【SMT】SMT電子製造工藝發展趨勢及PCBA電子元件可靠性現狀分析

電子元件可靠性現狀分析！

顯然，在設計基本確定的情況下，焊接工藝可靠性和物料質量是影響產品可靠性最為關鍵的兩個要素。

二 焊接工藝質量評估技術

焊接工藝過程：

電子元件製造過程最為關鍵的步驟之一；

是影響互連可靠性（焊點，PCB通孔）最為關鍵的過程；

影響PCB、元器件、PCBA絕緣特性最為關鍵的過程。 焊接工藝的好壞直接影響電子元件的質量和可靠性。

電子製造工藝發展趨勢

自動化製造

工藝質量對裝置的依賴提高，從而導致對問題的瞭解降低！

環保製造

更加嚴苛的製造條件，發生問題的可能性大大增加！

微型化製造

大量高密度器件的使用，傳統的質量檢驗手段存在技術上的難度。

顯然，電子製造工藝質量的控制更加困難，如何保證？

現有工藝質量分析方法

核心出發：人-機-料-法-環 

舉例：魚骨圖分析 8D分析 …… 

優點：考慮全面，不遺漏。 

侷限：影響因素過多，可能導致問題無法有效析出。 

如何才能更加有效地評估製造質量？

以產品為中心的焊接工藝評價方法

核心思想：所有工藝過程的變數最終會在產品上得到體現，通過最終產品來評價現有工藝質量水平。

時機：

 新產品匯入 

 新型器件應用（POP封裝器件）

  現有工藝發現較多的工藝缺陷 

 新型焊料、助焊劑等應用 

 可靠性試驗等重要試驗之前 

 客戶要求

以產品為中心的焊接工藝評價主要專案

1 外觀檢查

2 X射線檢測

3 金相切片分析

4 染色滲透試驗（BGA器件）

5 焊點強度試驗

6 聲學掃描分析（塑封器件熱損傷評估）

7 離子濃度測試，離子清潔度測試

染色滲透試驗

原理 通過將樣品置於染色液中，讓染色液滲透到有裂紋或孔洞的地方。垂直剝離已經焊上的元器件，其引線腳與焊盤將從有裂紋或孔洞等薄弱介面分離，元器件分離後被染紅的焊點介面將指示該處在強行剝離前存在缺陷，即焊點不良部位被檢測到。 用途

檢測失效焊點的分佈

檢測裂紋存在的介面

染色滲透試驗

方法與步驟

•取樣(整體或區域性)

•溶劑清洗（去除殘留物）

•染色（染色液＋低壓）

•乾燥（保持染色區域）

•垂直分離器件與PCB

•檢查與紀錄（顯微鏡）

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SMT電子廠從業人員，你必須懂得這些( 深度好文 一看就懂 )

     

1. 一般來說,SMT車間規定的溫度為25±3℃;
2. 錫膏印刷時,所需準備的材料及工具錫膏、鋼板﹑刮刀﹑擦拭紙、無塵紙﹑清洗劑﹑攪拌刀;
3. 一般常用的錫膏合金成份為Sn/Pb合金,且合金比例為63/37;
4. 錫膏中主要成份分為兩大部分錫粉和助焊劑。
5. 助焊劑在焊接中的主要作用是去除氧化物﹑破壞融錫表面張力﹑防止再度氧化。
6. 錫膏中錫粉顆粒與Flux(助焊劑)的體積之比約為1:1, 重量之比約為9:1;
7. 錫膏的取用原則是先進先出;
8. 錫膏在開封使用時,須經過兩個重要的過程回溫﹑攪拌;
9. 鋼板常見的製作方法為﹕蝕刻﹑鐳射﹑電鑄;
10. SMT的全稱是Surface mount(或mounting) technology,中文意思為表面粘著（或貼裝）技術;
11. ESD的全稱是Electro-static discharge, 中文意思為靜電放電;
12. 製作SMT裝置程式時, 程式中包括五大部分, 此五部分為PCB data; Mark data; Feeder data; Nozzle data; Part data;
13. 無鉛焊錫Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔點為 217C; 
14. 零件乾燥箱的管制相對溫溼度為 < 10%;
15. 常用的被動元器件(Passive Devices)有：電阻、電容、點感（或二極體）等；主動元器件(Active Devices)有：電晶體、IC等;

