焊膏印刷工序的工藝控制

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1、第3章核心工藝能力建設(shè)SMT關(guān)鍵工序的工藝控制1.印刷工藝2.貼裝元件工藝3.焊接原理和再流焊工藝一.施加焊膏工藝施加焊膏是SMT的關(guān)鍵工序施加焊膏是保證SMT質(zhì)量的關(guān)鍵工序。目前一般都采用模板印刷。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在PCB設(shè)計(jì)正確、元器件和印制板質(zhì)量有保證的前提下，表面組裝質(zhì)量問(wèn)題中有60%-80%的質(zhì)量問(wèn)題出在印刷工藝。了解印刷原理，提高印刷質(zhì)量1.印刷焊膏的原理焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。當(dāng)刮刀以一定速度和角度向前移動(dòng)時(shí)，對(duì)焊膏產(chǎn)生一定的壓力，推動(dòng)焊膏在刮板前滾動(dòng)，產(chǎn)生將焊膏注入網(wǎng)孔或漏孔所需的壓力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網(wǎng)板交接處

2、產(chǎn)生切變，切變力使焊膏的粘性下降，使焊膏順利地注入網(wǎng)孔或漏孔。刮板焊膏模板PCBa焊膏在刮板前滾動(dòng)前進(jìn)b產(chǎn)生將焊膏注入漏孔的壓力c切變力使焊膏注入漏孔XYF刮刀的推動(dòng)力F可分解為推動(dòng)焊膏前進(jìn)分力X和將焊膏注入漏孔的壓力Yd焊膏釋放（脫模）圖1-3焊膏印刷原理示意圖焊膏在刮板前滾動(dòng)，才能產(chǎn)生將焊膏注入開(kāi)口的壓力刮板焊膏印刷時(shí)焊膏填充模板開(kāi)口的情況脫模焊膏滾動(dòng)2.影響焊膏脫模質(zhì)量的因素(a)模板開(kāi)口尺寸：開(kāi)口面積B與開(kāi)口壁面積A比＞0.66時(shí)焊膏釋放（脫模）順利。面積比＞0.66，焊膏釋放體積百分比＞80%面積比＜0.5，焊膏釋放體積百分比＜60%(b)

3、焊膏黏度：焊膏與PCB焊盤之間的粘合力Fs＞焊膏與開(kāi)口壁之間的摩擦力Ft時(shí)焊膏釋放順利。(c)開(kāi)口壁的形狀和光滑度：開(kāi)口壁光滑、喇叭口向下或垂直時(shí)焊膏釋放順利。圖1-4放大后的焊膏印刷脫模示意圖Fs——焊膏與PCB焊盤之間的粘合力：與開(kāi)口面積、焊膏黏度有關(guān)Ft——焊膏與開(kāi)口壁之間的摩檫阻力：與開(kāi)口壁面積、光滑度有關(guān)A——焊膏與模板開(kāi)口壁之間的接觸面積；B——焊膏與PCB焊盤之間的接觸面積(開(kāi)口面積)PCB開(kāi)口壁面積A開(kāi)口面積B(a)垂直開(kāi)口(b)喇叭口向下(c)喇叭口向上易脫模易脫模脫模差圖1-5模板開(kāi)口形狀示意圖3.刮刀材料、形狀及印刷方式(a)刮

4、刀材料①橡膠（聚胺酯）刮刀橡膠刮刀有一定的柔性，用于絲網(wǎng)印刷以及模板表面不太平整、例如經(jīng)過(guò)減薄處理（有凹面）的模板印刷。橡膠刮刀的硬度：肖氏（shore）75度~85度。②金屬刮刀金屬刮刀耐磨、使用壽命長(zhǎng)（約10萬(wàn)次，是聚胺酯的10倍左右）。用于平整度好的金屬模板印刷；適宜各種間距、密度的印刷，特別對(duì)窄間距、高密度印刷質(zhì)量比較高，而且使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用最廣泛。(b)刮刀形狀和結(jié)構(gòu)橡膠刮刀的形狀有菱形和拖尾形兩種。菱形刮刀——是將10mm×10mm的方形聚胺脂夾在支架中間，前后呈45°角。菱形刮刀可采用單刮刀作雙向印刷。刮刀在每個(gè)行程末端可跳過(guò)焊膏。菱形

