制程設計

表面黏著(zhù)組裝制程，特別是針對微小間距組件，需要不斷的監視制程，及有系統的檢視。舉例說(shuō)明，在美國，焊錫接點(diǎn)品質(zhì)標準是依據 IPC-A-620及國家焊錫標準 ANSI / J-STD-001。了解這些準則及規范后， 設計者才能研發(fā)出符合工業(yè)標準需求的產(chǎn)品。

量產(chǎn)設計

量產(chǎn)設計包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測性及可靠性，而且是以書(shū)面文件需求為起點(diǎn)。 一份完整且清晰的組裝文件，對從設計到制造一系列轉換而言，是絕對必要的也是成功的保證。其相關(guān)文件及CAD數據清單包括材料清單(BOM)、合格廠(chǎng)商名單、組裝細節、特殊組裝指引、PC板制造細節及磁盤(pán) 內含 Gerber資料或是 IPC-D-350程序。  在磁盤(pán)上的CAD資料對開(kāi)發(fā)測試及制程冶具，及編寫(xiě)自動(dòng)化組裝設備程序等有極大的幫助。其中包含了X -Y軸坐標位置、測試需求、概要圖形、線(xiàn)路圖及測試點(diǎn)的X-Y坐標

PC板品質(zhì)

從每一批貨中或某特定的批號中，抽取一樣品來(lái)測試其焊錫性。這PC板將先與制PC上標定的品質(zhì)規范相比對。接下來(lái)就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。在評估焊點(diǎn)的品質(zhì)的同時(shí)，也要一起評估PC板在經(jīng)歷回焊后外觀(guān)及尺寸的反 應。同樣的檢驗方式也可應用在波峰焊錫的制程上。

組裝制程發(fā)展

這一步驟包含了對每一機械動(dòng)作，以肉眼及自動(dòng)化視覺(jué)裝置進(jìn)行不間斷的監控。舉例說(shuō)明，建議使用雷射 來(lái)掃描每一PC板面上所印的錫膏體積。  在將樣本放上表面黏著(zhù)組件(SMD) 并經(jīng)過(guò)回焊后，品管及工程人員需一一檢視每組件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細紀錄被動(dòng)組件及多腳數組件的對位狀況。在經(jīng)過(guò)波峰焊錫制程后，也需要在仔細檢視 焊錫的均勻性及判斷出由于腳距或組件相距太近而有可能會(huì )使焊點(diǎn)產(chǎn)生缺陷的潛在位置。

細微腳距技術(shù)

細微腳距組裝是一先進(jìn)的構裝及制造概念。組件密度及復雜度都遠大于目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品，若是要進(jìn)入量 產(chǎn)階段，必須再修正一些參數后方可投入生產(chǎn)線(xiàn)。  舉例說(shuō)明，細微腳距組件的腳距為 0.025“或是更小，可適用于標準型及ASIC組件上。對這些組件而言其工業(yè)標準有非常寬的容許誤差，就(如圖一)所示。正因為組件供貨商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊 墊尺寸必須要為此組件量身定制，或是進(jìn)行再修改才能真正提高組裝良率。

焊墊外型尺寸及間距一般是遵循 IPC-SM-782A的規范。然而，為了達到制程上的需求，有些焊墊的形狀及尺寸會(huì )和這規范有些許的出入。對波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會(huì )稍微大一些，為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的組件而言，適度的調整焊墊尺寸是有其必要的。

表面黏著(zhù)組件放置方位的一致性

盡管將所有組件的放置方位，設計成一樣不是完全必要的，但是對同一類(lèi)型組件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。對一復雜的板子而言有接腳的組件，通常都有相同的放置方位以節省時(shí)間。原因是因為放置組件的抓頭通常都是固定一個(gè)方向的，必須要旋轉板子才能改變放置方位。致于一般表面黏著(zhù)組件則因為放置機的抓頭能自由旋轉，所以沒(méi)有這方面的問(wèn)題。但若是要過(guò)波峰焊錫爐，那組件就必須統一 其方位以減少其暴露在錫流的時(shí)間。  一些有極性的組件的極性，其放置方向是早在整個(gè)線(xiàn)路設計時(shí)就已決定，制程工程師在了解其線(xiàn)路功能后，決定放置組件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的組件都是可以增進(jìn)其效率的。 若是能統一其放置方位，不僅在撰寫(xiě)放置組件程序的速度可以縮短，也同時(shí)可以減少錯誤的發(fā)生。

