电子工艺技术 ２１０ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０１ １年７，ｑ第３２卷第４期 ＳＭＴ生产线制程工艺控制细则 贾小平，任博成 （北京装联电子工程有限公司。北京１０００４１） 摘要：从符合ＲｏｌｌＳ指令及无铅产品可靠性方面考虑，ＥＭＳ企业最好把无铅制程与有铅制程划分区域、分 线进行，但由于资金缺少或有铅产品还占有很大市场份额等种种原因，部分中小型ＥＭＳ企业不得不采用无铅有 铅制程共线的方案。在这种复杂的情况下，为防止有铅产品及其材料对无铅产品造成污染，必须要严格对无铅 产品生产过程中的各个工序进行有效控制，尤其是有铅制程向无铅制程切换的过程，确保生产｝｝｛合格的无铅产 品。从制程类型及物料辅料控制、制程切换工艺控制及无铅制程关键Ｔ艺控制ｊ个方面做了详细的论述。 关键词：无铅制程；有铅制程；工艺控制 中图分类号：ＴＮ６０５文献标识码：Ａ文章编号：１００１—３４７４（２０１ １）０４—０２１０—０３ ＳＭＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒ０ｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｕｌｅｓ ＪＩＡ Ｘｉａｏ－ｐｉｎｇ，ＲＥＮ Ｂｏ－ｃｈｅｎｇ ＩＢｅｉｊｉｎｇ Ｚｈｕａｎｇｌｉａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．．Ｌｔｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００４１ ｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｅａｄ—ｆｒｅｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｍｕｓｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ＲＯＨＳ ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＳＯ ＥＭＳ ｃｏｍｐａｎｙ ｓｈｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｌｅａｄ・ｆｒｅｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅａ ａｎｄ ｌｅａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅａ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｙ。ｂｕｔ ｓｏｍｅ ｓｍａｌＩ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｓｉｚｅ ＥＭＳ ｃｏｍｐａｎｉｅｓ ｈａｖｅ ｔｏ ｕｓｅ ｌｅａｄ・ｆｒｅｅ ａｎｄ ｌｅａｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｎ ｏｎｅ ｌｉｎｅ ｄｕｅ ｔｏ ｆｕｎｄ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｒ ｌｅａｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｌｓｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ ａ ｌａｒｇｅ ｍａｒｋｅｔ ｓｈａｒｅ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅａｓｏｎｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ ｒｉｓｋ ｏｆ ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ｌｅａｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｍｕｓｔ ｂｅ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｅａｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｌｅａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｙｐｅｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｌｅａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｅａｄ・ ｆｒｅｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｅａｄ・ｆｒｅｅ ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｌｅａｄ ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１００１．