03、焊膏通用工艺.doc

焊膏通用工艺3.1 工艺目的把适量的SnPb焊膏均匀地施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘达到良好的电气连接，并具有足够的机械强度。3.2 施加焊膏技术要求 施加焊膏要求：a. 施加的焊膏量均匀,一致性好。焊膏图形要清晰,相邻的图形之间尽量不要粘连。焊膏图形与焊盘图形要一致,尽量不要错位。b. 在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右。对窄间距元器件，应为0.5mg/mm2左右。c. 印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比，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。采用免清洗技术时，要求焊膏全部位于焊盘上。d. 焊膏印刷后，应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm，对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm。基板表面不允许被焊膏污染。采用免清洗技术时，可通过缩小模板开口尺寸的方法，使焊膏全部位于焊盘上。3.3 表面组装工艺材料焊膏焊膏是表面组装再流焊工艺必需材料。常温下，由于焊膏具有一定的黏性，可将电子元器件暂时固定在PCB的既定位置上。当焊膏加热到一定温度时，焊膏中的合金粉末熔融再流动，液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与PCB焊盘被焊料互联在一起,形成电气和机械连结的焊点。3.3.1 焊膏的分类a 按合金粉末的成分分：有铅和无铅，含银和不含银；b 按合金熔点分：高温、中温和低温；c 按合金粉末的颗粒度可分为：一般间距和窄间距用；d 按焊剂的成分分：免清洗、有机溶剂清洗和水清洗e 按焊剂活性可分为：R（非活性）、RMA（中等活性）、RA（全活性）。 f 按黏度可分为：印刷用和滴涂用。3.3.2 焊膏的组成焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变特性的膏状体。 表3-1 焊膏的组成与功能组成功能合金粉末元器件和电路的机械和电气连接焊剂活化剂元器件和电路的机械和电气连接粘接剂提供贴装元器件所需的粘性润湿剂增加焊膏和被焊件之间润湿性溶剂调节焊膏特性触变剂改善焊膏的触变性其它添加剂改进焊膏的抗腐蚀性、焊点的光亮度及阻燃性能等 3.3.2.1 合金粉末合金粉末是焊膏的主要成分，合金粉末的组成、颗粒形状和尺寸是决定焊膏特征以及焊点质量的关键因素。目前最常用焊膏的金属组分为Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。表3-2 常用焊膏的金属组分、熔化温度与用途金属组份熔化温度用 途液相线固相线Sn63Pb37183共晶适用于普通表面组装板，不适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件。Sn60Pb40183188用途同上。Sn62Pb36Ag2179共晶适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件。（不适用于水金板）。Sn10Pb88Ag2268290适用于耐高温元器件及需要两次再流焊表面组装板的首次再流焊（不适用于水金板）Sn96.5Ag3.5221共晶适用于要求焊点强度较高的表面组装板的焊接（不适用于水金板）。Sn42Bi58138共晶适用于热敏元器件及需要两次再流焊表面组装板的第二次再流焊。常用的合金粉末颗粒尺寸分为四个类型，对窄间距元器件，一般选用25-45 m 。 表3-3 四种粒度等级的焊膏80%以上的颗粒尺寸 （m)大颗粒要求微粉颗粒要求 1型 75150150m的颗粒应少于1%75m的颗粒应少于1%3型 204545m的颗粒应少于1%4型 203838m的颗粒应少于1%合金粉末颗粒形状有球形和不定形（针状、棒状）。