《SMT设备与技术》2011年第2期

行业需要一份真正的SMT学术期刊，那正是我们的目标！ 国际电子工业联接协会

联合出品

®

双月刊 2011年3/4月刊

2

刊首语： “我就是做我喜欢并擅长做的事情，每个人都可以做得到” ━Steve Wozniak 新闻：IPC APEX EXPO 2011——250多种新产品争香斗艳 报导：IPC 2011全国手工焊接大赛拉开序幕 标准：两本IPC标准更新影响之考究--聚焦IPC-A-610E和IPC J-STD-001E 技术：铜锡金属化合物晶体及其在细节距器件手工返工时(连载之三) 图形电镀孔内无铜的产生原因分析研究

目录

Contents

IPCEMAC主题研讨会 IPCEMAC Technical Conference P7 第三届IPCEMAC中国电子制造年会完满结束 P8 610&001版本实际应用讲座 P8 ESD讲座报导 P9 IPC 1720 第一次联合会议成功举行

Q&ATGAsia P14-15 TGAsia论坛精彩对话之关于焊球的一些相关问题

手工焊接竞赛Hand Soldering Competition P16 IPC 2011全国手工焊接大赛拉开序幕

IPC中国SMEMA理事会成员名单 Frank Wang Asymtek 中国大中华区总经理 Allen Huang 英国得可印刷机有限公司上海代表处大中华区总经理 Marc Peo Heller Technologies总裁 Hamed EL-ABD WKK经销有限公司执行董事 孙志明 深圳市劲拓自动化设备有限公司销售总监 杨福彦 西门子电子装配系统有限公司市场总监 鲍 伟 深圳市凯意科技有限公司高级产品应用经理 Dick Kam 佳力科技首席执行官CEO

SMT技术发展趋势SMT Evolvement P10-13 大尺寸IC器件高温变形及影响因素研究 P18-21 铜锡金属化合物晶体及其在细节距器件手工返工时微桥 接形成中的作用(待续)

Sin Kin Keong Speedline Technologies中国区业务经理 蔡节培 维多利绍德上海代表处中国首席代表 谢健浩 德国埃莎亚太区办事处副总经理 向晓平 毕梯优电子(上海)有限公司销售总监 史建卫 日东电子科技（深圳）有限公司技术总监

IPC标准IPC Standard P22 两本IPC标准更新影响之考究--聚焦IPC-A-610E和IPC J-STD-001E

Roger Lee 富士德科技有限公司CEO 王 健 美亚科技华南区销售总经理 Pelle Wennerlund MYDATA automation AB 中国区董事总经理 陈宏俊 Okinternational北亚区销售总监 赵 丽 日联科技副总经理 顾星良 KIC中国华东区总经理 周 林 深圳德森精密设备有限公司总经理 Leo Huang 安捷伦科技有限公司 伍绍贤 东莞市神州视觉科技有限公司

新闻News P24 得可将携最新技术亮相APEX 2011展：经得起实战的技术 P25 IPC APEX EXPO 2011——250多种新产品争香斗艳 P25 MYDATA发布全新高速系列贴片机 P26 面向高度混合电子生产环境的全新 SIPLACE 设置理念--物 料随机设置 P27 请充分利用当前的额外折旧

会员风采Members Show P28-30 深圳周氏胶辊有限公司 东阳产品(香港)有限公司东阳电路板有限公司 迈德特表面贴装技术（上海）有限公司

IPC培训与认证IPC Certification P31 IPC中国认证课程公开班时间安排

调查Survey P32

编委会 钟秉刚

David Bergman 技术顾问 刘春光 主编 JamesLiu@ipc.org 姚文磊 编辑 JasonYao@ipc.org 季伟健 设计 WendyWeijian@ipc.org 电话（021）54973435 传真（021）54973437

上海市谈家渡路28号盛泉大厦16AB 200063

华东、华北、华南、西南四大赛区争夺年度总决赛入场券! 各赛区前三名选手将获得荣誉证书及丰厚奖金!

2011 IPC手工焊接竞赛 IPC Hand soldering competition

咱们工人有技术才是有力量

烽火再燃，一展技能，一争高下。 华东地区比赛将于苏州电路板/表面贴装展期间隆重举办 比赛地点：苏州国际博览中心(苏州工业园区现代大道博览广场-金鸡湖边) 比赛时间：5月11日-12日

敬请期待... 欲知详情请联系IPC中国：沈懿俊先生，电话：（8621）5497 3435-615，邮箱：BillyShen@ipc.org

Association Connecting Electronics Industries

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手工焊接中的七种不良习惯 用力过大 不恰当的焊接热桥 错误的烙铁头尺寸 过高的温度 助焊剂使用不当 焊接转移 不必要的返工返修 play

我们循循善诱

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我们不厌其烦

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我们助您拨云见天

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面向未来. 今天您所需的可能不适于您的明天。那就是为什么 Horizon给予您充分的自由，配置您的丝网印刷机 一如您为赢得未来生产力优势所需要的。相当简单： 您从一系列先进的标准配置开始，然后从广泛的配 件中进行选择以增强产量，良率和生产力从而优化 性能和价值。

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刊首语Between The Lines

“我就是做我喜欢并擅长做的事情，每个人都可以做得到” Steve Wozniak IPC APEX EXPO 上最大

你除了能从Wozniak那得到启发和灵感外，也会

的亮点之一是苹果电脑的合伙

在展厅内看到形形色色的产品。到产品目录截止日，

创始人Steve Wozniak的关于

我们收到了198种新产品的提交！创新技术中心是给具

如何在一个技术环境下培养创

有重大创新价值的新产品一个评选区域，此次接纳的

造力的免费主题演讲。他是多

新产品数量创了新纪录。不管是光板生产商还是组装

么多才多艺啊！如果你上他的

生产商，每个行业的领袖都将出现在此次展会上——

网站www.woz.org读他的信，你会发现他是多么爱开

从大型贴片设备制造商到展示诸如太阳能光伏或检

玩笑，却又是个聪明的工程师，一个有责任心的市民

验等新技术的新公司。琳琅满目的产品定让你目不暇

和一个真正的励志人物。我希望曼德雷海湾大饭店能

接。

Denny McGuirk IPC 总裁

让他进来——他的网站上有个关于美国联邦经济情报

IPC为能最大化你观看展会的体验，投入了大量

局采访其在赌场内使用2美元

精力和财力为你开发各种工具

账单的故事——这就是率性的

和资源。今年我们开发了一项

Wozniak。在展会上能请到他

个 人 参 展 规 划 和 网 络 工 具 ——

来真是我们的莫大荣幸。

你一旦注册，即可登录www.

如果你不熟悉造势，

IPCAPEXEXPO.org/my-show。

你很可能认为展会中有没有

我们也为你带来了太阳能生活和

Wozniak这样的人无足轻重。

组装馆、一个免费的工艺缺陷症

那你就大错特错了。IPC花了

所和聚焦免费教育的恳谈会等

重金把Woz请过来。（要请他

等。

来可是相当来之不易，他确实

我现在唯一要的另一样东西

差点就错过了，但他说他想与

就是台倒计时钟，因为连我自己

“他的人民”对话，即电子工

都有些等不及了。就让Wozniak

程师们）。IPC APEX EXPO 在

的话来激励我们，迎接这个盛会

一个相当成熟的产业里无疑是

吧：“我从未想过改变世界的方

一场盛会。为什么我们要如此

法，抑或做些大事，扬名立业，

投入一场主题演讲呢？简单的说，我们立志要为参与

或者赚个大钱。我就是做我喜欢并擅长做的事情，每

者奉献一场终身难忘的、无与伦比的参展体验。

个人都可以做得到。说实话，我在进大学时甚至没想

我们从未停止过对这项展会的投资，就像你们从

过会去做电脑。我想我会成为当年那些普普通通工程

未停止过对新技术和研究的投资。我相当自信，如果

师中的一份子。总有些新生事物会火起来并且创造价

你参加了今年的展会，你将来一定会来了又来。

值。千万别三分钟热度，那就什么都做不成。”

6 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

IPCEMAC主题研讨会IPCEMAC Technical Conference

第三届IPCEMAC中国电子制造年会完满结束 由IPC-国际电子工业联接协会和德国慕尼黑国际博览集团联手推出IPCEMAC2011中国电子制造年会于3月16日至17日在上 海浦东新国际博览中心如期举行。此次论坛主题分为太阳能组装和绿色制造两大主题，参会人数达100多人，分别来自国内 外知名电子制造厂商、电子产品设计厂家、原材料提供商等电子制造产业链的众多工程师及专家。 嘉宾演讲·倾情演绎 此次主题研讨会的演讲嘉宾来自电子制造产业链各个企业，如伟 创力，Esamber屹博电子，SGS通标标准技术服务有限公司，Cisco思 科，KXI深圳ত琦，3M中国研发中心，早稻田大学，深圳崇达多层线 路板有限公司，Indium，华为，MYDATA等。嘉宾们的精彩演讲为大 家呈献了一场技术上的饕餮盛宴分别针对太阳能组转发展、绿色制造 带来的检测和工艺问题进行了探讨。工程师们也抓紧宝贵的现场机 会，积极向各位专家同仁提问切磋，现场气氛十分热烈。 嘉宾演讲 参会工程师互动·沟通无限 工程师们和专家在享用茶歇时也没有闲着，纷纷聚集在一起交流自己的想法，彼此沟通。休息处也是人头攒动，大家相 互咨询行业信息，广泛结交行业友人，在其乐融融的氛围中沟通想法。有的公司还现场初步确定了合作意向，收货颇丰。