３４７４（２０１１ ｌ０４．０２１０．０３ 随着公众环保意识的增强，人们已经认识到含 铅钎料对环境和人体健康的威胁，特别是欧盟出台 方面由于ＲｏＨＳ豁免、军 Ｉ 产品要求及无铅焊点的可 靠性还存在观望或争议［Ｉ．２１等种种原凶，目前仍有较多 电子产品生产并没有强制采用无铅制程。鉴于以上两 点原因，无铅制程与有铅制程共用同一生产线，成为 关于废弃电气电子仪器（ＷＥＥＥ：Ｗａｓｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）法案及特定有害物质的使用限 制（ＲｏＨＳ：Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ 部分中小型ＥＭＳ企业唯一可选择实施的方案。 ＲｏＨＳ指令中要求铅的质量分数低于０．１％，ＥＭＳ 企业稍有不慎即面临“巨罚”，并被列入黑名单， 通报全欧不得进口和销售。欧盟启动ＲｏＨＳ后被巨罚 Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ）指令的全面实施，使全球的无铅焊料 的应用成为势不可挡的全球潮流。针对无铅化的到 来，我国也制定了《电子信息产品污染防治管理办 法》。无铅化的实施给国内中小型ＥＭＳ企业带来一种 前所未有的挑战，一方面产品无铅制程必须实施， 的案例有很多。另外，铅的存在一般会造成品粒边 界劣化导致龟裂或造成低温相劣化导致剥离 】，无 但购买新设备或扩大生产规模需要大量资金，另一 铅制程中铅污染可能会带来严重的产品质量或可靠 作者简介：贾小平（１９８０一），男，硕士，主要从事ＳＭＴＺ艺研究和生产实践工作。 第３２卷第４期 贾小平，等：ＳＭＴ生产线制程工艺控制细则 ２１１ 性问题。为了保证产品的质量、可靠性及无铅产品 ＲｏＨＳ符合性，对于无铅及有铅制程共用ＳＭＴ生产线 标签，企业应加强管理，确保不会造成混淆。另外最 好设置自己内部专用的无铅元器件和无铅产品标识 和标签，贴在包装箱上、半成品上以及成品上，使企 业内部人员很容易分辨出无铅元器件或无铅产品。 的ＥＭＳ企业，必须要严格对无铅产品生产过程中各个 工序进行有效控制，尤其有铅制程向无铅制程切换 的过程控制，必须防止有铅产品及其材料对无铅产 品造成的污染，确保生产出合格的无铅产品。 ２制程切换工艺控制 ＳＭＴ产品生产工艺流程一般为：生产准备一丝印 一贴片一回流焊接一检修一清洗，针对每一工序， 一１制程类型及物料控制 ＥＭＳ企业在无铅有铅共线的情况下，必须从人 口就开始实施控制，否则无铅产品错生产为有铅产 品，或有铅产品生产为无铅产品，或无铅有铅物 般在有铅产品和无铅产品进行切换时，需要对生 产线进行清洁，由生产部门执行，质量部门检验员 和现场工程师确认认可后方可进行切换，包括下述 几个方面。 料、辅料混用等，都可能会给企业及客户带来难以 预计的损失。 １．１制程类型控制 制程类型主要从标识来控制，但控制应设立多 ２．１丝印工位 （１）必须将刮刀刀片拆下，用无纺纸和酒精将 刀片和刮刀架上沾附的焊膏进行清除，然后目视检 重关卡。企业可做出明确规定，如市场部同客户签 订的合同中需明确产品制程；下发至生产的销售合 同执行单上需注明“有铅” “无铅”字样；技术 查，无残余焊膏方可将刀片安装好； （２）用无纺纸和酒精仔细清除印刷模板上残余 的焊膏，然后目视检查，无残余焊膏才可安装使用； （３）用无纺纸和酒精仔细清除真空腔、底部支 撑件和传输轨道上残余的焊膏，然后目视检查，确 保无残余的焊膏； 部下发的物料清单（ＢＯＭ）第一页必须标识“有 铅”或“无铅”标识；制造部生产看板上需注明产 品“有铅”或“无铅”，产品检验状态卡上需标明 “有铅”或“无铅”字样。 １．２物料控制 一（４）无铅锡膏搅拌刀和酒精瓶必须使用贴有 “无铅”标签的专用工具，不得将有铅焊膏的工具 般情况下ＥＭＳ企业均为来料加工或代采购物料 和无铅焊膏的工具混用。每次使用后，专用工具应 加工，稳定的物料货源与质量是保证产品质量长期 稳定和确保符合顾客产品要求的基础，因此加强对 统一收回，组长管理，工具的使用和管理应有 记录； 物料供应商的管理非常重要。 对供应商管理的主要措施一般有：建立合格供应 商名录，将供应商按采购物料和辅料类别及重要程度 分类，建立有效的选择、评定和控制办法；与供应商 签订责任协议。