合金粉末表面氧化物含量应小于0.5%，最好控制在80ppm以下。3.3.2.2 焊剂焊剂是净化焊接表面，提高润湿性，防止焊料氧化和确保焊膏质量以及优良工艺性的关键材料。焊剂的组成对焊膏的扩展性、润湿性、塌落度、粘性变化、清洗性、焊珠飞溅及储存寿命均有较大的影响。 表3-4 焊剂的主要成分和功能焊剂成分使用的主要材料功能树脂松香、合成树脂净化金属表面、提高润湿性粘接剂松香、松香脂、聚丁烯提供贴装元器件所需的粘性活化剂胺、苯胺、联氨卤化盐、硬脂酸等净化金属表面溶剂甘油、乙醇类、酮类调节焊膏工艺特性其它触变剂、界面活性剂、消光剂防止分散和塌边、调节工艺性3.3.3 对焊膏的技术要求要求焊膏与PCB焊盘、元件端头或引脚可焊性（浸润性）要好, 焊接时起球少，焊点强度较高；要求储存期和室温下使用寿命长；焊膏粘度要满足工艺要求，既要保证印刷时具有优良的印刷性、脱模性，又要保证良好的触变性（保形性），印刷后焊膏不塌落。3.3.3.1 焊膏应用前a 焊膏制备后到印刷前的储存期内，在210下冷藏（或在常温下）保存一年（至少3-6个月），焊膏的性能应保持不变；b 焊膏中的金属粉末与焊剂不分层；c 吸湿性小，低毒、无臭、无腐蚀性。3.3.3.2 焊膏应用时a 要求焊膏的粘度随时间变化小。室温下连续印刷时，要求焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）好，有较长的工作寿命。b 具有良好的脱模性，连续印刷时，不堵塞模板漏孔；c 印刷后保持原来的形状和大小，不产生塌落具有良好的触变性（保形性），；d 印刷后常温下放置1224小时，至少4小时，其性能保持不变；3.3.3.3 再流焊时a 再流焊预热过程中，要求焊膏塌落变形小；b 再流焊时润湿性好，焊料飞溅少，形成最少量的焊料球；c 良好的润湿性能；3.3.3.4 再流焊后a 形成的焊点有足够的强度，确保不会因加电、振动等因素出现焊接点失效；b 焊后残留物稳定性好，无腐蚀，有较高的绝缘电阻，溶剂清洗与水清洗型焊膏要求焊后清洗性好。3.3.4 影响焊膏特性的主要参数3.3.4.1 合金焊料成份、焊剂的组成以及合金焊料与焊剂的配比合金焊料成份、焊剂的组成以及合金焊料与焊剂的配比是决定焊膏的熔点、焊膏的印刷性、可焊性以及焊点质量的关键参数A-B-C线液相线A-D、C-E线固相线D-F、E-G线溶解度曲线D-B-E线共晶点L区液体状态L+a、L+b区二相混合状态 a+b区凝固状态要求焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶。由于共晶焊料有共晶点，当温度达到共晶点时焊料全部呈液相状态，因此焊点凝固时形成的结晶颗粒最致密，焊点强度最高。 图3-1 Sn/Pb合金二元晶相图合金焊料与焊剂的配比是以合金焊料在焊膏中的重量百分含量来表示的。合金焊料重量百分含量直接影响焊膏的黏度和印刷性，因此要根据不同的焊剂系统以及施加焊膏的方法选择合适的合金焊料重量百分含量。一般合金焊料粉百分含量在7590%。免清洗焊膏和模板印刷工艺用的合金焊料粉百分含量高一些，一般在8590%，滴涂工艺用的合金焊料粉百分含量低一些，在7585%。3.3.4.2合金焊料粉末颗粒尺寸、形状和分布焊料合金粉末颗粒的尺寸、形状及其均匀性是影响焊膏性能的重要参数，影响焊膏的印刷性、脱摸性和可焊性。细小颗粒的焊膏印刷性比较好，特别对于高密度、窄间距的产品，由于模板开口尺寸小，必须采用小颗粒合金粉末，否则会影响印刷性和脱摸性。一般焊料颗粒直径约为模板开口尺寸的1/5。小颗粒合金粉的焊膏印刷图形的清晰度高，但容易产生塌边，由于细小颗粒的表面积大，被氧化的程度和机会也多。因此，组装密度不高时，在不影响印刷性的情况下可适当选择粗一点的合金粉末，既有利于提高可焊性，又可降低焊膏的成本。合金粉末的形状也会影响焊膏的印刷性、脱摸性和可焊性。球形颗粒的合金粉末组成的焊膏粘度较低，印刷后焊膏图形容易塌落，印刷性好，适用范围广，尤其适用于高密度窄间距的丝网与金属模板印刷，同时适用于滴涂工艺。球形颗粒的表面积小，含氧量低，焊点光亮，有利于提高焊接质量。因此目前一般都采用球形颗粒。