16. 常用的SMT鋼板的材質為不鏽鋼;
17. 常用的SMT鋼板的厚度為0.15mm(或0.12mm);
18. 靜電電荷產生的種類有摩擦﹑分離﹑感應﹑靜電傳導等﹔靜電電荷對電子工 業的影響為﹕ESD失效﹑靜電汙染﹔靜電消除的三種原理為靜電中和﹑接地﹑遮蔽。
19. 英制尺寸長x寬0603= 0.06inch*0.03inch﹐公制尺寸長x寬3216=3.2mm*1.6mm;
20. 排阻ERB-05604-J81第8碼“4”表示為4 個迴路,阻值為56歐姆。電容ECA-0105Y-M31容值為C=106PF=1NF =1X10-6F;
21. ECN中文全稱為﹕工程變更通知單﹔SWR中文全稱為﹕特殊需求工作單﹐ 必須由各相關部門會籤, 檔案中心分發, 方為有效;
22. ５S的具體內容為整理﹑整頓﹑清掃﹑清潔﹑素養;
23. PCB真空包裝的目的是防塵及防潮;
24. 品質政策為﹕全面品管﹑貫徹制度﹑提供客戶需求的品質﹔全員參與﹑及時 處理﹑以達成零缺點的目標;
25. 品質三不政策為﹕不接受不良品﹑不製造不良品﹑不流出不良品;
26. QC七大手法中魚骨查原因中４M1H分別是指（中文）: 人 ﹑機器﹑物料﹑方法﹑環境;

27. 錫膏的成份包含﹕金屬粉末﹑溶濟﹑助焊劑﹑抗垂流劑﹑活性劑﹔按重量分﹐金屬粉末佔85-92%﹐按體積分金屬粉末佔50%﹔其中金屬粉末主要成份為錫和鉛, 比例為63/37﹐熔點為183℃;
28. 錫膏使用時必須從冰箱中取出回溫, 目的是﹕讓冷藏的錫膏溫度回覆常溫﹐以利印刷。如果不回溫則在PCBＡ進Reflow後易產生的不良為錫珠;
29. 機器之檔案供給模式有﹕準備模式﹑優先交換模式﹑交換模式和速接模式;
30. SMT的PCB定位方式有﹕真空定位﹑機械孔定位﹑雙邊夾定位及板邊定位;
31. 絲印（符號）為272的電阻，阻值為 2700Ω ，阻值為4.8MΩ的電阻的符號（絲印）為485; 

32. BGA本體上的絲印包含廠商﹑廠商料號﹑ 規格和Datecode/(Lot No)等資訊;

33. 208pinQFP的pitch為0.5mm ;
34. QC七大手法中, 魚骨圖強調尋找因果關係;
37. CPK指: 目前實際狀況下的製程能力;
38. 助焊劑在恆溫區開始揮發進行化學清洗動作;
39. 理想的冷卻區曲線和迴流區曲線映象關係;
40. RSS曲線為升溫→恆溫→迴流→冷卻曲線;
41.我們現使用的PCB材質為FR-4;
42. PCB翹曲規格不超過其對角線的0.7%;
43. STENCIL 製作鐳射切割是可以再重工的方法;
44. 目前計算機主機板上常被使用之BGA球徑為0.76mm;
45. ABS系統為絕對座標;
46. 陶瓷晶片電容ECA-0105Y-K31誤差為±10%;
47. Panasert松下全自動貼片機其電壓為3Ø200±10VAC;
48. SMT零件包裝其卷帶式盤直徑為13寸, ７寸;
49. SMT一般鋼板開孔要比PCB PAD 小4um可以防止錫球不良之現象;
50. 按照《PCBA檢驗規》範當二面角＞９０度時表示錫膏與波焊體無附著性;