提问环节·头脑风暴·碰撞思维 提问环节是碰撞思维，擦出火花的最佳机 会，参会工程们就各种各样的问题踊跃提问， 嘉宾们也纷纷热情地予以解答。大家纷纷表示 这样的学习和交流机会正是自己所期待的，一 些代表还坦言嘉宾的回答对他们极具启发，解 除了心头之惑，了解了行业趋势动态，可谓不 虚此行。 互动和提问环节

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 7

讲座Lecture

610&001版本实际应用讲座

ESD讲座报导

在这个春风拂面的

2011年3月15日IPCEMAC活动之一的IPC ESD应用讲座于

三月，IPC和德国慕尼黑

上海新国际博览中心顺利召开，本次讲座吸引了来自通用

强强联手，共同推行的

汽车、博世汽车部件、南京德朔、刻意创建、中国航天科

CMEAC2011（中国电子制

技集团、科瑞森科技、RadiSys、鸿城电子、富士康等多家

造年会）活动在上海如期

知名公司前来参加。

开办。IPCEMAC每年的三

本次活动IPC邀请了必维国际检验集团ESD产品经理卿

月中旬，定期在上海举

松先生，为与会业界同仁清晰地解释ESD的成因及如何让

办，以此来满足整个中国

您的操

电子产业的需求。在活动

作员理

期间，电子业界各大企业

解ESD防

都积极参与进来。

护的原

在今年的活动中，3月16日的E2-M14会场，IPC

理及重

610E&001E版本更新与实际应用综合讲座备受瞩目。讲座开

要性，

始时，会场听众爆满；讲师上台时，掌声雷动。

避免电

一、 IPC-A-610的更新与实际应用讲座

子元器件和电子组件遭到损害。讲座覆盖了静电的基础知

3月16日，E2-M14会场，上午的演讲标题是

识、静电放电模型、静电标准、静电防护的技术和设备问

“IPC-A-610标准实际生产应用解析”。主讲师是上海Jabil

题、静电防护的检验和管理问题等诸多大家关心的ESD内

质量部主管及IPC 7-31bcn华东区主席，王人骅老师。

容。同时与会同仁还观看了IPC的ESD培训光碟，通过简单

王老师在演讲中，把IPC-A-610E的更新内容和在实际

的视频教学更为直观的了解了ESD防护的各个环节。

中具体应用，以PPT的形式展示给大家，并详细的讲解了

讲座期间大家均踊跃发言提问，卿松先生以其丰富的

PPT中的所涉及到得内容，以及现场回答了听众们在不明白

ESD防护知识和经验为大家答疑解惑。来自通用汽车的朱丽

的地方所提出的问题。终于使得听众满载而回！

荣说道： “因为从事供应商质量管理工作多年，接触过很

二 、IPC-J-STD-001的更新与实际应用讲座

多汽车电子供应商，深知ESD控制的重要性。 本次讲座的

下午，《IPC-J-STD-001E标准实际生产应用》讲座准

老师拥有丰富的ESD控制以及电子行业认证经验，讲课内容

时进行。由挪拉通科技（苏州）有限公司供应商管控主管

设计合理，深度适中，并指导性的介绍了国际通用的ESD

及IPC-J-STD-001的认证培训员（CIT），傅春益主讲。傅老

标准，对于学员今后更深入地学习ESD知识起到了很有效的

师先讲解了IPC-J-STD-001的主要内容和版本的变更情况。

铺垫作用。我和我的同事都感觉本次讲座达到了我们的预

再以列举实例来主导余下讲座，让听众也说出他们在生产

期。谢谢！ ”

过程中所遇到的问题，并给予建议，让听众们做到理论与 实际相结合，能更加融会贯通该标准。

卿松先生也就本次讲座和BVC与 IPC之间的合作谈了他的想法：“非常

最后是由IPC中国技术总监兼主任培训师（MIT）刘春

高兴能与贵协会合作，其实早就对贵

光演讲，他演讲的主题是《从IPC手工焊接竞赛看中国的电

协会有所了解，自06年参加美国ESDA

子制造》。他以去年IPC首届手工焊接大赛中的数据统计为

协会的ESD培训后，我就开始收集关

依据，讲解了当前中国的电子制造现状，并列出了在中国

于ESD的各种标准及培训资料等，当

电子制造的实际生产线上，导致产品可靠性的各大现实问

中就有贵协会在本次讲座中播放的ESD培训光碟，本次活动

题。提醒了在场听众，即各大企业的中坚力量以后应该的

中与现场客户展开了非常良好的互动交流，本次活动IPC及

注意的事项。

BVC早在两个月前就开始筹备，此间贵协会刘总监给予的高

8 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

讲座Lecture

度重视及现场工作人员的大力配合使得在本次活动取得了预期的效果，非常希望能有更多的机会与IPC开展更多的合作。” 本次ESD应用讲座的成功离不开BVC的支持，在此向BVC和卿松先生表示由衷的谢意。同时IPC也会更加致力于倾听业界 同仁的声音，邀请更多的业界专家为大家奉献更多更为精彩的讲座。

IPC 1720 第一次联合会议成功举行 2011年3月14日下午，IPC中国上海办公室，来自OEM，

经IPC美国总部授权，我们在上海召开OEM&EMS联合会议，

EMS的14家公司15位业内专家就IPC-1720A标准的更新和翻

第一次对1720中文翻译稿进行联合审核和更改意见的讨

译终审举行了一次联合会议，对1720A标准提出了突破性的

论。

见解。为此标准的发展起了重大作用！华为技术有限公司 技术管理经理，IPC OEM理事会主席唐卫东先生主持会议并 发言，其他参会公司和人员如下：

在联合会议期间各位参会人员根据自己的丰富经验， 大家各抒己见，给1720A这本标准提出了很多更改要求，根

CNANE 汤大伦；普天信息技术研究院有限公司 毛海

据中国EMS公司的一些习惯用法对部分内容的划分和用词进

彬；Eolane Technology (Suzhou) Co. Ltd. Kathy Wu；H3C 刘

行了修改，特别是在产品划分方面，大家增加了一些原本

常康；普天信息技术研究院有限公司 向东；上海贝尔股份

没有涉及到的内容如：医疗电子，交通运输等。当然在工

有限公司 曹艳玲；冠捷科技集团 翁才升；上海广电忠麟电

艺、测试方面也提出了很多建设性的意见。对于之前讨论

子企业有限公司 李建江；达丰电脑有限公司 王鑫；常州科

主要增加的方面如：EHS、ESD等方面大家都给予自己的见

瑞森科技有限公司 马昌信；利华科技（苏州）有限公司 周

解。

游；苏州市易德龙电器有限公司 顾良清/康明海；杭州纽创 电子有限公司 谷颖。

整个会议持续了4个小时，但是大家仍然意犹未尽，除

了标准之外，大家对OEM和EMS公司的合作都提出了自己的

IPC-1720A《组装资格认证纲要》用于OEM对EMS进行

想法，对于本次1720的联合会议都认为收获非常大，建议

技术认证的技术标准，2010年由IPC OEM理事会提出对其翻

IPC应该多举办这样的纵向合作的会议，让电子行业的每个

译的工作任务，在1720工作组成员的一致努力下2011年初

环节都参与到行业标准的制定中来，让IPC标准能真正代表

1720A的中文翻译工作终于告一段落。但是大家在翻译学习

业内的需求和心声！

的过程中发现这本标准中的要求已经和如今EMS行业的发 展脱节，不能真正反映出在审核工厂过程中每个公司的情

更多IPC-1720标准信息及会议情况，请电话联系IPC中

况，如果今后中文译本要在中国地区发行和使用除了需要

国上海办公室：沈懿俊先生，电话：021-54973435 ，邮

更改的一些措辞用法，增加新的要求也非常必要的，于是

箱：billyshen@ipc.org

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 9

SMT技术发展趋势SMT Evolvement

大尺寸IC器件高温变形及影响因素研究 作者：冯磊，孙清杰，杨巍华，秦振凯，罗美春 摘 要：随着器件封装向高密、集成、高性能方向发展，大尺寸、高I/O的器件不断涌现；并且随着电子产品无铅化的 推进，组装温度升高带来的回流变形成为影响组装质量的重要因素，器件本身热变形控制不良极易导致虚焊、连锡缺陷。 本文从器件热变形导致的典型组装缺陷分析入手，调研了业界主流的热变形测试分析技术，结合实际案例提出了控制与改 进方法，并初步提炼出器件热变形的允收规格以指导器件选型和应用。 关键词：高温变形、shadow moiré测试、允收规格