不定形颗粒的合金粉末组成的焊膏粘度高，印刷后焊膏图形不易塌落，由于不定形颗粒的尺寸大，印刷性较差，只适用于组装密度较低的金属模板及较粗的丝网印刷。另外由于不定形颗粒的表面积大，含氧量高，影响焊接质量和焊点亮度。因此目前一般都不采用不定形颗粒。但由于不定形颗粒的加工成本较低，因此在组装密度不大、要求不高、以及穿心电容等较大焊接点的场合可以应用。合金粉末颗粒的均匀性也会影响焊膏的印刷性和可焊性，要控制较大颗粒与微粉颗粒的含量，见表4。大颗粒影响漏印性，过细的微粉颗粒在再流焊预热升温阶段容易随溶剂的挥发飞溅，形成小锡珠。因此20m微粉颗粒应控制在10%以下。3.3.4.3 粘度焊膏是一种触变性流体，在外力的作用下能产生流动。粘度是焊膏的主要特性指标，它是影响印刷性能的重要因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的图形残缺不全影响焊膏粘度的主要因素：合金焊料粉的百分含量：合金含量高，粘度就大； 焊剂百分含量高，粘度就小。 粘 度 合金粉末含量（%） 图3-2 合金焊料粉含量与黏度的关系粉末颗粒大小：合金粉末颗粒尺寸增大，粘度减小，粉末颗粒尺寸减少，粘度增加。温度：温度增加，焊膏粘度减小，温度降低，焊膏粘度增加。 粘 粘 度 度 T（） 粒度（m） 图3-3 温度对黏度的影响 图3-4 合金粉末粒度对黏度的影响3.3.4.4 触变指数和塌落度焊膏是触变性流体，焊膏的塌落度主要与焊膏的粘度和触变性有关。触变指数高，塌落度小；触变指数低，塌落度大。触变指数和塌落度主要是由合金焊料与焊剂的配比，即合金粉末在焊膏中的重量百分含量有关，还与焊剂载体中的触变剂性能和添加量有关。3.3.4.5 工作寿命和储存期限 工作寿命是指在室温下连续印刷时，焊膏的粘度随时间变化小，焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）稳定，同时焊膏从被涂敷到PCB上后到贴装元器件之前和再流焊不失效，一般要求在常温下放置1224小时，至少4小时，其性能保持不变。储存期限是指在规定的保存条件下，焊膏从出厂到性能不致严重降低，能够不失效的正常使用之前的保存期限，一般规定在210下保存一年，至少36个月。3.3.5 无铅焊料简介3.3.5.1 无铅焊料的发展动态铅及其化合物会给人类生活环境和安全带来较大的危害。电子工业中大量使用Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要来源之一。日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中，并提出2003年禁止使用。美国和欧洲提出2006年禁止使用。另外，特别强调电子产品的废品回收问题。我国一些独资、合资企业的出口产品也有了应用。无铅焊料已进入实用性阶段。我国目前还没有具体政策，目前普通焊膏还继续沿用，但发展是非常快的，加入WTO会加速跟上世界步伐。我们应该做好准备，例如收集资料、理论学习等。 3.3.5.2 对无铅焊料的要求 a 熔点低，合金共晶温度近似于Sn63/Pb37的共晶温度183，大致在180 220 之间；b 无毒或毒性很低，所选用的材料现在和将来都不会污染环境； c 热传导率和导电率要与Sn63/Pb37的共晶焊料相当，具有良好的润湿性；d 机械性能良好，焊点要有足够的机械强度和抗热老化性能；e 要与现有的焊接设备和工艺兼容，可在不更换设备不改变现行工艺的条件下进行焊接；f 焊接后对各焊点检修容易；g 成本要低，所选用的材料能保证充分供应。3.3.5.3 目前最有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料最有可能替代Sn/Pb焊料的无毒合金是Sn基合金，以Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属元素，通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。目前常用的无铅焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体，添加适量的其它金属元素组成三元合金和多元合金。