一致(和足夠)的組件距離

全自動(dòng)的表面黏著(zhù)組件放置機一般而言是相當精確的，但設計者在嘗試著(zhù)提高組件密度的同時(shí)，往往會(huì )忽略掉量產(chǎn)時(shí)復雜性的問(wèn)題。舉例說(shuō)明，當高的組件太靠近一微細腳距的組件時(shí)，不僅會(huì )阻擋了檢視接腳焊 點(diǎn)的視線(xiàn)也同時(shí)阻礙了重工或重工時(shí)所使用的工具。  波峰焊錫一般使用在比較低、矮的組件如二極管及晶體管等。小型組件如SOIC等也可使用在波峰焊錫上， 但是要注意的是有些組件無(wú)法承受直接暴露在錫爐的高熱下。

為了確保組裝品質(zhì)的一致性，組件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個(gè)接點(diǎn)，高的組件要和低、矮的組件，保持一定的距離以避免遮蔽效應。若是距離不足，也會(huì )妨礙到 組件的檢視和重工等工作。  工業(yè)界已發(fā)展出一套標準應用在表面黏著(zhù)組件。如果有可能，盡可能使用符合標準的組件，如此可使設計者能建立一套標準焊墊尺寸的數據庫，使工程師也更能掌握制程上的問(wèn)題。設計者可發(fā)現已有些國家建立 了類(lèi)似的標準，組件的外觀(guān)或許相似，但是其組件之引腳角度卻因生產(chǎn)國家之不同而有所差異。舉例說(shuō)明， SOIC組件供應者來(lái)自北美及歐洲者都能符合EIZ標準，而日本產(chǎn)品則是以EIAJ為其 外觀(guān)設計準則。要注意的是就算是符合EIAJ標準，不同公司生產(chǎn)的組件其外觀(guān)上也不完全相同。

為提高生產(chǎn)效率而設計

PCBA板子的組裝可以是相當簡(jiǎn)單，也可是非常復雜，全視組件的形態(tài)及密度來(lái)決定。一復雜的設計可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設計者沒(méi)注意到制程細節的話(huà)，也會(huì )變得非常的困難的。組裝計劃必須一開(kāi)始在設計的時(shí)候就考慮到。通常只要調整組件的位置及置放方位，就可以增加其量產(chǎn)性。若是一PC板 尺寸很小，具不規則外形或有組件很靠近板邊時(shí)，可以考慮以連板的形式來(lái)進(jìn)行量產(chǎn)。

測試及修補

通常使用桌上小型測試工具來(lái)偵測組件或制程缺失是相當不準確且費時(shí)的，測試方式必須在設計時(shí)就加以考慮進(jìn)去。例如，如要使用ICT測試時(shí)就要考慮在線(xiàn)路上，設計一些探針能接觸的測試點(diǎn)。測試系統內有事先寫(xiě)好的程序，可對每一組件的功能加以測試，可指出那一組件是故障或是放置錯誤，并可判別焊錫接點(diǎn)是否良好。在偵測錯誤上還應包含組件接點(diǎn)間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現象。  若是測試探針無(wú)法接觸到線(xiàn)路上每一共通的接點(diǎn)(common junction)時(shí)，則要個(gè)別量測每一組件是無(wú)法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴(lài)自動(dòng)化測試設備的探針，來(lái)量測所有線(xiàn)路上相通的點(diǎn)或組件間相聯(lián)的線(xiàn)。若是無(wú)法這樣做，那退而求其次致少也要通過(guò)功能測試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞 了再說(shuō)。

若是測試探針無(wú)法接觸到線(xiàn)路上每一共通的接點(diǎn)(common junction)時(shí)，則要個(gè)別量測每一組件是無(wú)法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴(lài)自動(dòng)化測試設備的探針，來(lái)量測所有線(xiàn)路上相通的點(diǎn)或組件間相聯(lián)的線(xiàn)。若是無(wú)法這樣做，那退而求其次致少也要通過(guò)功能測試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞 了再說(shuō)。  ICT測試是依不用產(chǎn)品制作不同的冶具及測試程序，若在設計時(shí)就考慮到測試的話(huà)，那產(chǎn)品將可以很容易的檢測每一組件及接點(diǎn)的品質(zhì)。(圖二)所示為可以目視看到的焊錫接點(diǎn)不良。然而，錫量不足及非常小的 短路則只有依賴(lài)電性測試來(lái)檢查。