当准备引入或者使用一个IC器件的时候，以往工艺工

时断时续现象，通过X-ray测试发现部分边角处的焊球形状

程师更多的是关注常温下器件引脚或者焊球（BGA封装）

不规则，进一步采用切片分析证实：这些位置的焊球出现

的共面度，以此来判断焊接开焊或连锡的风险，业界广泛

了不同程度的HIP缺陷，且数据显示：对于回流后的焊缝高

应用的标准也仅仅是对器件共面度规格进行了界定。随着

度，BGA的两侧明显高于中间。

技术的发展，人们发现回流焊接时器件本身的变形也是需 要重点关注的，尤其是在无铅制程和大尺寸集成IC趋势的 推动下。BGA类器件热变形产生的主要原因为其结构和材 料属性的不匹配，下面为一典型的PBGA材料属性，其中 CTE的失配尤为突出。随着BGA尺寸的增大，器件本身各材 料之间CTE失配带来的累积影响越发显著。严格地讲，IC器 件热变形的评估应该是关注整个回流过程中的变形，借助 图2 缺陷BGA焊球检测图

新的技术，此点已经可以在实验室内模拟实现，并从实际 数据中决定此器件是否满足工艺的需求。 表1 PBGA各材料属性数据

上述案例为典型的由于器件高温变形导致的焊接缺 陷。为了提前了解所用的器件在回流时可能达到的变形程 度以指导工艺工程师的设计，需要找到一种办法。

高温变形测试技术 当前BGA类器件高温变形测试技术主要有Shadow moiré阴影云纹、激光干涉、三维DIC（数字图像相关技 术）等测试方法，其中Shadow moiré是目前使用最广泛、 技术最成熟的热变形测试技术，目前业界的主流IC厂商都 具备该测试设备。

典型案例介绍 某尺寸为37×37mm的PBGA在SMT后的电测环节出现

一个典型的Shadow moiré测试系统主要由以下几部分 构成：玻璃光栅、相机、微动平台、光源、加热箱、分析

作者简介：李林宏，男，1996年加入深南电路有限公司至今，现任深南电路有限公司副总经理。 刘玉涛，男，2007年毕业于南京理工大学，硕士，毕业后加入深南电路有限公司至今，现任技术部PE工程师

10 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

SMT Evolvement SMT技术发展趋势 系统等构成。

象表面在垂直方向的坐标，通过分析系统对此进行分析得

玻璃光栅：设备里面最精密的部件，光栅的周期决定

到测量表面的信息。

了最终的分析精度； CCD相机：图像采集，收集shadow moiré干涉条纹，根 据光强度分为0-255灰度； 微动平台：调节光栅与样品之间的相对距离，以便得 到清晰的条纹；

实际案例分析 利用Shadow moiré测试技术对产生HIP缺陷的有铅 PBGA进行热变形测试，分析升降温过程中热变形情况。样 本信息如下：

加热箱：加热测试样品，模拟回流曲线； 光源：一般为光纤冷光源，提供高强度光强的入射

本体尺寸：37×37mm；Pitch：1.0mm ；焊球直径： 0.5+/-0.1mm。

光； 分析系统：由软件和计算机构成，用于数据处理和结 果生成。

图5 BGA器件升降温过程变形示意图

样本在常温和回流过程中都表现出中间凸出、四角 凹陷的变形趋势，并且随着回流温度的增高，变形加 剧。此变形趋势易导致边角开焊或HIP，与实际组装发生 图3 Shadow moiré 测试系统

的缺陷形式一致。在测试样本中，最大回流变形达到了 了-0.186mm。

当两个光栅叠加时，可以发现明暗相间的条纹，而明 暗条纹的形态、数量等就反映出两个光栅的相对位移关 系。Shadow Moiré技术也利用了两个光栅，其中的一个光 栅是实际的玻璃光栅，另一个是玻璃光栅阴影形成的阴影 光栅。

图4 Shadow moiré测试示意 图6 测试样本高温变形数据

Shadow Moiré基本测试原理：白光源发出的光线通过 光栅玻璃在测量表面形成阴影光栅条纹，通过反射再次与 光栅玻璃上的光栅形成shadow moiré干涉条纹，CCD镜头收 集shadow moiré干涉条纹，条纹的明暗程度反映了测量对

高温变形规格建立 根据典型BGA焊后开焊示意图推导，热变形允收规格 理论计算公式建立如下： 2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 11

SMT技术发展趋势SMT Evolvement 0.3～0.5mm、0.4～0.6mm；

e= Ws +C + Wp + S－H－T 其中e ——焊后焊球与锡膏的间隙；

2. 使用三坐标测量仪实际测试样本验证：在单个焊球

Ws——基板高温变形；

周围足够小的范围内建立参考平面，测量焊球最高点距离

C——球径公差；

此参考平面的距离。 通过对比发现：测量结果与调研结果吻合。

Wp——PCB高温变形量； S——焊后焊缝高度； H——器件本身的焊球高度； T——焊后锡膏厚度。

图8 三坐标测量焊球高度示意图 BGA焊前示意图

BGA焊后示意图

图7 BGA焊前/焊后区别示意

若要达到良好焊接，需要满足e≤0，则器件高温变形

典型BGA器件组装后焊后standoff分布——参数S 通过收集各种规格的BGA切片测量数据，可得理论公 式中S的分布，如下表所示。

要求为： Ws ≤T＋H－S－Wp－C 根据实际获得的数据模拟上述各参数的分布，然后采 用蒙特卡罗法计算Ws值的分布。另外，本次推导仅以不产 生开焊或HIP现象为例分析。

焊后锡膏厚度分析——参数T 选择当前主流锡膏进行分析，明确锡膏印刷厚度与回 流后的焊料厚度的转化关系。根据已知的密度，测量焊前 及焊后的质量，最终得出体积比。 表2 回流前后不同锡膏体积比

典型单板BGA区域回流变形分析——参数Wp 对于系统产品主流的0.12及0.15mm厚度钢网，其锡 膏印刷厚度范围为：0.085～0.20mm；根据上述关系：有 铅焊前/焊后比为2，无铅的为1.8，所以有铅T分布为： 0.0425~0.10mm；无铅T分布为：0.047~0.11mm。

焊球高度分析——参数H 主要是通过两种方式获得此数据分布： 1. 根据调研可知：大尺寸BGA主要为1.0mm Pitch， 其焊球直径主流为0.5mm、0.6mm，对应的焊球高度H为 12 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

通过业界调研与自行验证两种方式，对PCB的高温变形 大小及趋势进行实验，研究PCB的变形范围用于确定理论计 算器件变形允收规格。

SMT Evolvement SMT技术发展趋势 数、铺铜情况、板材等都有关系，本次计算中仅粗略估计 了变形量的范围，需后续继续完善； 2. 本次BGA相关数据只是针对有限样本获得，通过实 验和理论分析给出热变形允收规格，后续需长期收集数据 并不断优化规格值； 3. 仅针对不产生HIP现象进行的分析。

结论 1. 随着器件集成和无铅化演进趋势，大尺寸IC器件高 图9 PCB样本信息和测试结果

结合调研及验证数据， PCB的高温变形量评估

温热变形导致的组装焊接缺陷越来越受到关注，本文从这 些典型缺陷着手，利用业界广泛使用的Shadow moiré测试 技术，从简化的理论计算公式出发，尝试建立避免器件发

为-0.12~0.12mm。

生HIP缺陷的热变形规格，指导器件的认证和应用；

球径公差分析——参数C BGA共面度主要有两部分贡献因素：球径公差C与基板 变形，分析两者对共面度的影响：选择一定类型、数量的 BGA面阵列器件，先使用三坐标测量焊球的共面度，再使 用Shadow moiré测量器件在常温下的基板变形量，对比两

2. 导致器件高温热变形缺陷的关键因素初步分析为： 印锡厚度、焊球高度及其一致性、载板变形以及PCB变形 等，每个关键因素又涉及到行业内各方向的研究和应用。 芯片设计者和使用者联合建立业界热变形规格标准将具有 指导意义。

者之间的差异；若相似，则可忽略球径公差C的影响；若相 差较大，则需要考虑球径公差C对共面度的贡献。

参考资料 [1] JEITA ED-7306, Measurement methods of package warpage at elevated temperature and the maximum permissible warpage.

[2] JEDEC 22B112A, Package Warpage Measurement of Surface-Mount Integrated Circuits at Elevated Temperature.

[3] JEDEC Publication No. 95, Reflow Flatness Requirements for Ball Grid Array Packages.

图10 球径公差测试数据

BGA器件允收规格尝试建立 根据公式Ws ≤T＋H－S－Wp－C里各个参数的分布范 围，通过蒙特卡洛方法可以获得Ws即BGA载板变形量的规 格值，如下：

注明： 1. PCB高温变形的影响因素比较复杂，与单板尺寸、层

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 13

TGAsia论坛

TGAsia论坛精彩对话之关于焊锡球的 一些相关问题：

Q&A

A: Dear Justin Wu, 从图片上看，我们可以找到焊锡球在 PTH的顶端，由于PTH中残留阻焊剂，导致在HASL工艺中热 空气不能通过TH，如果无效则同样的问题会再现，阻焊剂

Justin Wu

膜就要作改动。你可以让PCB工厂扩大阻焊开窗或者用阻焊 剂填入TH中。 Chris.Katzko Q: Justin, 我有一个问题，是你们工程师团队还是PCB供 应商设计的PCB布局，如果设计是从你们团队中出来的，那 你们怎么向供应商提出索赔呢？ Justin Wu

Q: 我们发现很多在PCB板TH里的锡球，然而没有在IPC

A: Hi Alvin, 是的，PCB布局是由我们的工程师所设计

里提到相匹配的缺陷，但是根据IPC-A-610 5.2.7.1的条款，

的，我想知道为什么我不能向PCB制作方提出索赔？有何建

如果锡球被嵌入阻焊剂的话，锡球是能被接受的。所以，

议？

能否分享一家大家在这方面的经验给我？ Snow Fu Q: Hi Justin, 为了了解清楚这其中的不一致性，我有些 问题。

Alvin Ling Q: Justin, 如果材料和规格达到了要求，如何判断出 导致焊锡球的原因与供应商有关呢？这可能和仓储环境有 关。

导致出现锡球的工艺是什么？

Justin Wu

是否来自PCB制造工艺？

A: Hi Alvin, 我们在拿出来使用（我们上月收到PCB）之

或者来自于PCBA SMT工艺，波峰焊工艺?