a Sn-Ag系焊料Sn-Ag系焊料具有优良的机械性能、拉伸强度、蠕变特性及耐热老化比Sn-Pb共晶焊料优越；延展性比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性随时间加长而劣化的问题；Sn-Ag系焊料的主要缺点是熔点偏高，比Sn-Pb共晶焊料高30-40，润湿性差，成本高。b Sn-Zn系焊料Sn-Zn系焊料机械性能好，拉伸强度比Sn-Pb共晶焊料好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性，变形速度慢，至断裂时间长；缺点是Zn极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀性。c Sn-Bi系焊料Sn-Bi系焊料是以Sn-Ag(Cu)系合金为基体，添加适量的Bi组成的合金焊料；优点是降低了熔点，使其与Sn-Pb共晶焊料相近；蠕变特性好，并增大了合金的拉伸强度；缺点是延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，不能加工成线材使用。3.3.5.4 目前应用最广泛的无铅焊料Sn-3.2Ag-0.5Cu是目前应用最多的无铅焊料。其熔点为217-218。3.3.5.5 无铅焊接给带来的问题 a 元器件要求元件体耐高温，而且无铅化。即元件的焊接端头和引出线也要采用无铅镀层。b PCB要求PCB基材耐更高温度，焊后不变形，表面镀覆无铅化，与组装焊接用无铅焊料兼容，要低成本。 c 助焊剂要开发新型的润湿性更好的助焊剂，要与预热温度和焊接温度相匹配，而且要满足环保要求。 d 焊接设备要适应较高的焊接温度要求，再流焊炉的预热区要加长或更换新的加热元件；波峰焊机的焊料槽、焊料波喷嘴、导轨传输爪的材料要耐高温腐蚀。必要时（例如高密度窄间距时）采用新的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体N2保护焊接技术。 e 工艺无铅焊料的印刷、贴片、焊接、清洗以及检测都是新的课题，都要适应无铅焊料的要求。f 废料回收从无铅焊料中回收Bi、Cu、Ag也是一个新课题。3.4 焊膏的选择方法主要根据根据产品本身的价值和用途、表面组装板的组装密度、PCB和元器件存放时间和表面氧化程度、生产线工艺条件等实际情况来选择焊膏。不同的产品要选择不同的焊膏。焊膏合金粉末的组分、纯度及含氧量、颗粒形状和尺寸、焊剂的成分与性质等是决定焊膏特性以及焊点质量的关键因素。a 根据产品本身的价值和用途，高可靠性的产品需要高质量的焊膏。b 根据PCB和元器件存放时间和表面氧化程度来决定焊膏的活性。一般采用RMA级；高可靠性产品、航天和军工产品可选择R级；PCB 、元器件存放时间长，表面严重氧化，应采用RA级，焊后清洗。c 根据产品的组装工艺、印制板、元器件的具体情况选择焊膏合金组分。一般镀铅锡印制板采用63Sn/37Pb；钯金或钯银厚膜端头和引脚可焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用62Sn/36 Pb /2Ag；水金板一般不要选择含银的焊膏；d 根据产品（表面组装板）对清洁度的要求来选择是否采用免清洗。对免清洗工艺要选用不含卤素或其它强腐蚀性化合物的焊膏； 高可靠性产品、航天和军工产品以及高精度、微弱信号仪器仪表以及涉及生命安全的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必须清洗干净。e BGA和CSP一般都需要采用免清洗焊膏；f 焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。g 根据PCB的组装密度（有无窄间距）来选择合金粉末颗粒度，常用焊膏的合金粉末颗粒尺寸分为四种粒度等级，窄间距时一般选择2045m，见表4。 SMD引脚间距也是选择合金粉末颗粒度的重要因素之一。 