表面黏著(zhù)組裝制程，特別是針對微小間距組件，需要不斷的監視制程，及有系統的檢視。舉例說(shuō)明，在美國，焊錫接點(diǎn)品質(zhì)標準是依據 IPC-A-620及國家焊錫標準 ANSI / J-STD-001。了解這些準則及規范后， 設計者才能研發(fā)出符合工業(yè)標準需求的產(chǎn)品。

量產(chǎn)設計

量產(chǎn)設計包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測性及可靠性，而且是以書(shū)面文件需求為起點(diǎn)。 一份完整且清晰的組裝文件，對從設計到制造一系列轉換而言，是絕對必要的也是成功的保證。其相關(guān)文件及CAD數據清單包括材料清單(BOM)、合格廠(chǎng)商名單、組裝細節、特殊組裝指引、PC板制造細節及磁盤(pán) 內含 Gerber資料或是 IPC-D-350程序。  在磁盤(pán)上的CAD資料對開(kāi)發(fā)測試及制程冶具，及編寫(xiě)自動(dòng)化組裝設備程序等有極大的幫助。其中包含了X -Y軸坐標位置、測試需求、概要圖形、線(xiàn)路圖及測試點(diǎn)的X-Y坐標。

PC板品質(zhì)

從每一批貨中或某特定的批號中，抽取一樣品來(lái)測試其焊錫性。這PC板將先與制造廠(chǎng)所提供的產(chǎn)品資料及IPC上標定的品質(zhì)規范相比對。接下來(lái)就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。在評估焊點(diǎn)的品質(zhì)的同時(shí)，也要一起評估PC板在經(jīng)歷回焊后外觀(guān)及尺寸的反 應。同樣的檢驗方式也可應用在波峰焊錫的制程上。

組裝制程發(fā)展

這一步驟包含了對每一機械動(dòng)作，以肉眼及自動(dòng)化視覺(jué)裝置進(jìn)行不間斷的監控。舉例說(shuō)明，建議使用雷射 來(lái)掃描每一PC板面上所印的錫膏體積。    在將樣本放上表面黏著(zhù)組件(SMD) 并經(jīng)過(guò)回焊后，品管及工程人員需一一檢視每組件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細紀錄被動(dòng)組件及多腳數組件的對位狀況。在經(jīng)過(guò)波峰焊錫制程后，也需要在仔細檢視 焊錫的均勻性及判斷出由于腳距或組件相距太近而有可能會(huì )使焊點(diǎn)產(chǎn)生缺陷的潛在位置。

細微腳距技術(shù)

細微腳距組裝是一先進(jìn)的構裝及制造概念。組件密度及復雜度都遠大于目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品，若是要進(jìn)入量 產(chǎn)階段，必須再修正一些參數后方可投入生產(chǎn)線(xiàn)。  舉例說(shuō)明，細微腳距組件的腳距為 0.025“或是更小，可適用于標準型及ASIC組件上。對這些組件而言其工業(yè)標準有非常寬的容許誤差，就(如圖一)所示。正因為組件供貨商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊 墊尺寸必須要為此組件量身定制，或是進(jìn)行再修改才能真正提高組裝良率。    焊墊外型尺寸及間距一般是遵循 IPC-SM-782A的規范。然而，為了達到制程上的需求，有些焊墊的形狀及尺寸會(huì )和這規范有些許的出入。對波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會(huì )稍微大一些，為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的組件而言，適度的調整焊墊尺寸是有其必要 的。

表面黏著(zhù)組件放置方位的一致性

盡管將所有組件的放置方位，設計成一樣不是完全必要的，但是對同一類(lèi)型組件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。對一復雜的板子而言有接腳的組件，通常都有相同的放置方位以節省時(shí)間。原因是因為放置組件的抓頭通常都是固定一個(gè)方向的，必須要旋轉板子才能改變放置方位。致于一般表面黏著(zhù)組件則因為放置機的抓頭能自由旋轉，所以沒(méi)有這方面的問(wèn)題。但若是要過(guò)波峰焊錫爐，那組件就必須統一 其方位以減少其暴露在錫流的時(shí)間。  一些有極性的組件的極性，其放置方向是早在整個(gè)線(xiàn)路設計時(shí)就已決定，制程工程師在了解其線(xiàn)路    功能后，決定放置組件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的組件都是可以增進(jìn)其效率的。若是能統一其放置方位，不僅在撰寫(xiě)放置組件程序的速度可以縮短，也同時(shí)可以減少錯誤的發(fā) 生。