前一直保持最初密封包装，并在常规仓储环境中保存，直

Justin Wu

到我们SMT之前才发现这个问题。

A: Hi Snow, 这个问题出在PCB制造进程。

Chris.Katzko

Snow Fu

A: Hi justin, 实际上无论设计如何，HASL处理都不可能

A: Hi, Justin, 即使不采用IPC标准，一般PCBA公司也不 能接受这样的情况。

完全消除焊锡球，PCB的结构是复杂的，焊锡球的形成是因 为PCB传递风刀使液体焊料雾化。由此可见一些焊锡球将会

焊锡球在回流或波峰工艺中将会有更高的风险, 因为锡

残留在孔的表面，在承垫与阻焊层之间。清洗工艺一般可

球会在回流和波峰焊工艺中跳出来，同时会有一定风险落

以清除大多数的焊料球，但在严格检查中还是可以发现一

到IC、连接器接头的小间距中，或者在BGA、CSP下面。

些。想要清除PCB工艺过程中的焊锡球，最好的方法是改变

所以我们需要从HASL工艺中研究根本原因，并研究什 么才是最有效预防锡球的规范动作？

焊接处理，改为OSP或是浸入式处理。通常这也有助于组 装，但需要对焊膏/回流做一些调整。假设你希望继续使用

我很抱歉我在PCB进程问题上不是很在行。

HASL，这里有一些建议，可以用来改善你的工艺以最大程

可能一些PCB专家可以给你更多有价值的建议。

度上减少你的问题。

Chris.Katzko A: Hi snow, 这是锡膏和回流的结果，但是如果成品是 裸板的焊料涂层，那也可能是PCB的原因。

①你可以选择将阻焊层完全地插入导通孔，或使他们 保持开放。仅从一端掩蔽导通孔或是部分填充导通孔会使 问题更加严重，因为焊料球将会被残留在导通孔中，并在

PCB表面是怎么样的？

后期的操作过程中迁移到表面。这些焊锡球会变大，这是

如果不是焊料图层，就不是裸板的原因。

个重大的问题。

WincoKC Yung [ISE]

14 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

②阻焊剂的选择将可以影响表面上小焊锡球的残留。

Q&A

TGAsia论坛

通常，硬掩膜材料更好，UV+热固化好于UV。阻焊剂供应

⑤设备需要频繁地清洗，在最终工序之前必须避免过

商可以为HASL达到更好的效果而提供特别的设计，并且收

度聚集固体，助焊剂中带有的焊料球要及时溶解，热水与

费低廉。

充分的时间是必不可少的。

③用于HASL的助焊剂是非常重要的，因为它可以有效

⑥最终的抽样检测是必要的。尽管实际过程中一般都

避免焊锡球黏附于表面，防止铜的氧化并保证其润湿与平

会产生焊锡球，想要达到0缺陷是不可能的，但是客户与供

整。通常确定助焊剂需要有一个反复试验的过程才能保证

应商在某些区域的可接受尺寸与数量应该事先协商一致。

设备使用最合适的助焊剂，但这却是一个最主要的因素， 如果助焊剂蒸发太快，将会失去保护功能。

⑦任何关键区域，诸如细节距BGA或CSP焊盘必须作为 一个100%的检验项目。

④焊料合金的成分影响润湿，焊盘上的保持力以及焊

只要你在PCB裸板上使用了HASL，想要没有焊锡球是不

料凝固的速度。HASL工作的一般趋势类似于波峰焊。铜会

可能的, 为了符合标准，你必须考虑PCB技术和在某一区域

上升而合金比率会变化（这要看合金的成分）。我认为这

出现焊锡球或是焊锡球迁移造成更大的电器故障的风险。

个因素排在第二但也是非常重要的，固相线与液相线之间 的差值越小越好。 ⑤一些HASL设备后期同样在罐中使用一种“油”，或 转换为风刀重新涂上一层保护，类似于助焊剂。 HASL之后的清洗也是一个主要因素。使用的助焊剂一

我认为应该尽可能地避免使用HASL，这并不是一个零 缺陷工艺，你只是可以缓和一下问题。 希望这能帮到你。 Justin Wu Hi Chris, 非常感谢你给我的这些建议, 十分受用。

般是含有水分的，通常包含以下几个步骤： ①用热水（>50C）预冲洗 ②用软刷与喷射冲洗

祝你度过愉快的一天!

③使用交错的喷雾设备进行高压热水冲洗（清洗导通

如您想更多地了解此话题的讨论，或参与更多业内的

孔）多阶段的热水直接冲洗 ④使用风刀和热风进行干燥

技术交流问答，可联系IPC中国的Paul宗云龙先生加入此邮 箱论坛TGAsia。联系电话54973435-605

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 15

手工焊接竞赛Hand Soldering Competition

IPC 2011全国手工焊接大赛拉开序幕

自

2010年首届HKPCA&IPC Show OK国际杯手工焊接竞赛在深圳 成功举办后，IPC在2011年再次将此项赛事推向全中国。势必

又将掀起电子行业的竞技风潮。 2011年IPC将结合多方资源，在中国的各个地区开展IPC手工焊接竞 赛，所有赛事将一共分成4个分赛区和1个总决赛，分别和TPCA、HKPCA 等其他行业协会合作，整合展会资源和IPC自身的研讨会项目将赛事推广 成行业内知名的竞赛项目！ 华东赛区，2011年5月11日至12日，地点：苏州国际博览中心。将结 合每年五月由TPCA在苏州主办的C-TEX，苏州PCB&SMT展为华东地区的 技术人员提供一展风采的舞台。众所周知苏州工业区汇聚了众多全球知 名企业，各类优秀技术人员卧虎藏龙，华东赛区必定精彩非凡！ 华北赛区，2011年7月，地点：北京。将结合北方地区的企业和航 天相关部门开展。一直以来航天部门对于手工焊接的要求一直是最严格 的，IPC J-STD-001作为手工焊接的评判标准目前已经被美国NASA电装部 门指定为培训内容，相信通过在北方地区的焊接比赛有助于提升航天部门在手工焊接技能和焊接质量，定会在这 个领域成为一年一度的招牌比赛项目。 西南赛区，时间与地点待定。随着西部大开发的逐步推进，越来越多的企业将相关部门移师西南地区，IPC将 携手西南地区的会员公司及军工航天部门全力打造此项赛事助推当地电子行业的发展，为西南电子行业奉献一份 力量！ 华南赛区，2011年10月，地点：深圳。将结合IPC一年一度的 WorksAsia大型研讨会活动开展，在此期间工程师 除了参加IPC丰富多彩的技术讲座及会议，同时也可观摩精彩纷呈的焊接竞赛，为华南地区的工程师们打造更为多 元化的一次盛会。 总决赛！2011年11月30日至12月1日，地点：深圳会展中心。通过4大赛区的精彩角逐，最后所有赛区的优胜者 将齐聚深圳，参加HKPCA&IPC Show手工焊接年度总决赛，届时来自各地区的焊接高手将在专为总决赛定制的PCB 板上一展身手！ 让我们共同期待！ 让我们共同关注！ 2011 IPC全国手工焊接大赛！属于电子行业我们自己的比赛！ 各赛区报名热线： 上海：021-54973435转615 北京：010-67885326 武汉：021-54973435转615 深圳：0755-86141219 邮箱：billyshen@ipc.org

16 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

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通孔元件手工焊接的各种注意事项 适当的工作台惯例 个人安全所需考虑的因素 ESD防护 烙铁类型 温度选择 ...... 烙铁头类型及使用 play

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SMT技术发展趋势SMT Evolvement

铜锡金属化合物晶体及其在细节距器件手工返工时 微桥连形成中的作用 作者：Jeff Kukelhan BAE Systems Electronics, Intelligence, & Support Fort Wayne, Indiana 编译：刘春光