表3-5 SMD引脚间距和焊料颗粒的关系引脚间距(mm)0.8以上0.650.50.4 颗粒直径(m)75以下60以下50以下40以下h 根据施加焊膏的工艺以及组装密度选择焊膏的黏度，例如模板印刷工艺应选择高黏度焊膏、点胶工艺选择低黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。 表3-6 焊膏粘度施膏方法丝网印刷模板印刷注射滴涂粘度（Pa.s)300800普通密度： 500900高密度、窄间距SMD：70013001503003.5 焊膏的使用与保管a 必须储存在510的条件下；b 要求使用前一天从冰箱取出焊膏（至少提前2小时），待焊膏达到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结；c 使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀，搅拌棒一定要清洁；d 添加完焊膏后，应盖好容器盖；e 免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷间隔超过1小时，须将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中；f 印刷后尽量在4小时内完成再流焊。g 免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗；h 需要清洗的产品，再流焊后应当天完成清洗；i 印刷焊膏和贴片操作时，要求拿PCB的边缘或带手套，以防污染PCB。3.6 施加焊膏的方法和各种方法的适用范围 施加焊膏的方法有三种:滴涂式(即注射式，滴涂式又分为手动和自动滴涂机两种方法)、 丝网印刷和金属模板印刷。各种方法的适用范围如下:a. 手工滴涂法用于极小批量生产, 或新产品的模型样机和性能样机的研制阶段，以及生产中修补,更换元件等。b. 丝网印刷用于元器件焊盘间距较大，组装密度不高的中小批量生产中。c. 金属模板印刷用于大批量生产、组装密度大,以及有多引线窄间距器件的产品（窄间距器件是指引脚中心距不大于0.65mm的表面组装器件;也指长宽不大于1.60.8mm的表面组装元件）。由于金属模板印刷的质量比较好，而且金属模板使用寿命长，因此一般应优先采用金属模板印刷工艺。3.7 全自动与半自动印刷机金属模板印刷焊膏工艺3.7.1 工艺流程 印刷前准备工作 开机初始化 安装模板 安装利刀 连续生产老产品 印刷新产品 PCB定位 图形对准 图形对准 编程(设置印刷参数) 调老产品程序 制作视觉图像 添加焊膏 首件试印刷并检验 Yes No 调整参数或对准图形 用视觉系统连续印刷 不用视觉系统连续印刷 检验 结束 关机3.7.2 印刷前准备工作a 熟悉产品工艺要求b 按产品工艺文件，领取经检验合格的PCB，如发现领取的PCB受潮或受污染，应进行清洗、烘干处理 。c 准备焊膏 按产品工艺文件规定选用焊膏； 使用要求按3.5有关条款执行; 印刷前用不锈钢搅拌棒,将焊膏向一个方向连续搅拌均匀。d 检查模板应完好无损,漏孔完整不堵塞。e 设备状态检查 印刷前设备所有的开关必须处于关闭状态； 接通空气压缩机的电源。开机前要求排放积水。确认气压满足印刷机要求（一般在6kg/cm2）； 检查空气过滤器有无积水，有则放水; 检查模板清洁器容器内的酒精量，少于总容量的1/3应及时补充。3.7.3 开机a打开供气管道阀门，检查空气压力应符合印刷机要求。b 打开印刷机电源开关。c 打开UPS电源开关。d 打开计算机开关。e 等待屏幕提示进入初始化。3.7.4 安装模板和刮刀 a 应先安装模板，后安装刮刀； b 安装模板时应将模板插入模板轨道上，并推到最后位置，一定要卡紧； c 安装刮刀时应选择比PCB印刷宽度长20mm的不锈钢刮刀一付。并调节导流板的高度，使导流板的底面略高于刮刀的底面； d 先装后刮刀，后装前刮刀。 注：印刷焊膏一般应选择不锈钢刮刀；特别是高密度印刷时，不锈钢刮刀有利于提高印刷精度。3.7.5 PCB定位 PCB定位有边夹紧定位和针定位两种方法；目的是使PCB初步调整到与模板图形相对应的位置上。3.7.5.1 PCB边夹紧定位的操作步骤：a 首先松开工作台的锁定装置；b 将工作台上的X、Y、定位器设置为0，工作台被定位在中心位置； c 采用边夹紧定位时需要安装夹持PCB的导轨和定位装置。