基材的附著力不好. b. 成本較高. c. 因技術問題,寬度受限.•電鍍法(Electrodeposited Method)A. 優點a. 價格便宜. b. 可有各種尺寸與厚度.B. 缺點. a. 延展性差, b. 應力極高無法撓曲又很容易折斷.厚度單位1.0 (oz)的定義是一平方呎面積單面覆蓋銅箔重量1 oz (28.35g)的銅層厚度經單位換算 35 微米 (micron)或1.35 mil.常用銅箔規格:>4.5>4.5>6.0>10伸縮率(%)>15>15>30>30抗張力Klb/in 212183672厚度(um)1/3 oz1/2 oz 1 oz 2 oz Type3.膠片(Prepreg)膠片是由環氧樹脂 Epoxy Resin 和玻璃纖維布 Glass fiber 所組而成在液態時稱為清漆或稱凡立水(Varnish) 或稱為 A-stage , 玻璃布在浸膠半乾成膠片後再經高溫軟化液化而呈現黏著性用於雙面基板製作或多層板之壓合用稱 B-stage B-stage prepreprepre g ,經此壓合再硬化而無法回復之最終狀態稱為 C-stage 。
PCB制程与原理

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IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
17. 防焊(綠漆)製作 (Solder Mask)
18. 浸金(噴錫……)製作(Electroless Ni/Au , HAL……)
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IAC Confidential
1.下料裁板(Panel Size)
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IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
11. 外層線路壓膜(Outlayer Dry Film Lamination)
12. 外層線路曝光 (Expose)
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IAC Confidential
典型多層板製作流程 - MLB
13. 外層線路曝光後(After Exposed)
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IAC Confidential
20.防焊曝光(Expose) 21.綠漆顯影(Develop)
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S/M A/W
IAC Confidential
22.印文字(Legend)
R105
WWEI 94V-0
23.噴錫(浸金……) (HAL,Immersion gold……)
WWEI 94V-0
R105
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IAC Confidential
9.疊板(Lay-up)
Layer 1 Layer 2 Layer 3 Layer 4
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Copper Foil Prepreg(膠片) Inner Layer Prepreg(膠片) Copper Foil
IAC Confidential
10.壓合(Lamination)
b. 镀金。多用于金手指部位(連接器的插接)。優越的導電性和抗氧化性。 c. 化學鎳金。穩定的接觸電導性。金鎳比:2~5um:100~150um d. 護銅劑OSP(Organic Solderability Preservatives )), 防氧化膜涂劑,優于其他表
lead-free(无铅)技术及发展趋势

表一:鉛在產品中的使用量
鉛在產品中的使用量
產品 蓄電池 其它氧化物(油畫 、玻璃和陶瓷產品 、 顏料和化學品) 彈藥 鉛箔紙 電纜覆蓋物 鑄造金屬 銅錠、銅坯 管道、彎頭和其它擠壓成型產品 焊錫(非電子焊錫) 電子焊錫 其它 使用量(%) 80.81 4.78 4.69 1.79 1.4 1.13 0.72 0.72 0.7 0.49 2.77
2、無鉛釬料的應用趨勢
針對鉛和鉛的化合物破壞環境,危害人體健康.現在,電子行業中全面實現無 鉛軟釬焊的需求越來越迫切,已經對整個行業形成巨大沖擊.無鉛軟釬焊技術,無 論對於釬焊材料廠商,還是對於電子產品制造商,都是一個挑戰,也是一個机遇. 隨著人類對環保意識的日益增強,在電子裝聯工藝中淘汰有鉛釬料已成為目 前國際電子業界關注的焦點,大範圍內禁止使用含鉛物質的呼聲越來越高,其日 本相關電子公司關於無鉛釬料的響應如下: ★ Hitachi(日立):1999年鉛的使用量僅是1997年的一半,計劃于2001年所有 產品完全實現無鉛. ★ Panasonic(松下):在2000財政年度實現全面標止使用含鉛釬料,到2001年 所有消費類電子產品實現無鉛. ★ Sony(索尼):1999年鉛的使用量僅是1996年的一半.到2001年,除高密度封 裝外,所有產品實現無鉛.並已經建議他們的供應商只提供無鉛材料和部件. ★ Toshiba(日本東芝):計劃于002年在所有蜂窩電話的生產中實現無鉛. ★ NEC:在世界上率先推出三使用無鉛主板的筆記本電腦,采用的是sn-zn釬 料.下一步計劃在台式電腦主板制造中實現無鉛.已經聲明2002年的鉛使用量將 只是1997年的一半. ★ Fujitsu(富士):計劃于2002年在所有產品中實現無鉛.不僅涉及Fujitsu自己 制造的產品而且涉及供應商.其計劃步驟為:2000年10月完成大規模隼成電路產 品無鉛生產線的改造;2001年12月Fujitsu所有產品的一半印刷電路實現無 鉛;2002年12月全面無鉛.
