環保點膠製程研發與創新參數設計

近年來全球電子工業不斷創新呈現快速發展趨勢，運用製程優化提昇產品良率是業界研發的重點方向。為因應電子產品微小化、多功能等市場需求，電子構裝製程多以雙面板或混合表面黏著技術及波峰焊製程。波峰焊製程於穿孔式元件組裝時，通常藉由波焊載具屏蔽第一面PCB上之SMD元件以避免元件偏移或沖刷掉落的情形，然而使用載具將增加成本。本研究以音響PCBA產品為例，針對低成本之CEM-1板材及0805陶瓷電容，開發環保點膠製程，並使用低熔點之無鉛環保焊料(錫鉍合金58Bi/42Sn)，且點膠之烘烤與迴焊將同步進行，以提升生產效率。由於生產過程中PCBA搬運可能造成之應力，及波焊製程中熔錫擾動造成多方向性沖刷PCB上之元件，故於室溫及高溫環境下分別考量電容元件直向及縱向之膠水黏著強度(即室溫及高溫直推、橫推力)，所以屬於多品質特性問題。運用田口方法設計實驗，考慮點膠位置、壓著時間、熱固溫度及迴焊輸送帶速度等控制因子。應用主成份分析與主成份灰關聯分析等統計方法，並提出創新之類神經智慧型參數設計，分別決定最適製程參數組合解決多重品質特性問題。再依各分析方法之最適參數組合製作試驗樣本並進行推力實驗。結果顯示，本研究開發之類神經網路方法所建議之最適參數組合優於其他兩種方法。並將其導入波焊製程產線，觀測元件沖刷掉落現象以評估良率之改善成效。最後，針對傳統製程與環保點膠製程兩種生產模式進行成本評估。結果顯示，本研究開發之環保點膠製程與創新參數設計可有效降低生產成本約65%，同時兼顧環保效益。

關鍵字

表面黏著技術；錫鉍合金；田口方法；主成份分析；灰關聯分析；類神經網路

並列摘要

In recent years, the microelectronic manufacturing grows rapidly. Process optimization to production yield is major focus of the industry. To meet the requirement in product miniaturization and multi-function, surface mount technology (SMT) and through-hole technology (THT) are used to assembly the double sided printed circuit board (PCB). In through-hole technology, the soldering carrier is commonly used to cover the component assembled on the first side. This is to avoid the component from being contact with the molten solder and fall off. However, using the carrier will increase the production costs. This study aims at a sound card and investigates the adhesive dispensing process to replace the necessity of carrier. The CEM-1 PCB material and the 0805 passive components are under consideration. The lead-free solder 58Bi/42Sn with low melting point is used in this research. This study consider the shear strength of components from both the horizontal and vertical directions at normal and high temperature. This is to simulate the effects of molten solder acting on the passive components. Thus, this study involves multi-quality characteristics. We used Taguchi method to investigate the effect of dispensing position, pressing time, curing temperature and the conveyor speed. The principal component analysis (PCA), principal component gray relational analysis and innovative artificial neural network are exercised to handle the multiple quality characteristics and determine the optimal process parameters. The result showed that the parameter determined by innovative artificial neural network parameters design is better than the others. The optimal process is implemented in the production line to verify its effectiveness.

並列關鍵字

surface mount technology ； 58Bi/42Sn ； Taguchi methods ； principal component analysis ； grey relational analysis ； artificial neural network

參考文獻

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國際替代計量

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