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SMT锡膏印刷工艺及设备-通信信号产品的制造与工艺管理

【摘要】:微课:锡膏印刷微课:锡膏印刷原理微课:焊锡膏的使用微课:印刷机的调整使用1.焊膏涂敷工艺及设备焊膏直接形成焊点,其涂敷工艺技术极为重要,它直接影响表面组装组件的性能和可靠性。图3-5模板工艺3.焊膏涂敷工艺设备:锡膏印刷机SMT锡膏印刷机设备大致分为三个档次:手动、半自动和全自动印刷机。焊膏印刷后,应无严重塌落,边缘整齐,错位不大于0.2mm;对于窄间距元器件焊盘,错位不大于0.1mm。基板不允许被焊膏污染。

微课:锡膏印刷

微课:锡膏印刷原理

微课:焊锡膏的使用

微课:印刷机的调整使用

1.焊膏涂敷工艺及设备

焊膏直接形成焊点,其涂敷工艺技术极为重要,它直接影响表面组装组件的性能和可靠性。为此,与黏合剂的涂敷工艺技术相比,焊膏涂敷工艺技术需要更高的要求。

将焊膏涂敷到PCB焊盘图形上的方法,主要有注射滴涂和印刷涂敷两类,广泛采用的是印刷涂敷技术。使用注射式装置施加焊膏的工艺过程称为注射滴涂(亦称点膏或液料分配),该方法可采用人工手动滴涂,也可采用机器自动滴涂,主要用于小批量多品种生产或新产品的研制,以及生产中补修或更换元器件。该方法速度慢、精度低,但灵活性好。焊膏注射滴涂方法与黏合剂点涂方法类似。

常用的印刷涂敷方式有非接触印刷和直接印刷两种类型。非接触印刷即丝网印刷,直接接触印刷即模板漏印(亦称漏板印刷),如表3-3所示,目前多采用直接接触印刷技术。这两种印刷技术可以采用同样的印刷设备,即丝网印刷机。

表3-3 丝网印刷技术和模板漏印技术

续表

模板印刷和丝网印刷相比(见表3-4),虽然它比较复杂,加工成本高,但有许多优点,如对焊膏粒度不敏感、不易堵塞、所用焊膏黏度范围宽、印刷均匀、可用于选择性印刷或多层印刷,焊膏图形清晰、比较稳定、易于清洗、可长期存储等,并且很耐用,模板使用寿命通常为丝网印刷的25倍以上。为此,模板印刷技术适用于大批量生产和组装密度高、多引脚细间距的产品。

表3-4 模板印刷与丝网印刷的比较

2.模板漏印技术物料

(1)刮板(squeegee)类型。

刮板分橡胶刮刀和金属刮刀两种,如图3-4所示。

图3-4 刮板类型

一般锡膏印刷选择使用金属刮刀。刮刀的磨损、压力和硬度决定印刷质量,应该仔细监测。对可接受的印刷品质,刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘,而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状(smeared)印刷,甚至可能损坏刮板和模板,过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏,引起焊锡圆角不够。

(2)模板(stencil)类型。(www.chuimin.cn)

制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度,而且开孔尺寸必须合适。常见的有三种制作模板的工艺:化学腐蚀、激光切割和电铸成形工艺。

化学蚀刻模板,通过在金属模板上涂保护剂,用销钉定位感光工具将图形曝光在金属模板两面,然后使用双面工艺从两面同时腐蚀金属模板,形成开孔。模板质量最差,价格最便宜。激光切割模板,直接从Gerber文件产生,位置精度高,可进行返工。模板质量一般能够达到要求,价格适中。电铸成形模板,通过在一个要形成开孔的基板上显影光刻胶,然后逐个原子逐层地在光刻胶周围电镀出模板,是一种递增而不是递减工艺。模板质量最好,价格最贵。为了达到良好的印刷结果,必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最大粉末尺寸和尽可能低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机模板和刮刀)和正确的工艺过程(良好的定位清洁拭擦)的结合。再者印刷后的检验也是必不可少的,它可以大大减少后道工序因印刷不良而造成的返修损失。三种制作钢网模板工艺的不同效果如图3-5所示。

图3-5 模板工艺

3.焊膏涂敷工艺设备:锡膏印刷机

SMT锡膏印刷机设备大致分为三个档次:手动、半自动和全自动印刷机(见图3-6)。半自动和全自动印刷机可以根据具体情况配置各种功能,以便提高印刷精度,如视觉识别功能、调整电路板传送速度功能、工作台或刮刀45°角旋转动能(适用于窄间距元器件),以及二维、三维检测功能等。

图3-6 锡膏印刷机

无论是哪一种印刷机,都由以下几部分组成:

① 夹持PCB基板的工作台,包括工作台面、真空夹持或板边夹持机构、工作台传输控制机构。

② 印刷头系统,包括刮刀、刮刀固定机构、印刷头的传输控制系统等。

③ 丝网或模板及其固定机构。

④ 为保证印刷精度而配置的其他选件,包括视觉对中系统、擦板系统和二维、三维测量系统等。

印刷机的主要技术指标:

① 最大印刷面积:根据最大的PCB尺寸确定。

② 印刷精度:根据印制板组装密度和元器件的引脚间距或球距的最小尺寸确定,一般要求精度达到±0.025mm。

③ 印刷速度:根据产量要求和印刷品质状况确定。

④ 刮刀压力确认标准:印刷位置没有锡膏残留。

⑤ 脱膜速度:0.5~1.0mm/s。

4.焊膏印刷质量检测(SJ/T10670 标准)

施加焊膏要求:焊膏图形要清晰,相邻的图形之间尽量不要黏连。焊膏图形与焊盘图形要一致,尽量不要错位。在一般情况下,焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8 mg/mm2左右。对于窄间距元器件,应为0.5 mg/mm2 左右。印刷在基板上的焊膏与希望质量值相比,可允许有一定的偏差,至于焊膏覆盖每个焊盘的面积,应在75%以上。焊膏印刷后,应无严重塌落,边缘整齐,错位不大于0.2mm;对于窄间距元器件焊盘,错位不大于0.1mm。基板不允许被焊膏污染。图3-7为SJ/T10670表面组装工艺通用技术要求,图3-8为企业焊膏印刷检查作业标准书。

图3-7 SJ/T10670表面组装工艺通用技术要求

图3-8 企业焊膏印刷检查作业标准书