无铅产品生产流程及标识操作指引

XXX 电子(深圳)有限公司
文件名称:
文件编号
XXXE-C-069
文件版本
01
制定部门
无铅产品流程和标识操作 指引
制定日期 修改日期
页次
2006-05-19
/ 第3页 共 10 页
制定人员 审核
核准
生技部 XXX
标准; 4.6 研发部:新产品开发使用无铅环保材料、能应用无铅技术工艺,ERP无铅料P/N的建立。 5.0 作业程序 5.1 标识及流程
文件编号
XXXE-C-069
文件版本
01
制定部门
无铅产品流程和标识操作 指引
制定日期 修改Βιβλιοθήκη 期页次2006-05-19
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制定人员 审核
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生技部 XXX
1.0 目的 1.1 确保无铅产品实现的每个过程的状态和类别得到识别,防止不同类别、不同状态的原材料、 半成品、成品的误用。 1.2 指出无铅产品的流程及生产注意事项。
5.1.1 采购 a: 通知供货商提供无铅环保料的标准及来料标识。 b: 供货商提供样品、各类检验报告及<环境关联物质不使用保证书>。 c: 工程部无铅样品的检验确认。 d: 确认后的物料由 ERP 更改无铅产品 BOM 的 P/N 及描述,(原则上是在原 P/N 后加”L”)。 e: 对于特殊的物料或供货商,采购应组织工程质量部门对供货商的无铅生产流程进行审核 确认。
5.1.2 收货 a: 供应商送货人员将送货单交给暂收仓收货人员,收货人员接收后,核对送货单上的订 单号、物料编号、物料名称、数量等和实物一致。 b: 出货资料是否齐全,包括送货单,出货检查成绩表,批号清单等。 c: 收货员核对资料无误后,点收数量,通知供应商将物料拉进暂收仓相应位置分类摆放。 d: 如果收料时有尾数的 IC、PCB 等静电敏感和易氧化物料时,收料后必须及时入库并真 空包装后贮存,(有需要要将材料放入防潮箱中贮存)。 e: 如来料是锡浆,胶水等要冷藏的物料,必须立即送往摆放在原料仓的雪柜内,并开 出来料验收单交与品管部 IQC 段检查
FPC制程介绍

沖型 Blanking
印刷 Screen Printing
表面黏著/組裝 SMT & Assembly
電測/目檢 Elec.-test & Visual Inspection
Chesive Base Film Adhesive Copper
Adhesive Coverlay
Permissible Limit 容許極限 100 ppm
1000 ppm
1000 ppm 1000 ppm 1000 ppm
Multiple e-test & visual
主要設備:空板電測機 對已沖型之空板產品人工
利用5倍放大鏡進行外觀檢 查,分离良品與不良品.判斷 不良項目及數量,分類統計形成品質報告,並反饋 到前制程以方便改善措施之及時執行. 電測通過制具通過探針給線路兩端通電,測出產品空 板性能,分離短路.斷路等不良品,統計數量並分析原 因,并將不良品剔除. 貼合背膠等固定產品之零件等.
Grinding-treatment
主要設備: 刷磨機;微蝕槽;水洗槽.加熱系統;
作用:清潔表面氧化膜.使板面 平整性均一,一般用於貼乾膜前 或化鍍金之表面處理。
流程(原理) 流程:酸性脫酯水洗磨刷水洗吹乾 原理:刷磨輪在高速轉動下,刷磨輪與板 面的快速摩擦將板面磨平整(先粗後細800 1000目)
不導電,起到絕緣作用,通過NC,衝型後在上面已形成 圓型方形開口,使用假接著機將CVL貼在銅箔上,假接 著機上有定位PIN.CVL与銅箔上定位孔準確定位,使用 一定的壓力及溫度使二者貼合在一起再經過人工校正 定位,貼加強片等完成作業
CVL Lamination
主要設備:快速壓合機.真空壓合 將已貼合的CVL与銅箔經過 高溫高壓緊密附合,壓合機為 高溫高壓設備.將貼有CVL的 銅箔放在壓合機工作臺上.利用其高溫高壓將CVL中的
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•
Scope 范围 This standard is a collection of visual quality acceptability requirement for electronic assemblies (e.g. PCBA). 该标准收集了电子组装件(如PCBA)的外观质量可接收标准。 Classification 等级 >>Class 1 -- General Electronic Products 等级1--一般电子产品 Includes consumer products, some computer and computer peripherals suitable for applications where cosmetic imperfections are not important and the major requirement is function of completed electronics. 包括消费类产品, 某些计算机和计算机外围设备.用于这些产品的印制板其 外观缺陷并不重要,主要要求是印制板的功能.