首先仔细检查的结构是再流焊焊点。正如所设想的，

用EDS图谱对这个微桥连的二个位置进行了分析。这一个位

它们的表面很平滑，没有受到任何金属间化合物晶体突出

置点是靠近锥形尖端的覆盖着许多晶体的一个焊料薄层。

的影响（见图18）。但是，从EDS图谱发现形成焊点的焊料

即使如此，在这一点依旧有重量百分比为20%的铜（见图

中含有了1.7%的铜（重量百分比，见图19）。这就确认了当

21）。在金属间化合物晶体的突起附近的表面的附近，突

初的假设：印刷在焊盘上的焊膏在再流焊的过程中，确实

起上没有明显的焊料，表现为微不足道的铅和银的尖锋。

从元件引线和PWB焊盘上吸收了大量的铜。

说明其主要是由铜和锡组成的化学比例为6.8：5（见图 22），接近于众所周知的金属间化合物Cu6Sn5。

图18：图16中再流焊焊点（左）和返工焊点（右）的扫描电镜照片。红、绿二个箭头所指是图17 中的二个微桥连。左侧的黄框表示图19能谱分析的位置。 图20：图17和图18中红箭头所指的微桥连的细部扫描电镜照片。这个微桥连有多个取向一致的 Cu6Sn5晶体。这些晶体均以小锥形焊料的基础（位置A）。锥形焊料与右侧焊点焊料相融合。最 长的晶体（位置B）伸出了这个锥体，与左侧的焊点相融合。在沿着鸥翼形引线边缘的的焊料薄层 上还可以有一些Cu6Sn5晶体。这几个晶体结构在这里用黄色箭头表示。从A到B的能谱分析结果见 图21和图22。

图19：再流焊点表面的能谱分析图。位置是图18中的黄框。在Sn62/Pb36/Ag2的焊膏形成的焊点 中有约重量百分比为1.7%的铜(Cu)。

下一个检查的结构是二个微桥连中较大的一个（见图 18和图20）。它们是由许多取向一致的金属间化合物晶体 组成。这些晶体结合在一起，从鸥翼引线的焊点填充表面 的一侧以锥状伸出。这些取向一致并结合在一起的晶体中 最长的伸出了锥体，深入了相邻焊鸥翼形引线的焊点中。

18 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

图21：图20中A位置的能谱分析。该位置的元素含量说明其结构是在Sn62/Pb36/Ag2焊料薄层下有 Cu6Sn5晶体束。

第三个检查的结构是二个微桥连中的较小者（见图18 和图23）。它是由一个金属间化合物晶体组成的跨接在了 二个鸥翼形引线焊点的侧沿。用EDS检查这一晶体的中间部

SMT技术发展趋势SMT Evolvement 位，发现也主要是由铜和锡组成，化学比例为6.8：5（见 图24），再一次接近著名的金属间化合物Cu6Sn5。

在对返工焊点进行SEM检查中，注意到许多鸥翼形引线 都有针状突起。这些就是典型的集簇，比微桥连要小（见 图23）。对一个突起进行分析，从其EDS图谱可以看出是典 型的铜锡成分，化学比例是6.6：5（见图25）。这些结构 本质上就是Cu6Sn5晶体。在同时进行的生产中真正焊膏桥 连的研究中，操作者发现用Sn63/Pb37焊膏会在返工的细节 距引线边缘形成更多的是金属间化合物的晶簇，而不是微 桥连（见图26）。

图22：图20中B位置的能谱分析。这是一单晶的晶体表面，没有银和铅存在。铜/锡元素的比例为 6.8∶5，接近Cu6Sn5。硅的峰值应当来自于是PWB表面（玻璃纤维）。

图26：实际生产中采用Sn63/Pb37焊膏在0.5mm节距的鸥翼形引线之间0.2mm间隙的桥连（左 图）。右图为左图中桥连用烙铁和吸锡编带返工后的同一位置情况。可以在器件引线的二边看到 Cu6Sn5晶簇。

图15至图26详细描述的实验结果确认了图14中讲述的 形成机制。在焊膏再流过程中，细节距焊点和桥连吸收元 图23：左侧是图17和图18中绿色箭头所指微桥连的扫描电镜照片。微桥连由一个Cu6Sn5晶体组 成。晶体是从二个细节距鸥翼形引线表面的一个小锥形焊料生长出来的。A位置的能谱分析如图 24。右侧的微桥连是一簇小的金属间化合物，也发现于返工后的欧翼形引线的边缘。黄色位置的 能谱分析如图25。

器件引线和PWB焊盘上的铜，当铜含量超过其在焊料中的 溶解极限时，沉淀出Cu6Sn5晶体，特别是焊料在冷却和 固化时。当形成的桥连在随后经返工用烙铁和吸锡编带去 除，其形成的Cu6Sn5晶体持续长大并聚集在正在去除的桥 连的熔融焊料中。当熔融的焊料被吸锡编带吸附走后，一 个大尺寸的晶体或者几个搅在一起的小晶体会寄居在二个 过去形成过桥连的细节距引线之间，正是这些寄居的晶体 形成了微桥连。 试着仅用烙铁和助焊剂将微桥连重熔，结果是失败 的。通过查阅文献才知道原因。Cu6Sn5金属间化合物的熔 点是415℃，远高于返工时的焊接温度4。很明显，需要用

图24：图23中A位置的能谱分析。这是一单晶的晶体表面，没有银和铅存在。铜/锡元素的比例为 6.8∶5，又很接近Cu6Sn5。硅的峰值应当来自于是PWB表面（玻璃纤维）。

不同的方法对微桥连进行返工。 由于客户的退货，需要一种更适合的返工方法。这件 退货中的微桥连导致了一个短路。这种情况过去是没有在 出厂时发现，因为出厂测试没有同时测试该器件这二条 引脚的信号。而在客户使用时却有此需要，从而造成了故 障。在及时修正这一测试方法的同时，有一点很明显：不 可能对于每块板子上的每对邻近的引线都进行相同缺陷的 检查。更切合实际的方法是从根本上避免微桥连的产生。

图25：图23中黄色位置金属间人物簇的能谱分析。从图中可以看出，这里的金属间化合物以铜和 锡为主，有相对少量的银和铅。铜/锡元素的比例为6.6比5，又很接近Cu6Sn5。硅的峰值应当来自 于是PWB表面（玻璃纤维）。

建议的返工方法 根据本文论述的形成机制，避免形成微桥连的方法显

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 19

SMT技术发展趋势SMT Evolvement 然是避免那些突起结构的形成：焊膏再流焊桥接。这是最

猛地一看，这一步似乎有悖常理。但是，这是为达到关键

佳方案，也是在我们BAE Systems’ Fort Wayne厂执行的主

的目标。在桥连处添加新鲜焊料稀释了桥连焊料中的铜，

要方案。但是，那些特殊成就已经超出了本文的范围。就

允许Cu6Sn5晶体流入溶液中。加热焊料和桥连应当保持足

本文的讨论内容面言，需要有一个可靠的返工方法来去除

够长的时间，以使桥连的焊料增加约一倍（图27C）。一旦

焊膏桥连。对于小批量、高混装、高附加值的组件而言，

完成这一步，就将吸锡绳放在锡桥连上，同时施加烙铁头

再流焊焊膏桥连是一个偶尔发生、但必须处理的工艺问

（图27D）。当大量的焊料熔化并被吸走，如果有必要，可

题。对于焊膏再流焊桥连，没有可靠的返工，就会有微桥

以在相应的引线处施加新鲜焊料，同样地使用烙铁和适当

连的风险。一旦形成，它会减缓昂贵的电子组件从测试到

合金的焊锡丝。如果操作得当，这种返工方法会消除锡桥

整件装配的进程。不幸的是，事实已经证明，微桥连不仅

连同时不会形成微桥连（图28）。

造成产品的发货延迟，而且还可能导致用户的退货。 开发的返工方法利用了关于首次形成Cu6Sn5晶体特殊 机制的调查：铜在锡/铅/银焊料合金中的溶解极限。由此 可以清楚得出，如果能够将溶解于焊膏中铜的量保持在低 水平，Cu6Sn5晶体将不会形成，也就不会在返工时留到后 来形成微桥连。如我们后续会谈到的，一种方法是在将元 器件和PWB的可焊表面用其它材料来代替铜。那就是说， 如果细节距器件和PWB的焊盘表面都是纯铜，经过典型的 焊膏再流焊工艺，锡桥连中的铜和Cu6Sn5晶体含量一定是 饱和的，如果不是已经过饱和的话。因此，返工一个铜已 经饱和的细节距锡桥连的关键就是溶解Cu6Sn5晶体并稀释 已溶解的铜。基于这一前提的方法有别于传统方法，但已

图28：图27细节距锡桥返工后的情况。没有在返工中形成微桥连。

如本文所述，还有一种可能，要用机械的方式去除现 有的微桥连，那么假设微桥连或者能够用肉眼看到，或者 在随后的测试中能够查到。因为它们的尺寸非常小，并 且不可能对组件上的每处邻近的细节距进行检查，也没有

经取得了令人满意的结果。

一种确保无误的检查方法。再者，电气测试常常滞后于生 产，因为有问题的组件需要从测试工位甚至更糟糕的是从 最终成品中返回到返工工位。还有，如果组件上有一个短 路，检查时需要将大量的其它件进行隔离才能检查出一个 几乎看不到的微桥连。机械拆除法也需要承担一定的风 A

B

险。细节距鸥翼形引线非常细小，容易损坏。在它们之间 插入任何工具都有可能造成其破损，断裂的微桥连，甚 至更小的导电颗粒，都需要从返工件上去掉。对于这些原 因，我们要求操作员亲遵照指导进行锡桥返工，以避免微 桥连风险。同时还要求他们用溶解法去除现有的微桥连。 其它观察到的现象