可通过用卷尺及目测，大致确定PCB在工作台上的位置，使前后导轨平行，然后拧紧导轨固定钮； d 把左右顶块固定在印刷工作台面适当位置上，将PCB定位在支撑导轨的中心；e 将磁性平顶柱或针状顶柱，均匀地排列在PCB底部以下支撑PCB；f 把PCB放在磁性支撑柱上，先将PCB的后边缘紧贴后支撑导轨，再调整前支撑导轨的位置，使PCB前、后导轨之间保留1mm2mm的间隙，应使导轨两端刻度一致（使平行），拧紧导轨两端的固定钮；g 调整左、右顶块上的滑动块的位置，使PCB与左、右顶块之间保留1mm2mm的间隙；h 松开导轨的锁定钮，调节两个支撑轨的高度，用高度尺测量，同时用手抚摸PCB与导轨接触处的顶面，使两个导轨顶面与PCB顶面高度一致，然后拧紧锁定钮； i 用同样的方法调整左右顶块的高度； 注意： 前、后导轨和左、右顶块的顶面绝对不能高于PCB顶面。以防印刷时损坏模板和刮刀。3.7.5.2 PCB针定位的操作步骤： a 根据印制板上定位孔的位置，将针定位调节装置固定在工作台的相应位置上； b 将真空支柱排放在PCB的底部左、右两端。（印刷时真空支柱起支撑并吸住PCB的作用）； c 将磁性平顶柱和针状顶柱均匀地排列在PCB底部，以支撑PCB。 注意： 双面贴装的PCB，当印刷第二面时，注意各种顶针要避开已经贴装好的元器件，不要顶在元器件上，以防损坏元器件。3.7.6 图形对准图形对准是通过对工作台或对模板X、Y、的精细调整，使PCB的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。究竟调整工作台还是调整模板，要根据印刷机的构造而定，目前多数印刷机的模板是固定的，这种方式的印刷精度比较高。图形对准的步骤： a 将PCB放在设置好的工作台上，注意PCB的方向与模板印刷图形一致； b 边夹紧或气动针定位装置将PCB锁定在工作台上，并运行到印刷头和模板下方； c 设置PCB与模板接触高度，并升起工作台，使PCB顶面刚好与模板底面接触； d 此时即可进行图形对准，从模板顶部垂直向下看，并通过工作台X、Y、调节器进行微调PCB的位置，使PCB图形与模板图形完全重合。对准图形时一般先调，使PCB图形与模板图形平行，再调X、Y。 然后再重复进行微细的调节，使PCB的焊盘图形与模板图形完全重合为止；3.7.7 制作Mark的视觉图像Mark 是用来纠正PCB 加工误差的，选择PCB对角线上的一对Mark作为基准。制作Mark图像时，要使图像清晰、边缘光滑、黑白分明。注意：PCB与模板图形精确对中后到制作视觉图像前PCB定位不能松开，否则会改变Mark的坐标位置。 做完两个MARK的图像后松开工作台。3.7.8 设置印刷参数 设置印刷参数要根据根据印刷机的功能和配置进行，一般设置以下参数： a 设置前、后印刷极限该步骤是根据印刷图形的长度和位置来确定印刷行程，前极限是指起始印刷的刮刀位置，前极限一般在模板图形前20mm处；后极限是指结束一块PCB印刷时的刮刀位置，后极限一般在模板图形后20mm处。以防止焊膏漫流到模板的起始和终止印刷位置处的开口中，造成该处焊膏图形粘连等印刷缺陷。b设置印刷速度一般设置为15mm/sec40mm/sec,有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。c 设置刮刀压力,一般设置为2kg5kg/cm2（不同厂家的印刷机略有差异） 。 d 设置模板分离速度, 有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。 e 设置印刷前工作台延时 f 设置刮刀延时 g 设置清洗模板模式，一般设置为一湿一干或二湿一干，如果印刷机配有真空吸装置，还可设置真空吸。 h 设置模板清洗频率，窄间距时最多可设置为每印1块板清洁一次，无窄间距时可设置为20，50等，也可以不清洗，以保证印刷质量为准； i 设置检查频率（设置印刷多少块PCB进行一次质量检查，机器会自动停止印刷）；j 设置印刷遍数, (一般为一遍或两遍)；k 如果设备配有温度和湿度控制装置，还应设置温度和湿度。