整个供应链上的各方需要承担起各自 （５）清洁卫生完成后，丝印操作员应洗手，以 确保无人为带人的铅污染。 ２．２贴片工位 （１）用无纺纸和酒精仔细清除ＰＣＢ夹持轨道， 然后目视检查，确保无残余的焊膏； （２）用无纺纸和酒精清洁贴片机的吸嘴； （３）清理干净贴片机内及周边的物料。 ２．３回流焊工位 用无纺纸和酒精清洁回流焊前检测工位的缓 的责任；要求元件供应商提供所供应材料、元器件内 部连接和焊端材料的成分组成、耐受的最高温度和时 间以及潮湿敏感度等信息，以确保从源头上控制和限 制无铅产品中有毒有害物质的使用＿５ ；对于辅料如用 于无铅产品的锡膏、锡丝和清洗剂等要求供应商提 冲台轨道表面及回流焊炉的链条和网带上的残余焊 膏、杂物等，然后进行目视检查。清洁完成后，回 流焊炉高温空载运行一小时以上。 ２．４检修工位 （１）由班长按Ｔ位发放无铅专用烙铁头和无铅 供辅料的ＲｏＨＳ符合性报告等。 若是来料加工情况，需要求客户提供的ＢＯＭ表 上尽可能标注关于涉及有铅无铅制程工艺控制的内 容，其中包括焊端表面镀层材料、最高耐热温度和 时间以及潮敏度等级等，￣ｂＥＭＳ企业产品工程师同 顾客对产品要求的沟通必不可少，详细了解产品的 专用海绵，操作员按要求更换，并经质量部巡检确 认后，方可进行无铅焊接操作； （２）用于无铅产品的专用烙铁头和专用海绵在 要求是工艺策化及过程控制的保证。 在接收物料或辅料阶段，ＥＭＳ企业在来料检验阶 使用完毕后，必须交回班组长统一管理，不得在操 作工位上保存，工具的使用和管理应有记录。 （下转第２２６页） 段应给无铅元器件、工艺辅料或工具（包括焊膏、 焊锡丝、助焊剂、清洗剂及模板等）做无铅标识和 电子工艺技术 ２２６ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｑｖ ２０１１年７月 （上接第２１ １页） ２．５清洗工位 （１）无铅产品清洗前，做好此工位的桌面卫生 清洁； 要求现场工程师配合进行无铅产品工序检查，在无 铅产品生产工序检查表中做相应记录，确认符合方 可进行首板生产。 （２）使用无铅专用的清洗辅助工具，在无铅专 用的清洗剂容器和牙刷上需标示“无铅”字样，有 铅产品切换为无铅产品时要用新的无纺布，不得混 （５）质量部巡检员负责无铅产品整个生产过程 的监督，杜绝有铅向无铅的污染。 用无纺布； （３）无铅制程中使用的溶剂和酒精必须要符合 ＲｏｌｌＳ要求； ４小结 无铅制造势在必行，但目前仍处于一个过渡阶 段，无铅材料、印制板、元器件、检测及可靠性等 方面标准均不完善甚至缺少，对实施无铅制造带来了 （４）特别注意此＿Ｔ位严禁同时清洗有铅和无铅 两种＿丁艺类型的产品。 ２．６周转及包装丁位 很多困难。从符合ＲｏＨＳ指令及无铅产品可靠性方面 考虑，ＥＭＳ企业最好将无铅制程与有铅制程划分 域、分线进行，但由于资金缺少或有铅产品还占有 在有铅产品切换为无铅产品时，清洁所用到的 周转托盘、周转箱和周转车等周转工具。 很大市场份额等种种原因，部分中小型ＥＭＳ企业不得 不采用无铅有铅制程共线的方案。在这种复杂的情 ３无铅制程关键工艺控制 在无铅产品制造过程中，关键是物料不混用、 辅料不用错、炉温有测量和生产准备有检查。］二艺 况下，ＥＭＳ企业必须从Ｔ艺控制细节方面下功夫，不 断完善改进制程工艺控制，严格管理，确保无铅产 品质量及ＲｏｌｌＳ符合性，平稳地向无铅制造过渡。 参考文献： 【１】上官东凯．无铅焊料互联及可靠性【Ｍ】．北京：电子１ 业ｍ版 社．２００８． 控制措施一般为二方或三方确认、再确认及过程有 效监督。 （１）无铅产品使用的焊膏、锡丝需由首件检验 员、现场工程师确认后，丝印员方可使用。 （２）无铅产品与有铅产品的物料必须隔离放 置，且无铅器件不得用有铅器件代用，若有特殊情 况，需征得产品工程师及顾客意见。 （３）无铅产品的回流焊温度曲线测试和回流 【２］孙守红．无铅器件逆向转化有铅器件 Ｚ；ＩＪ］．电子１＿岂技术， ２０１０，３１（５）：２７ｌ一２７４． ［３】付鑫，章能华，宋嘉宁．有铅和无铅混装 岂的探讨【Ｊｌ＿电了 Ｔ艺技术，２０１０，３ｌ（２）：９８—１００． 【４］史建卫．无铅焊接Ｆ艺叶１常见缺陷及防止措施【ＪＪ＿电了ｒ 岂技 术，２００８，２９（２）：１１６—１ｌ９． 焊炉参数设置由现场工程师负责，并保持记录。生 产无铅产品前，必须由现场工程师进行回流焊温度 曲线测试，并进行正确的参数设置，打印炉温曲线 后，必须经过技术主管审批后方可使用。产品首件 检验员需对现场工程师的测试过程进行监督。 【５】顾蔼云．全程实施电予产品无铅乍产 电子测试，２００７， １４（９）：８－１４． 收稿日期：２０１ １－０５—２６ （４）质量部首板检验员在首板生产之前需查看 产品工艺类型要求，若是无铅产品需确认制造部使 用的辅料以及各工位用到的工具是否符合要求，并