C

D

图27：细节距桥连的返工（A），用烙铁熔化锡桥然后用焊锡丝加入新鲜的适当合金的焊料 （B）。保持新鲜焊料和锡桥熔融状态几秒钟，以使二者充分混合。新鲜的焊料将溶解锡桥中的 Cu6Sn5晶体。新加的焊料大约是原来锡桥的一倍（C）。然后，用吸锡编带直接放在锡桥处，同 时放上烙铁头。

在开发基本的烙铁返工方法时，还发现了下列相关现象： (1) 如果返工的意图只是想去掉足够的焊料以打破桥连 的话，微桥连更容易形成。比较好的方法是用烙铁和焊锡 丝加上一些新鲜的焊料。

如图27A和27B所示，第一步是在返工位置滴几滴助

(2) 吸锡编带的放置位置影响微桥连形成的可能性。如

焊剂，然后将烙铁头放在PWB焊盘上加热细节距引线的焊

果编带放在靠近PWB焊盘的外边缘，而不是直接接触焊料

料，同时施加带有焊剂芯的焊锡丝给锡桥加更多的焊料。

桥，微桥连更容易形成（图29）。将编带和烙铁放在PWB

20 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

SMT Evolvement SMT技术发展趋势 焊盘的外边缘，会导致吸收锡桥焊料的速度降低，因为他

距鸥翼形引线处相邻引线间几乎不可见的缺路形成机制每

们必须要沿着引线和焊盘边缘流过去。这种方法限制了锡

一步都已经讨论得很清楚。这一缺路被叫做微桥连，主要

的流动，使得时间更长，促进了铜的溶解和Cu6Sn5晶体的

由正交的Cu6Sn5金属物组成。这种晶体最开始产生于焊膏

生长。大的Cu6Sn5晶体在薄的锡流中不容易流动，最终它

再流焊操作中，凝固后可以在细节距引线的焊点处发现。

们在收缩的锡桥焊料中集中、缠绕。直接将编带放在锡桥

而此处，可能会在再流焊时发生在锡桥。当进行通常的手

上，能够使锡桥能够快速去除，留下少量的时候使Cu6Sn5

工去除锡桥的返工时，Cu6Sn5晶体持续的生长、聚集。返

晶体生长，也就降低了大的晶体寄居在细节距引线之间的

工后，一个大的Cu6Sn5晶体、或者多个小的Cu6Sn5晶体，

可能。

会在焊料层中出现，寄居在相邻的细节距鸥翼形引线之间

(3) 与吸附了部分锡的吸锡编带相比，新鲜的编带不易 于形成微桥连（见图29）。

形成微桥连，造成缺路。 检查并总结了手工焊接去除细节距锡桥的返工方法。 修改的方法可以最大限度微桥连的形成。新的手工焊接方 法也已经开发出来，可以很有效地降低了微桥连的可能 性。另外开发的的手工返工方法可以有效地降低细节距锡 桥返工的微桥连。 （未完待续）

图29：实验室的实验证明微桥连在用吸锡编带在焊盘边缘进行除锡或者当编带已经吸附有部分锡 时（左图）时更容易形成。当用新鲜的编带直接放在锡桥处时，没有微桥连。与图28所述方法相 呼应。

(4) 返工最好在30倍或者更高的放大镜下进行。微桥连 在低倍率下难以发现。 减少的主要因素 引线表面：铜表面的细节距鸥翼形引线在焊膏再流焊 时会失去铜原子，进入到包围着的熔融的焊料中。镍阻挡 层，如引线的钯/镍和钯/镍/金表面，再流焊接时会阻碍铜 的溶解。如，带有镍阻挡层的引线，在返工时形成微桥连 的可能性小。 PWB表面：与元器件引线一样，带有镍阻挡层的印制 板，焊膏再流焊时不会有铜向焊料中的溶解，返工时形成 微桥连的可能性不大。 多次再流焊：双面板表面贴装的电子组件，其生产过 程有二次焊膏印刷和再流焊接，具极高的风险。第一次焊 接就焊的细节距器件，当另外一侧也进行焊膏再流焊操作 时，会经受多一次的焊料熔化的机会。这第二次焊接加倍 了铜引线、PWB焊盘和熔融焊点的接触时间，相应地会促 进更多铜的溶解，和更多Cu6Sn5晶体的生长。位于这一侧 的细节距器件，如果在二次再流焊之间没有返工，将会极 大促进微桥连的形成。 结论 采用Sn63/Pb37 和 Sn62/Pb36/Ag2焊膏再流焊组件细节

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 21

IPC Standards IPC标准

两本IPC标准更新影响之考究 --聚焦IPC-A-610E和IPC J-STD-001E 当IPC-A-610E和IPC J-STD-001E用于电子组装，它们能可靠地保证产品将按照原先设 计运行。这两部标准最近的更新体现了封装和加工上的进步。 IPC-A-610E和IPC J-STD-001E是相辅相成的标准,但用途不同。IPC-A-610E,《电子 组件的可接受性》,是一部目检验收标准。它细数了各种各样连接在组装后外观。插图 能帮助用户了解书面要求。它并不关注组装工艺、材料或检测方法，而这些则属于IPC J-STD-001E的范畴,《焊接的电气和电子组件要求》，该材料和工艺要求的标准提供一定 数量的插图作为书面验收规范，是制造产品过程必须遵循的要求。 按照IPC J-STD-001E来制造产品可能要求使用检测方法来导出数据，并使用标准中的 数据表来决定得到的数据是否是可接受的。它也要求定义并遵循组装工艺。 使用IPC J-STD-001E时,用错误的材料或一项不可接受的工艺生产出的硬件被认为是 有缺陷的。若出现这样的问题, 就需要建立一个材料审查委员会以决定是否能采取什么 纠正措施。除了连接规范,这两个标准并不重叠。这是明显的两个方面,工艺和材料。在 工艺方面,IPC认证和组装技术总监杰克克劳福德拿出一块样板，外表看上去很完美,但是 超过了经过高温循环的温度要求。“在装配结束时,检验人员看过所有的焊接,它们看来 很不错——IPC-A-610E几乎说明了所有外观规范。但在审查J-STD - 001E所要求的组装工 艺日志后, ,发现回流操作员载入了错误的内形曲线而且电路板是用比已知损害部件的温 度高20°的温度加工的。”克劳福德说。仅仅通过IPC-A-610E检查要求的板,在面对IPC J-STD-001E的要求时可能会因为超过要求的热损害造成可能的降级/失效机制而被拒绝。 IPC J-STD-001E也在其他方面提供额外的保护。例如,它提供了指导方针以排除在 操作期间经受不当的防静电控制的电路板。这在IPC-A-610E目检中是不明显的。除了 以上讨论的加工和处理问题外,克劳福德给出了一个不属于组装后检验的范畴而属于 J-STD-001物料要求的例子。“例如,一块为非常热的操作环境而设计的板可能需要使用 一种特殊的高温焊料像Sn96。但如果组件用共熔合金(Sn63)焊料加工而不是Sn96，连接 在运行中会失败。在IPC-A-610E目检下,连接看起来可以接近完美,但组件将不被J-STD001E所接受。”这个修订版本将为两种标准的用户带来大量的新信息。“来自原始设备 制造商、供应商及经销商的数百专家在此版本上投入了将近5年的工作。这些标准基于 最佳生产实践为近些年来许多发生重大变革领域的提供了生产规范。”克劳福德说。 如需更多关于标准的信息，请访问 www.ipc.org/610 and www.ipc.org/001.

22 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

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静电的物理性质 静电释放如何破坏元器件 接地 安全着装 ESD安全工作区域 消除产生静电的物质 合理处置、存储和运输ESD敏感设备 …… 静电防护中的种种问题 play

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新闻News

得可将携最新技术亮相APEX 2011展 --经得起实战的技术 可一向坚持技术创新和研发投资，并没有受近年

瞬间形成“抗助焊剂”表面，操作简单且效果显著，成本

的全球金融危机影响，正是这一贯彻始终的发展

又低。Nano-ProTek技术通过防止助焊剂浸出，并带走钢网

方针，令得可在最近开不断推出突破性的创新技术。今年4

上的金属粒子，它不仅能提高清洁效率，还可以减少清洁

月12日至14日在美国拉斯维加斯举办的APEX展上，观众将

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得

会在1258号展位，亲眼目睹得可最新的技术，得可团队将 亲临现场进行讲解。 万众期待的得可HawkEye Bridging印刷后检验技术将 会亮相APEX 2011展。HawkEye Bridging是建立在HawkEye系统 之成功基础上，向前跨了一步。 HawkEye Bridging除拥有前身产

便可。届时在APEX展会上，在得可展位钢网技术专区内，

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观众可以现场亲眼目睹Nano-ProTek技术的有效性和易操作

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快速地向操作员作出合格/不合

上，得可还将展示其获奖的Horizon iX印刷平台、高性能的

格的指示，操作十分方便。它还

钢底材质和化学试剂、引领市场的VectorGuard钢网技术和

能判断基板是否印有足够的膏可

无可攀比的客户支持工具，皆呈现了得可‘期待更多’的

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HawkEye Bridging更进一步，拥有过短和受污染检测两项新 增功能，让操作员更能掌控生产过程和防止出错。在展会 期间，得可团队可按厂家要求，随时进行现场演示。

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关于得可

了0.4面积比。ProActiv技术是使用高密度混合装配电路板

得可是先进材料涂敷技术和支持方案的全球供应商，

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产品包括电子印刷装配、半导体晶圆制造和可替代能源组

上，观众可以现场观看演示，于4月12日与13日共有三场演

件生产所大量应用的印刷设备、网板、精密丝网和批量印

示，时间为上午11时、下午1时和3时；4月13日则只进行两

刷工艺。更多信息，请访问得可网站http://www.dek.com.

