SMT生產線需要管控環境落塵量嗎？落塵對品質會有何影響？

(以下言論純粹是個人觀點，目前似乎也還沒有任何工業標準來規範SMT產線是否需要管控環境的落塵量要求。)

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那為何還有很多的大公司或客戶要求要管控SMT產線的落塵量呢？

究竟是人傻錢多？還是真有其需要？還是人云亦云？還是說你只是看到別人公司有管控，所以你也想要求自己的產線或代工廠要管控？

相信大多數人對於SMT產線為何要管控環境落塵量應該都沒有深思過，工作熊自己其實也見過許多在SMT工廠做了幾十年卻從來沒有管控過環境落塵量的，據他們說印象中也沒有出現過什麼焊錫品質問題是因為灰塵造成。

既然環境落塵量可能不會影響到焊錫品質，那為何還是有很多公司想管控環境落塵量？

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工作熊個人認為，其實SMT產線對於環境落塵最該管控的應該是棉絮、纖維、紙屑、頭髮、頭皮屑等污染，而不是大家認為的那些小到0.3μm或0.5μm的微小顆粒，上述的幾樣污染也確實都會造成錫膏印刷與焊錫的品質問題。

當污染物落在鋼板(stencil)上，就會堵塞錫膏的印刷造成缺錫。
當污染物落在PCB表面，就可能會墊高鋼板，造成印刷錫量增加，或是在回焊時燒焦變成黑點，造成焊錫孔洞或是焊錫不良，甚至影響產品的信賴性。
如果有PCB的玻璃纖維落在不同焊墊之間，可能會造成焊錫短路，或是在日後形成電子遷移(electromigration)的通道。
當污染出現在電阻、電容、電感等小chip一端的焊點時，就可能出現墓碑效應，因為它會惡化融錫的拉應力。
當污染物掉落在零件本體上方時，則可能影響到貼片機吸嘴的密封性造成拋料，影響貼片機的「稼動率(activation)」。其實精密儀器上如果附著太多的灰塵是可能會影響到機器的精準度與壽命的，因為這些設備都是透過軸承螺桿來傳動的，不過設備商似乎都會作到基本的防塵。

以上那些污染物在零件焊點還很大的時候可能不會造成什麼問題，但是在細間距(fine-pitch)零件或BGA焊接則可能會出問題，而且還會是顆不定時炸彈。

另外，以上那些污染物的尺寸其實都不大，如果不仔細看，一般不易用肉眼檢查出來，既使導入SPI (Solder Paste Inspection)也不見得就可以檢查得出來。

所以，

SMT產線至少要作到下列紀律以管控上述的污染源：

要嚴禁在SMT產線或附近開拆紙箱包裝。因為紙箱的落塵其實是目前統計中為最嚴重的來源。這一點是工作熊認為很多小公司應做而未做到，卻也是最容易達成的。最好的方法是將SMT產線與紙箱拆包裝各自隔開。
還有在產線活動的作業員及工程師們穿的衣服或是布料可能掉落的棉絮或纖維，這也是為何SMT產線要穿防靜電服及無塵帽的原因之一。
再來就是電路板上可能掉落的玻璃纖維(glass fiber)。玻璃纖維是組成PCB的重要元素之一，所以在對PCBA裁板時也要盡量遠離SMT產線，因為PCBA裁板時會造成PCB內含的玻璃纖維及填充物粉塵掉落。
要盡量減少降低從外界環境帶進來的灰塵與污染物。所以建議要有「粘塵墊」及「門口吹風除塵」裝置。

以上要求其實只要平常有在做5S與產線紀律管理，以及少許費用的投資，基本上就可以達成。既然SMT需要管控環境的乾淨度，那我們就必須要給予一定的標準來衡量成效，而管控落塵量則是目前一個可以量化且通用的工業標準。

不過，大多數的SMT產線要求管控環境的落塵量並不需要達到什麼無塵室的等級，而是只要達到類似「潔淨室」的環境就可以，比如說可以先從等級(Class)100K或10K且管控10μm尺寸以上的落塵顆粒開始，然後依據需求及能力逐漸加嚴規格。（註：頭髮的直徑約30～50μm）

最後，隨著零件的趨小化，如果你的SMT產線有計畫或已經在生產0201，甚至更小的01005或覆晶(flip-chip)元件，建議你一定要把落塵的等級往上提，甚至微塵顆粒管控的大小也要進一步縮小。

想聽聽你的意見～