5、刮刀的焊膏量不易控制，并容易污染刮刀頭。拖尾形刮刀——一般都采用雙刮刀形式。刮刀的角度一般為45°~60°。RUBMET橡膠刮刀金屬刮刀圖2-7各種不同形狀的刮刀示意圖手動(dòng)刮刀(d)印刷方式①單向印刷（刮刀只能作一個(gè)方向印刷）單向印刷時(shí)有一塊刮刀是印刷用的，另一塊刮刀是作為回料用的；②雙向印刷雙向印刷時(shí)兩塊刮板進(jìn)行交替往返印刷。4.影響印刷質(zhì)量的主要因素a首先是模板質(zhì)量——模板印刷是接觸印刷，因此模板厚度與開(kāi)口尺寸確定了焊膏的印刷量。焊膏量過(guò)多會(huì)產(chǎn)生橋接，焊膏量過(guò)少會(huì)產(chǎn)生焊錫不足或虛焊。模板開(kāi)口形狀以及開(kāi)口是否光滑也會(huì)影響脫模質(zhì)量。b其次是焊膏質(zhì)量—

6、—焊膏的黏度、印刷性（滾動(dòng)性、轉(zhuǎn)移性）、觸變性、常溫下的使用壽命等都會(huì)影響印刷質(zhì)量。c印刷工藝參數(shù)——刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與網(wǎng)板的角度以及焊膏的黏度之間都存在一定的制約關(guān)系，因此只有正確控制這些參數(shù)，才能保證焊膏的印刷質(zhì)量。d設(shè)備精度方面——在印刷高密度窄間距產(chǎn)品時(shí)，印刷機(jī)的印刷精度和重復(fù)印刷精度也會(huì)起一定的作用。e環(huán)境溫度、濕度、以及環(huán)境衛(wèi)生——環(huán)境溫度過(guò)高會(huì)降低焊膏黏度，濕度過(guò)大時(shí)焊膏會(huì)吸收空氣中的水分，濕度過(guò)小時(shí)會(huì)加速焊膏中溶劑的揮發(fā)，環(huán)境中灰塵混入焊膏中會(huì)使焊點(diǎn)產(chǎn)生針孔。（一般要求環(huán)境溫度23±3℃，相對(duì)濕度45~70%）從以上分析中可以

7、看出，影響印刷質(zhì)量的因素非常多，而且印刷焊膏是一種動(dòng)態(tài)工藝。①焊膏的量隨時(shí)間而變化，如果不能及時(shí)添加焊膏的量，會(huì)造成焊膏漏印量少，圖形不飽滿。②焊膏的黏度和質(zhì)量隨時(shí)間、環(huán)境溫度、濕度、環(huán)境衛(wèi)生而變化；③模板底面的清潔程度及開(kāi)口內(nèi)壁的狀態(tài)不斷變化；……5.提高印刷質(zhì)量的措施(1)加工合格的模板(2)選擇適合工藝要求的焊膏并正確使用焊膏(3)印刷工藝控制(1)加工合格的模板模板厚度與開(kāi)口尺寸基本要求:（IPC7525標(biāo)準(zhǔn)）TWL寬厚比:開(kāi)口寬度(W)/模板厚度(T)＞1.5面積比:開(kāi)口面積(W×L)/孔壁面積[2×(L+W)×T]＞0.66蝕刻鋼板：過(guò)度

8、蝕刻或蝕刻不足過(guò)度蝕刻開(kāi)口變大蝕刻不足開(kāi)口變小孔壁粗糙影響焊膏釋放窄間距時(shí)可采用激光+電拋光工藝模板開(kāi)口方向