场演示，分别为上午11时和下午1时。 由于优质的印刷质量需要高质量的钢网，得可还推出 了高效的钢网纳米涂层技术，以提高全新和现有钢网的性 能。得可的Nano-Protek 技术凭着独特的专利配方，令钢网

24 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

News新闻

MYDATA发布全新高速系列贴片机

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在今年拉斯维加斯

最及时地应对最新的客户的要求

举行的APEX展览会上，

以及经常被打断的生产计划。这

MYDATA将发布新的

种现状下，只有依靠即有速度又

MY100e系列贴片机。建立

高度灵活的解决方案才能带来更

在过去MY100系列的成功

多的机会，用智能的物料处理和

基础之上，新发布的系列

信息管理系统为生产商带来更多

贴片机把速度和灵活性又

的响应能力和日生产量。

带上了一个新的台阶：

MYDATA在促进灵活的高

的IPC APEX EXPO上，250多种顶尖新产品和服务将首次 展现给大家。 服务于电子组装和印制电路板产业的350多个参展商将展出 最新的技术、材料和工艺，帮助企业提高效率，增强他们的工艺 水平并使他们了解新兴技术。100多个参展商将推出新产品，而且 许多参展商推出多种产品。 “新产品在今年的展会上会有出色的部署，品种涵盖了我们 行业的方方面面。 ” IPC销售部主管Mary Mac Kinnon说，“作为 我们电子行业在北美最大的展会，IPC APEX EXPO提供了与会者一 个无与伦比的机会选购和对比设备，发现新的解决方案和方法以 改善公司运营和生产力。” 这些新产品和服务将涵盖大量产品类别，包括电子组装的设 备和材料、制造和测试；PCB制造的化学品、材料和设备；设计 软件，等等。这些新产品向层出不穷的行业挑战提供实用的解决 方案，如符合新的环保法规的要求，兼容性和可靠性问题以及存 储。展会上展示的新产品的完整名单可以在MY APEX EXPO Online Exhibit Hall找到。 为了帮助与会者计划他们的展会行程并将重点放在他们最 感兴趣的产品和服务，IPC引入My APEX EXPO Dashboard and Interactive Planner。这个在线规划师允许参与者预览参展商，访问 公司信息，查看新产品信息，安排约会以及其他展览活动。 如需更多IPC APEX EXPO展览会活动信息，请访问 www.

IPCAPEXEXPO.org，网站提供进入展览和免费活动的通道，比如由 苹果电脑共同创立者Steve Wozniak发表的主题演讲，教育性的漫 谈会议，技术海报会议，太阳能组装和太阳能生活馆，一个工艺 缺陷诊所和所有免费的网络活动。

有了MY100e系列贴片机，

混装生产方案的同时，对中批

在生产经常被打断的高产量环境

量生产的速度要求给出了强有

中您依然可以获得很高的生产效

力的回应。MYDATA的战略产品

率。这种灵活又高速的生产解决

经理 Simon Sandgren解释说，

方案只需很少的操作员，却能实

“MY100e系列标志着同时实现高

现全自动的物流管理。“MY100e

速度和高混装SMT生产的巨大突

系列贴片机，作为一个简单又灵

破；是继MY100平台成功之后的

活的生产平台，使试产到量产的

进一步演变和提升。”

转换变得轻而易举”，MYDATA

新的MY100e系列包括了四

的副总裁及总经理Robert Göthner

种机型，分别是 LXe, SXe, DXe

如此描述。“从NPI到量产无需

和HXe。产能可从16，000到

重新编程，无需重新组织工具，

50,000CPH不等，每种机型又有

无需重新调整摄像头参数----

两个不同尺寸，由此供料器的空

一个完全无间隙的工作流程，简

间可以从96到176不等。所有机

单便捷！”

型都可以组合成生产线，而且都

“作为高混装领域的领导

可以与现有的MYDATA机器，送

者，MYDATA用MY100e平台证

料器，软件进行兼容。因此，客

明，客户无需再权衡速度和灵

户可以更好地利用以前的投资同

活的两难抉择，”Robert 说道，

时又可以面对目前新的挑战。

“目前，电子生产商经常面临日 益增加的电路板产量，同时还要

欢迎进入www.mydata.com.cn了 解更多详情。

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 25

新闻News

面向高度混合电子生产环境的全新 SIPLACE 设置理念 --物料随机设置

需

要频繁在小批次间进行产品更换的电子制造工厂的福音：SIPLACE 团队（西门子电子装配系统有限公司）全 新推出一种称作“物料随机设置”（Random Setup）的创新设置理念，将可以大幅简化并加快设置程序。通

过采用这一理念，操作员可以将供料器和元器件放在生产线或供料器台上的任意位置，而无需放在特定的轨道和位置上。 SIPLACE 贴片机能够识别最新添加的 X 供料器，并自动调整贴装程序。由于针对后续产品的设置现在能够高效完成，并无 需中断生产线，电子制造商将可以大幅加快设置速度，并显著提高生产线效率。与此同时，转向“物料随机设置”理念将 可以几乎完全消除设置错误，并大幅减少在设置准备区所需的供料器和供料器推车数量。 智能 SIPLACE X 供料器甚至为设置流程提供了可视辅助功 能，能够通过其内建的 LED 信号灯来告知操作员在后续产品的处 理中是否仍需要这些供料器，还是可以安全移除。

灯告知操作员在后续产品的处理中是否仍需要这些供料器，还是 可以安全移除。 备料流程也将能够受益于“物料随机设置”特性。只需点击

SIPLACE 中国区软件部门负责人李飞涛在谈及全新理念的优

按钮，操作员就可以生成一个 Delta 设置，在其中突出显示那些

势时指出：“批次规模越小，产品更换次数越频繁，高效设置流

在下一任务中需要，但还未在生产线的相应供料器上安装的元器

程对于提高电子制造效率的重要性就越高。我们的 SIPLACE 开发

件。如果设置更换在供料器推车上完成，“物料随机设置”理念

人员对当今的生产要求进行了认真深入的思考。他们现在推出了

同样能够加快整个过程。由于供料器可以放置在生产线和设置准

一种称作‘物料随机设置’的全新理念，专为应对现在高度混合

备区的任意位置，同时通过使用 SIPLACE Setup Center 对每一个设

的环境而设计。传统的设置理念通常尝试最大限度地减少被隔离

置进行验证，以前常见的由于供料器放错轨道所导致的设置错误

产品的纯粹贴装时间。但‘物料随机设置’理念并未采用此方

将一去不返。

法，而是通过优化包括设置时间在内的整个吞吐时间，来提升生

高度混合环境的理想选择

产线整体效率。”