3.7.9 添加焊膏 a 首次施加焊膏 用小刮勺将焊膏均匀沿刮刀宽度方向施加在模板的漏印图形后面。注意不要将焊膏施加到模板的漏孔上。如果印刷机没有恒温恒湿的密闭装置，建议焊膏量不要加得太多，能使印刷时沿刮刀宽度方向形成10mm左右的圆柱状即可，印刷过程中随时添加焊膏可减少焊膏长时间在空气中吸收水分或溶剂挥发而影响焊接质量。 b 在印刷过程中补充焊膏时，必须在印刷周期结束时进行。 c 施加焊膏完毕后，必须将刮勺，焊膏容器等工具从印刷机上拿走。3.7.10 首件试印刷并检验 a 按照印刷机的操作步骤进行首件试印刷 b印刷完毕按照检查标准检查首件印刷质量， c 不良品的判定和调整方法参照表6。3.7.11 根据印刷结果调整参数或重新对准图形 首件检验不符合要求时，必须重新调整印刷参数，严重时需重新对准图形，然后再试印，符合质量标准后才能正式连续印刷；3.7.12 连续印刷生产a 采用视觉系统连续印刷为了保证印刷精度，一般情况应采用视觉系统印刷。b 不采用视觉系统连续印刷 用于没有窄间距，印刷精度要求不高时，为了提高印刷速度可不采用视觉系统进行印刷。3.7.13 检验由于印刷焊膏是保证SMT组装质量的关键工序，因此必须严格控制印刷焊膏的质量。 a) 有窄间距(引线中心距0.65mm以下)时，必须全检。b) 无窄间距时，可按以下取样规则抽检： 表3-7 印刷焊膏取样规则批次范围取样数量不合格品的允许数量15001305013200501320110000802100013500012533.7.13.1 检验方法 a 目视检验，有窄间距时用25倍放大镜或3.520倍显微镜检验。b 连续生产中不符合要求时必须重新调整印刷参数，严重时需重新对准图形，然后再试印，符合质量标准后才能继续印刷。d 对印刷质量不合格品的处理方法 如果只有个别焊盘漏印，可用手动点胶机或用细针补焊膏； 如果大面积不合格,必须用无水乙醇超声清洗或刷洗干净，将PCB板面和通孔中残留焊膏全部清洗掉。并晾干或用吹风机吹干后再印刷。3.7.13.2 检验标准 按照本单位制定的企业标准或参照其它标准（例如IPC标准或SJ/T10670-1995表面组装工艺通用技术要求）执行。3.7.13.3 不良品的判定和调整方法 表3-8 不良品的判定和调整方法缺陷名称和含义判定标准产生原因和解决措施印刷不完全，部分焊盘上没有印上焊膏未印上部分应小于焊盘面积的251. 漏孔睹塞：擦模板底部,严重时用无纤维纸或软毛牙刷蘸无水乙醇擦。2. 缺焊膏或在刮刀宽度方向焊膏不均匀：加焊膏，使均匀。3. 焊膏粘度不合适，印刷性不好：换焊膏。4. 焊膏滚动性不好：减慢印刷速度，适当增加刮刀延时，使刮刀上的焊膏充分流到模板上。5.焊膏粘在模板底部：减慢离板速度。焊膏太薄，焊膏厚度达不能规定要求焊膏在焊盘上的厚度同模板厚度，一般为0.150.2mm1. 减慢印刷速度。2. 增加印刷压力。3. 增加印刷遍数。焊膏厚度不一致，焊盘上焊膏有的地方薄，有的地方厚小于或大于模板厚度1. 模板与PCB不平行：调PCB工作台的水平。2. 焊膏不均匀：印刷前搅拌均匀。图形坍塌，焊膏往四边塌陷超出焊盘面积的25或焊膏图形粘连1 焊膏粘度小、触变性不好：应换焊膏。2 室温过高，造成焊膏黏度下降，应控制室温在233。焊膏图形粘连相邻焊盘图形连在一起1. 模板底部不干净：清洁模板底部。2. 印刷遍数多：修正参数。3. 压力过大：修正参数。拉尖，焊盘上的焊膏呈小丘状焊膏上表面不平度大于 0.2mm1. 焊膏粘度大：换焊膏。2. 离板速度快：调参数。PCB表面沾污PCB表面被焊膏沾污1. 模板底部被焊膏污染，清洗模板底面。2. 返工时PCB没有清洗干净。3. 在程序中增加清洗模板的频率。PCB两端沾污刮刀的前后极限离模板开口太近，没有留出焊膏回流的足够位置：调整刮刀的前后极限。3.7.14 转贴装工序3.7.15 结束 当完成一个产品的生产或结束一天工作时，必须将模板、刮刀全部清洗干净。 a 打开印刷头盖 b 从印刷头上卸下刮刀，用专用擦拭纸蘸无水乙醇，将刮刀擦洗干净后安装在印刷头上或收到工具柜中。 