51. IC拆包後溼度顯示卡上溼度在大於30%的情況下表示IC受潮且吸溼;

52. 錫膏成份中錫粉與助焊劑的重量比和體積比正確的是90%:10% ,50%:50%;
53.早期之表面粘裝技術源自於20世紀60年代中期之軍用及航空電子領域;
54.目前SMT最常使用的焊錫膏Sn和Pb的含量各為: 63Sn+37Pb;
55.常見的頻寬為8mm的紙帶料盤送料間距為4mm;
56. 在1970年代早期,業界中新門一種SMD, 為“密封式無腳晶片載體”, 常以HCC簡代之;
57. 符號為272之元件的阻值應為2.7K歐姆;
58. 100NF元件的容值與0.10uf相同;
59. 63Sn+37Pb之共晶點為183℃;
60. SMT使用量最大的電子零件材質是陶瓷;
61. 回焊爐溫度曲線其曲線最高溫度215C最適宜;
62. 錫爐檢驗時，錫爐的溫度245C較合適;
63. SMT零件包裝其卷帶式盤直徑13寸,7寸;
64. 鋼板的開孔型式方形﹑三角形﹑圓形,星形,本磊形;
65. 目前使用之計算機邊PCB, 其材質為: 玻纖板;

66. Sn62Pb36Ag2之焊錫膏主要試用於何種基板陶瓷板;
67. 以松香為主之助焊劑可分四種: R﹑RA﹑RSA﹑RMA;
68. SMT段排阻有無方向性無;
69. 目前市面上售之錫膏，實際只有4小時的粘性時間;
70. SMT裝置一般使用之額定氣壓為5KG/cm2;
71. 正面PTH, 反面SMT過錫爐時使用何種焊接方式擾流雙波焊;
72. SMT常見之檢驗方法: 目視檢驗﹑X光檢驗﹑機器視覺檢驗
73. 鉻鐵修理零件熱傳導方式為傳導+對流;
74. 目前BGA材料其錫球的主要成Sn90 Pb10;
75. 鋼板的製作方法雷射切割﹑電鑄法﹑化學蝕刻;
76. 迥焊爐的溫度按: 利用測溫器量出適用之溫度;
77. 迥焊爐之SMT半成品於出口時其焊接狀況是零件固定於PCB上;
78. 現代質量管理髮展的歷程TQC-TQA-TQM;
79. ICT測試是針床測試;

80. ICT之測試能測電子零件採用靜態測試;
81. 焊錫特性是融點比其它金屬低﹑物理效能滿足焊接條件﹑低溫時流動性比其它金屬好;
82. 迥焊爐零件更換製程條件變更要重新測量測度曲線;
83. 西門子80F/S屬於較電子式控制傳動;
84. 錫膏測厚儀是利用Laser光測: 錫膏度﹑錫膏厚度﹑錫膏印出之寬度;
85. SMT零件供料方式有振動式供料器﹑盤狀供料器﹑卷帶式供料器;
86. SMT裝置運用哪些機構: 凸輪機構﹑邊杆機構 ﹑螺桿機構﹑滑動機構;
87. 目檢段若無法確認則需依照何項作業BOM﹑廠商確認﹑樣品板;
88. 若零件包裝方式為12w8P, 則計數器Pinth尺寸須調整每次進8mm;
89.迥焊機的種類: 熱風式迥焊爐﹑氮氣迥焊爐﹑laser迥焊爐﹑紅外線迥焊爐;
90. SMT零件樣品試作可採用的方法﹕流線式生產﹑手印機器貼裝﹑手印手貼裝;
91. 常用的MARK形狀有﹕圓形,“十”字形 ﹑正方形,菱形,三角形,萬字形;
92. SMT段因Reflow Profile設定不當, 可能造成零件微裂的是預熱區﹑冷卻區;
93.SMT段零件兩端受熱不均勻易造成﹕空焊﹑偏位﹑墓碑;
94. SMT零件維修的工具有﹕烙鐵﹑熱風拔取器﹑吸錫槍,鑷子;
95. QC分為﹕IQC﹑IPQC﹑.FQC﹑OQC;

你是QA\QC\還是QE?