Standardized outline for joint of PTH components including top and bottom side are acceptable for tin-lead and lead-free
标准的通孔元件焊点即可介绍(包含Top, Bottom面)
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Lead Free Workmanship Standard
Prepared by Changdeng Lin
Flextronics Corporate Presentation
Training Introduction
2013/4/24
• Purpose 目的 1. To provide a basic lead free knowledge for visual quality acceptability requirement for electronic assemblies. 提供了关于电子组装件的无铅外观质量可接收标准的基础知识。 2. To provide comparison of workmanship standard between Tin-Lead and LeadFree product. 提供有铅与无铅产品工作质量标准的区别.
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
3. BGA Components
Tin-Lead:
Collapse solder ball are not acceptable. 锡球坍塌不可接受.
• Reference Document 参考文件 IPC-A-610D Acceptability of Electronic Assemblies.电子组装件接受标准.
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Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
Lead-Free:
Collapse solder ball are acceptable. 无铅制程中允许焊球坍塌.
9
Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
4. PTH Components
•
3
Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
>>Class 2– Dedicated Sevice Electronic Products. 等级2--一专用服务电子产品. Includes communications equipment, sophisticated business machines, and instruments where high performance and extended life is required and uninterrupted service is desired but not critical. Certain cosmestic imperfections are allowed. 包括通讯设备,高级商用机器和仪器.这些产品要求高性能和长寿命,同时希望能 够不间断地工作,但这不是关键要求.允许有某些外观缺陷.
Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
Lead Free: •The bottom of the tear is visible. 可见的热撕裂的底部 • The tear or shrink hole does not contact the lead, land or barrel wall. 热撕裂或收缩孔不触及到引脚,焊盘或通孔内壁.
Lead-Free:
Lead free alloys are more likely to have: • Surface roughness (grainy or dull). • Greater wetting contact angles. 无铅合金呈现以下特点: 表面粗糙(颗粒状或灰暗色). 润湿角较大.
Lead-Free:
Lead free alloys are more likely to have: • Surface roughness (grainy or dull). • Greater wetting contact angles. 无铅合金呈现以下特点: 表面粗糙(颗粒状或灰暗色). 润湿角较大.
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement omponents
Tin-Lead:
Typical tin-lead connections have from a shiny to a satin luster, generally smooth appearance and exhibit wetting as exemplified by a concave meniscus between the objects being soldered. The wide range of solder alloys in use may exhibit from low or near zero degree contact angles to nearly 90° contact angles as typical. 典型的有铅焊点呈现光泽,光滑的表面,并使焊盘 与焊接零件有良好的弯月型润湿,表面形状呈凹面状. 焊点形成一个小于或等于90度的连接角.
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Flextronics Corporate Presentation
Solder Joint Requirement Discrepancy
2013/4/24
Connatural Property For Lead Free Solder Joint
•Surface roughness (grainy, dull or ruffly), sight crack. It is caused by connatural property of solder alloys. Can not be decided for defect. 无铅焊点表面灰暗,常有起皱和轻微裂纹,这是 材料固有特性,一般不能判断为缺陷。 •More larger void in inner solder alloy. 25% or less voiding is acceptable. It will not affect component reliability 无铅焊点内部孔洞较大,只要不超过体积的25 %即不能判断为缺陷,孔洞不影响可靠性。 •Less Fillet lifting caused by shrinking of lead free solder alloy is acceptable while it should meet wetting and visual requirement. 无铅通孔插装焊点会有收缩导致的焊角翘离,只要 润湿和外观良好,一般不能判断为缺陷。
Normally, Class 2 is used in our company.
本公司一般用二级标准
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Flextronics Corporate Presentation
IPC-A-610D Introduction
2013/4/24
>>Class 3– High Performance Electronic Products. 等级3--一高性能的电子产品. Includes the equipment and products where continued performance or performance-on-demand is critical. Equipment downtime cannot be tolerated and must function when required, such as in life support items or flight control systems. Assemblies in this class are suitable for applications where continued performance or performance –on-demand is critical. 持续包括要求连续工作或所要求的性能很关键的那些设备和产品.对这些设备(例 如生命支糸统或飞行控制糸统)来说,不允许出现停机时间,并且一旦需要就必须工作. 本等级的印制板适合应用在那些要求高度质量保证且服务是极其重要的产品.