一致(和足夠)的組件距離

全自動(dòng)的表面黏著(zhù)組件放置機一般而言是相當精確的，但設計者在嘗試著(zhù)提高組件密度的同時(shí)，往往會(huì )忽略掉量產(chǎn)時(shí)復雜性的問(wèn)題。舉例說(shuō)明，當高的組件太靠近一微細腳距的組件時(shí)，不僅會(huì )阻擋了檢視接腳焊 點(diǎn)的視線(xiàn)也同時(shí)阻礙了重工或重工時(shí)所使用的工具。  波峰焊錫一般使用在比較低、矮的組件如二極管及晶體管等。小型組件如SOIC等也可使用在波峰焊錫上， 但是要注意的是有些組件無(wú)法承受直接暴露在錫爐的高熱下。  為了確保組裝品質(zhì)的一致性，組件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個(gè)接點(diǎn)，高的組件要和低、矮的組件，保持一定的距離以避免遮蔽效應。若是距離不足，也會(huì )妨礙到 組件的檢視和重工等工作。  工業(yè)界已發(fā)展出一套標準應用在表面黏著(zhù)組件。如果有可能，盡可能使用符合標準的組件，如此可使設計者能建立一套標準焊墊尺寸的數據庫，使工程師也更能掌握制程上的問(wèn)題。設計者可發(fā)現已有些國家建立了類(lèi)似的標準，組件的外觀(guān)或許相似，但是其組件之引腳角度卻因生產(chǎn)國家之不同而有所差異。舉例說(shuō)明， SOIC組件供應者來(lái)自北美及歐洲者都能符合EIZ標準，而日本產(chǎn)品則是以EIAJ為其外觀(guān)設計準則。要注 意的是就算是符合EIAJ標準，不同公司生產(chǎn)的組件其外觀(guān)上也不完全相同。

為提高生產(chǎn)效率而設計

組裝板子可以是相當簡(jiǎn)單，也可是非常復雜，全視組件的形態(tài)及密度來(lái)決定。一復雜的設計可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設計者沒(méi)注意到制程細節的話(huà)，也會(huì )變得非常的困難的。組裝計劃必須一開(kāi)始在設計的時(shí)候就考慮到。通常只要調整組件的位置及置放方位，就可以增加其量產(chǎn)性。若是一PC板 尺寸很小，具不規則外形或有組件很靠近板邊時(shí)，可以考慮以連板的形式來(lái)進(jìn)行量產(chǎn)。

測試及修補

通常使用桌上小型測試工具來(lái)偵測組件或制程缺失是相當不準確且費時(shí)的，測試方式必須在設計時(shí)就加以考慮進(jìn)去。例如，如要使用ICT測試時(shí)就要考慮在線(xiàn)路上，設計一些探針能接觸的測試點(diǎn)。測試系統內有事先寫(xiě)好的程序，可對每一組件的功能加以測試，可指出那一組件是故障或是放置錯誤，并可判別焊錫接 點(diǎn)是否良好。在偵測錯誤上還應包含組件接點(diǎn)間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現象。  若是測試探針無(wú)法接觸到線(xiàn)路上每一共通的接點(diǎn)(common junction)時(shí)，則要個(gè)別量測每一組件是無(wú)法辦到的。特別是針對微細腳距的組裝，更需要依賴(lài)自動(dòng)化測試設備的探針，來(lái)量測所有線(xiàn)路上相通的點(diǎn)或組件間相聯(lián)的線(xiàn)。若是無(wú)法這樣做，那退而求其次致少也要通過(guò)功能測試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞 了再說(shuō)。  ICT測試是依不用產(chǎn)品制作不同的冶具及測試程序，若在設計時(shí)就考慮到測試的話(huà)，那產(chǎn)品將可以很容易 的檢測每一組件及接點(diǎn)的品質(zhì)。