能說很長一段時間，小編對這三個詞

傻傻分不清楚麼？

如果

同時存在這兩個角色，

會有哪些區別？

他們的側重點又在哪裡？

來來來，

今天一起來研究研究。

QC即英文Quality Control的簡稱，中文意義是品質控制。

有些組織會設定這樣一個部門或崗位，負責ISO9000標準所要求的有關品質控制職能，擔任這類工作的人員就叫做QC人員，相當於一般企業中的產品檢驗員，包括進料檢驗員（IQC）、製程檢驗員（IPQC）、最終檢驗員（FQC）和出貨檢驗員（OQC）。

IQC（Incoming Quality Control）意思是來料的質量控制，簡稱來料控制。

IPQC（In Put Process Quality Control）中文意思為製程控制，指產品從物料投入生產道產品最終包裝過程的品質控制。

FQC（Finish or Final Quality Control）成品質量檢驗

OQC（Out Quality control）成品出廠檢驗

DQC（Design Quality Control）設計品質控制

MQC（Manufacture Quality Control）製程品檢

QA（Quality Assurance ）品質保證

在ISO8402：1994中關於品質保證的定義是“為了提供足夠的信任表明實體能夠滿足品質要求，而在品質管理體系中實施並根據需要進行證實的全部有計劃和有系統的活動”。有些推行ISO9000的組織會設定這樣的部門或崗位，負責所要求的有關品質保證的職能，擔任這類工作的人員就叫QA人員。

IDQA（Design Quality Assurance）設計品質保證，如DQA經理（設計品質認證經理）

QE（Quality Engineer） 質量工程師

JQE（Joint Quality Engineer）客戶端品質工程師，即供應商花錢僱傭的為客戶工作的品質工程師，是客戶SQE的眼睛和耳朵。

SQE（Supplier Quality Engineer）供應商品質工程師。

在一個專案團隊中，存在著QA和QC兩種角色，它們的重大區別在於：

具備必要資質的QA是組織中的高階人才，需要全面掌握組織的過程定義，熟悉所參與專案所用的工程技術；QC則既包括軟體測試設計員等高階人才，也包括一般的測試員等中、初級人才。

QA活動貫穿專案執行的全過程；QC活動一般設定在專案執行的特定階段，在不同的控制點可能由不同的角色完成。

對稱職的QA，跟蹤和報告專案執行中的發現（findings）只是其工作職責的基礎部分，更富有價值的工作包括為專案組提供過程支援，例如為專案經理提供以往類似專案的案例和參考資料，為專案組成員介紹和解釋適用的過程定義檔案等。QC的活動則主要是發現和報告產品的缺陷。

96. 高速貼片機可貼裝電阻﹑電容﹑ IC﹑.電晶體;