新方法：贴装程序适应设置

“物料随机设置”理念 可以支持需要应对小批次、

在SIPLACE“物料随机设置”理念下，物理设置不再基于优化

频繁产品更换或原型批次的

的贴装程序进行确定，相反贴装程序会自动根据实际的供料器位

电子制造商提高其 SMT 生产

置进行调整。操作人员可以将 SIPLACE X 供料器放在生产线或供料

线的总体效率，将设置时间

器推车上任意可用的插槽上。这一工作甚至能够在生产线保持运

和总体吞吐时间降至最低。

行的情况下完成（热插拔）。SIPLACE 机器能够在新供料器进行注

同时，“物料随机设置”理念还能够在大多数情况下减少供料器

册时，根据其唯一的 ID 自动将其识别出来。如果在扫描各自的条

和供料器推车库存，从而降低制造商的资产，改善其资本情况。

形码后发现元器件和供料器之前曾被“配套使用”，贴片机还将

通过采用“物料随机设置”理念，操作员可以将供料器和元

会获得所有必要的元器件相关信息，并相应地调整其贴装流程。

器件放在生产线或供料器台上的任意位置，而无需放在特定的轨

在此基础之上，通过一次更换一个供料器，生产线将能够支持执

道和位置上。

行“物料随机设置”。X 供料器甚至能够通过其内建的 LED 指示

26 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

News新闻

请充分利用当前的额外折旧 如今，电子行业的各家公司都已经意识到了在全球的

在加速成本回收法修正系统(MACRS)中折旧，折旧回收期不

经济活动中持续投资最新生产设备的重要性。今年在美国

超过20年。这样，公司就可以使用100%的额外折旧，每笔

推行了一项特别的法案，税法能让公司购买设备而不影响

合规的采购中每花费1美元就能扣除1美元的税。

盈亏线。如何做到呢？2011年，税法允许公司利用特殊的额 外折旧在购买设备和软件时免交100%的税。

在过去的10年里，IPC一直倡议提高额外折旧的比例， 这是因为从中带来的税收利益可以用于资助电子行业供应

由于行业资本投

链中的各公司。IPC

资的重要性，IPC及

努力使国会立法允

其会员长期以来倡议

许公司使用额外折

提高额外折旧。你可

旧，终于在2002年

以参与到IPC的这个

首次获得了成功，

倡议中以促成此法规

当时的临时额外折

的长期持续性。现阶

旧为30%并且写进

段100%的临时额外

了法律。国会在

折旧已处在了一个最

2003与2004年将额

高的百分点了，还在

外折旧的比例提升

等什么呢？赶紧抓住

至50%，但从2005

这个机会！整个电子

至2007年的三年间

行业供应链中的公司

中断了这项法律。

都能从额外折旧中受

此后，IPC鼓励国会

益。额外的，或是加速的折旧可以帮助电子行业内的公司

恢复额外折旧，结果是从2008至2010的三年间比例提高至

购买新的设备。能够使他们跟上现代发展的趋势或是扩展

50%。最终，国会立法允许公司在2010.9.9到2011.12.31之间

自身的生产制造能力。

申请100%的额外折旧。额外折旧的比例计划在2012年降至

只有在2011年，公司可以利用额外折旧免除所有用于应

50%，并且在2013年归于零。

计折旧资产的缴税。这些财产包括：制造设备、计算机以

IPC鼓励其会员合理利用额外折旧，并努力促成其长期

及计算机软件。在公司的采购年中，额外折旧将加速公司

持续性。如果您在今年通过合理利用100%的额外折旧经费

的折旧时间表，减免应纳税收入中很大一部分用于设备的

为您的公司带来了成功，请与IPC一起分享您的喜悦。这些

花费。当然，这并没有增加公司在某项投资中可以减免缴

成功的案例都将直接体现出额外折旧的重要性，能帮助IPC

税的总额。也就是说，不是按照折旧时间表将扣减额分摊

继续向国会游说。您还可以在2011.6.15-16在华盛顿举行的

于几年，而是在2011年允许公司扣减100%的税。为了有资

IPC美国竞争力峰会上亲自告诉立法者额外折旧对于您公司

格享受100%的额外折旧，公司必须在美国购买并使用新设

的重要性。

备，首次使用时间必须在2010.9.9到2011.12.31之间，且必须

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 27

会员风采Member's Show

深圳周氏胶辊有限公司 深圳周氏胶辊有限公司，是一家正规大型注 册深圳胶辊厂（公明胶辊厂），公司位于深圳 市光明新区公明街道中泰路，专业生产线路板 胶辊（热压膜胶辊、粘 尘清洁辊轮等），木业 胶辊（砂光胶辊、海绵胶辊、涂布过油胶辊、 UV胶辊等），印刷行业、染整行业、皮革行 业、塑胶行业等使用的耐高温、耐高压、耐酸 碱、 耐腐蚀、耐溶剂的高性能胶辊。公司一直 秉承质量第一，服务第一的经营理念，长期为 全国各地客户提供最优质的产品和服务。

产品介绍：

联系方式：联系人：周先生手机：18666221522地址：公明街道楼村中泰路网址：www.szzsjg.com

28 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

Member's Show会员风采

东阳产品(香港)有限公司 东阳电路板有限公司 公司简介 东阳是一家有三十多年历史生产电路板的公 司。以我公司的历史 和经验，我们深知“客户至 上，品质第一”的重要性。现在电子产品生产厂家 都面临复杂的设计,生产周期和全球竞争的问题。 为了帮助所有的客户克服压力，东阳 已对客户的 所有要求有所准备，从产品类型的各种要求以至生 产周期的特殊配合，从大批量生产到样品，以至全 球性物流管理，东阳都会为您提供解决办法。为了 我 们的发展，我们必须与客户同步并进，全力协助 客户生产规划。

企业使命

系统测试与证明

员工人数：会从1000人到2000人

为客户的需求提供最好的解决方

- CCEE证明（GREAT_WALL

生产产品 ：2到20层

案，着力保持优质，成为客户指定的

MARK）

电路板合作夥伴，使我们的产品相应

- 持续发展项目：

增值，是我们的一贯的宗旨。

- 自从1997年，荣获ISO9002品

主要客户

质认证

历史

- IPC_A_600标准和测试

东阳是1976年1月23日于香港成

- 荣获TS16949, TL9000 &

立，生产单面电路板。80年代中期，

ISO14000 质量管理认证

随着影音设备市场的不断扩大，成立

- SPC数据过程控制

了东阳，生产双面电路板。80年代后

- UL认证

期，公司抓住 机遇在国内开辟了市

- 5S厂房管理

场，同时在广东省建立了新厂，采用 高自动化之精密设备。厂房面积25

新厂介绍—东阳二期规划

万平方尺，雇员总数1000多人。90年

年产值：8亿港元

代，随着工厂的扩建，东阳 已经发展

二期产能 ：110万平方尺/月

及完善银油灌孔技术，并能够生产多

投资总额 ：2亿港元

层板。

投产日期 ：2011年12月 厂房面积 ：3.6万平方米

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 29

会员风采Member's Show

30 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

IPC培训与认证IPC Certification

2011.4.18 | SMT Equipment and Technology | 31

调查Survey

各位编辑：这才是我想看的SMT设备与技术！ 本期杂志中，最喜欢哪篇文章？

您希望我们新增哪些内容？

目前最关注的技术或工艺问题是？

贵公司是否有亟待解决的设备或者技术问题？

电子期刊和纸质杂志，您更喜欢哪一种？为什么？

您是否愿意加入IPC中国SMEMA理事会？ 如果您希望订阅《表面贴装设备与技术》的纸版杂志，请填写以下信息或传真给我们您的名片：

姓名： 电话(必填) ：

贴名片处

传真： 公司名称： 邮编：

邮寄地址：

电子邮箱：

联系我们：上海市谈家渡路28号盛泉大厦16AB 邮编：200063 电话：021-54973435 传真：021-54973437

32 | SMT Equipment and Technology | 2011.4.18

欢迎投稿，参与2012年三月上海IPC中国电 子年会暨IPC中国十周年庆典论文评比。

我们的杂志

欲了解详情请联系：JasonYao@ipc.org

欢迎刊登广告，与IPC的合作，本刊发行面 《电子工艺技术》为双月刊，创刊于1980

不仅覆盖中国电子行业国营工厂和研究所，更通

年，是我国电子工业电子制造技术的权威科技

过IPC的会员网络和市场渠道，辐射电子制造业

期刊，是中国工业与信息化部“电子精品科技期

供应链所有跨国公司在华企业，广大港台企业。

刊” 、中国科技论文统计源期刊(中国科技核心

欲了解详情请联系：Charliecao@ipc.org

期刊)，是一本集技术性、学术性于一身，融广 告、商情、行业信息于一体的综合性专业期刊。 国内外公开发行，读者面已覆盖国内外电子行业

ISSN 1001-3474 CN 14-1136/TN CODEN DGJIEE 工业与信息化部精品期刊 山西省一级期刊

及相关专业、大专院校及研究院所等单位。 电 子 工 艺 技

创刊30年来，《电子工艺技术》广泛介绍国

术

MRS-1000是一款结合最先进装配 技术的BGA/CSP和SMT元件拆除和贴 返修包括BGA、QFP、LGA、PLCC和 SOIC所有尺寸精密元件的应用。

Metcal MX-5000系列焊接 和返修系统能够即时响应负载

PS900智能烙铁采用著名的

变化，且具有高度的控制能力,

Smart Heat技术，具有体积小、升

能够应对无铅工艺、多层电路

温快、加热功率大、烙铁头温度稳

板、大面积接地层和高组件封

定和输出功率自动变化等优点，能

装密度等难题的挑战。

够确保在350 ℃状况下，高质量、

技成果，大力推广科研生产中所急需的新技术、 新材料、新工艺、新设备及引进、消化、应用国

第 三 十 二 卷 第 二 期

内外电子工业生产技术动态、基础理论研究和科 装的对流返修系统，HN系列喷嘴满足

第 页 63-124

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2

IPC2011手工焊接竞赛

苏州工业园区星汉街5号腾飞新苏工业坊F栋6单元二楼

邮编：100027

邮编：215021

电话：0755-27599188

电话：010-87300320；010-85235573*8210

电话：0512-67610529

传真：0755-27599473

传真：010-85235722；010-85235763

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0一 一 年 三 月

北京市朝阳区工体北路甲6号中宇大厦21层2105号

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《新工艺·新技术》、《SMT论坛》、《行业信 深圳市宝安区留芳路6号庭威工业园1栋4楼

国内期定价：12.00元

大事件：

为印制电路板和电子组装行业服务

通信地址：

国外发行代号：BM4439

2011

第32卷 第2期

标准开发 认证与培训 技术研讨 公共政策推广 市场调研

性，辟有《综述》、《微组装·SMT·PCB》、

邮发代号：22－52

主 办：中国电子科技集团公司第二研究所 中国电子学会

高效率地进行无铅焊接。

外先进技术的经验等。内容着重于先进性和实用

息》等栏目，为我国信息产业的发展特别是电子

Electronics Process Technology

国内年定价：72.00元

制造技术水平的提高起到了积极的推动作用，受 到电子工业广大生产技术工作者的热烈欢迎。 为了进一步满足广大读者对电子工业新工艺 和新技术的需求，《电子工艺技术》连手IPC国际电子工业联接协会，进一步把业界发展的最 新国际动态、世界最先进的技术论文引入期刊， 同时连载业界最为关心的IPC标准，供广大电子 科技人员参考。

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