97. 靜電的特點﹕小電流﹑受溼度影響較大;
98. 高速機與泛用機的Cycle time應儘量均衡;
99. 品質的真意就是第一次就做好;
100. 貼片機應先貼小零件，後貼大零件;
101. BIOS是一種基本輸入輸出系統，全英文為：Base Input/Output System;
102. SMT零件依據零件腳有無可分為LEAD與LEADLESS兩種;
103. 常見的自動放置機有三種基本型態, 接續式放置型, 連續式放置型和大量移送式放置機;
104. SMT製程中沒有LOADER也可以生產;
105. SMT流程是送板系統-錫膏印刷機-高速機-泛用機-迥流焊-收板機;
106. 溫溼度敏感零件開封時, 溼度卡圓圈內顯示顏色為藍色,零件方可使用;
107. 尺寸規格20mm不是料帶的寬度;
108.製程中因印刷不良造成短路的原因﹕a. 錫膏金屬含量不夠，造成塌陷b. 鋼板開孔過大，造成錫量過多c. 鋼板品質不佳，下錫不良，換鐳射切割模板d.Stencil背面殘有錫膏，降低刮刀壓力，採用適當的VACCUM和SOLVENT
109.一般回焊爐Profile各區的主要工程目的:a.預熱區；工程目的：錫膏中容劑揮發。b.均溫區；工程目的：助焊劑活化，去除氧化物；蒸發多餘水份。c.回焊區；工程目的：焊錫熔融。d.冷卻區；工程目的：合金焊點形成，零件腳與焊盤接為一體;
110. SMT製程中，錫珠產生的主要原因﹕PCB PAD設計不良、鋼板開孔設計不良、置件深度或置件壓力過大、Profile曲線上升斜率過大，錫膏坍塌、錫膏粘度過低。

工程師 PE、IE、QE、ME、TE、RD分別是什麼 ?

職位：

PE: 產品工程師  一般來說意思是：工程製造、生產技術。 

ME:  裝置工程師；機構工程師

IE: 工藝工程師 Industrial Engineering 

QE: 質量工程師Quality Engineer 

TE:  測試工程師Test Engineer

RD工程師:RD指Research and Development(研發)   研究與開發的工程師一般是電子，軟體行業，其他行業，如塑膠製品單位，電氣廠什麼的都有這個職位

職責上有什麼區別?

PE工程師：新產品的匯入、試產的安排、生產指導，現場異常問題的及時排除（遇到異常立即有臨時對策），生產工藝的改善、產品效能及結構方面的改善、包括工藝指導書的編寫等。 

IE工程師（intusdrial engineer)：就是從事工業工程的人 ,工廠裡面負責人員調配，模具製作，作業指導書編制，統管生產安排

工業工程（Industrial Engineering 簡稱IE），是從科學管理的基礎上發展起來的一門應用性工程專業技術。由於它的內容強調綜合地提高勞動生產率、降低生產成本、保證產品質量，使生產系統能夠處於最佳執行狀態而獲得最高之整體效益，所以近數十年來一直受到各國的重視，尤其是那些經歷過或正在經歷工業仳變革的國家或地區，如美國、日本、四小龍及泰國等地方，都有將其視為促進經濟發展的主要工具，同時相對地IE技術在這種環境下亦得到迅速的成長。  

IE是對人、材料、裝置所整合的系統進行設計、改善和實施。為了對系統的成果進行確定、預測和評價，在利用數學、自然科學、社會科學中的專門知識和技術的同時，還採用工程上的分析和設計的原理和方法。” 

ME工程師 ：具體工作職責主要是： 負責生產線的維護，儀器裝置的維修與保養等等

TE工程師:  即測試工程師，主要負責產品的測試。

RD工程師:  RD指Research and Development(研發)   研究與開發的工程師一般是電子，軟體行業，其他行業，如塑膠製品單位，電氣廠什麼的都有這個職位。

人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。

AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。

領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：

1. 重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？

2. 重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：

1. 精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

2. 智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。

3. 高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

4. 不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。

5. 邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：

1. 創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；

2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；

3. 人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。

給決策制定者和商業領袖的建議：

1. 超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；

2. 迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新

   評估未來的知識和技能型別；

3. 制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開

   發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；

4. 重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨

   較高失業風險的人群；

5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。

如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！

新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。

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產業智慧官  AI-CPS

用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。

長按上方二維碼關注微信公眾號： AI-CPS，更多資訊回覆：

新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧駕駛”、“智慧城市”；新模式：“財富空間”、“工業網際網路”、“資料科學家”、“賽博物理系統CPS”、“供應鏈金融”。

本文系“產業智慧官”（公眾號ID：AI-CPS）收集整理，轉載請註明出處！

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