c 清洗模板 用专用擦拭纸蘸无水乙醇，将焊膏清除，若漏孔堵塞，可用软牙刷配合，切勿用坚硬针捅； 用压缩空气枪将模板漏孔中的残留物吹干净； 将模板装在贴装机上，否则收到工具柜中。 注意：拆卸模板和刮刀的顺序应先拆刮刀，后拆模板。以防损坏刮刀。3.7.16 关机 将程序回到主菜单，从计算机中退出，先关计算机，再关UPS开关，最后关印刷机电源和压缩空气机。3.8 采用简易印刷工装手工印刷焊膏工艺介绍此方法用于没有印刷设备或试验样机等小批量生产中。方法简单，成本极低，使用方便灵活。比较适合一般密度的SMT产品。3.8.1 简易漏印工装制作方法用一块大于PCB尺寸的平整的铝板作为工装的基板，其厚度为34mm；再用一条大约20mm宽、长度与铝基板宽度相同、厚度与PCB厚度相同的铝片或PCB板条作为定位垫片；再用一条与定位垫片长度、宽度相同、厚度为34 mm的铝条作为固定模板用的压板；然后在铝基板的一端打两个f3-4mm定位孔，同时在定位垫片和固定模板用压板的相对应位置也打两个与铝基板相同直径的定位孔；再准备两付与定位孔径相匹配的螺丝螺母作为固定件。再准备一块比印刷宽度宽20mm的聚胺脂刮板，并将聚胺脂刮板打孔后固定在厚度为3-4mm的铝板上，这样就制成了一付简易漏印工装。3.8.2 金属模板 金属模板是用铜或不锈钢薄板经照相蚀刻法、激光加工、电铸等方法制成的印刷用模板，根据PCB的组装密度选择模板的材料和加工方法，模板是外加工件。其加工要求与印刷机用的模板基本相同，不同处只是简易印刷工装用的模板不需要加工边框，下面再介绍一下外协加工铜模板的要求：a 给加工单位提供制作铜模板的黑白胶片，胶片上只允许有表面组装元器件（SMC/SMD）的焊盘图形。也可以提供PCB的CAD文件，需要纯贴片元器件的焊盘层以及带PCB外边框尺寸的丝网层。 一般组装密度时，可采用单面腐蚀法。需要提供一张黑白胶片。胶片的外形尺寸与PCB的尺寸相同。高组装密度或有多引线窄间距SMD时，应采用双面腐蚀法。需要提供两张相同的黑白胶片。胶片三边的外形尺寸与PCB的尺寸相同，其中一个边的尺寸要比PCB大10mm以上。 b 铜模板的材料以锡磷青铜为宜，亦可使用黄铜加工后镀镍，或使用黄铜、铍青铜等材料。 c 铜模板的厚度根据产品需要，一般为0.100.30mm。 模板印刷时,模板的厚度就等于焊膏的厚度。对于一般密度的SMT产品采用0.2mm的铜板，对于多引线窄间距SMD的产品应采用0.150.10mm的铜板。d 单面腐蚀时,要求喇叭口向下。对于0.20mm厚的铜板，要求侧腐蚀小于厚度的20%。 0.2mm 0.04mm 图3-5 单面腐蚀侧腐蚀要求 e 给加工单位提供制作铜模板的加工尺寸要求示意图要求铜模板三边的尺寸比漏印图形至少大40mm，其中一边比PCB板边大40mm。 40 模板 PCB 焊盘图形区 W B 40 40 X L 40 A 图 3-6 铜模板加工尺寸示意图图中：A铜模板的长度 B铜模板的宽度 L漏印图形区长度 W漏印图形区宽度 X漏印图形区的外边到PCB板边的距离3.8.3 采用简易印刷工装手工印刷焊膏操作步骤 a 准备焊膏( 同3.7.2中的c) b 准备铜模板 检查并修理铜模板 用放大镜或立体显微镜检查铜模板上的漏孔有无毛刺和腐蚀不透等缺陷，如果有缺陷用小什锦锉修理好。 用砂布或锉刀把铜模板四边的毛刺打掉，以防刮手。 在铜模板的一端打固定模板的定位孔，孔径略大于铝基板的定位孔（比定位孔的孔径放大2mm左右），孔距与铝基板相同。 c 在工装底板上做PCB定位销 把PCB放在印刷工装的底板上，把Cu模板平放在PCB上, 将定位垫片套在基板的装配螺丝上，再将铜模板的定位孔套在基板的装配螺丝上，尽量使螺丝对准孔的中心。再移动PCB位置，使Cu模板的漏孔图形对准PCB相应的焊盘图形。在对应于PCB两个斜对角位置或在PCB长边两端定位孔位置的工装基板上打两个定位孔，其孔径与PCB的定位孔一致（定位孔的直径一般为3mm)。最后把f3mm的定位销插入定位孔中，定位销的高度略低于PCB的厚度。 d 安装金属（铜）模板并进行图形对准 由于Cu模板的装配孔比定位孔大,因此可以进行前、后、左、右微调,使Cu模板的漏孔图形对准PCB相应的焊盘图形。如果模板上有窄间距(引脚中心距为0.8mm以下)的图形，需要在立体显微镜下进行对准，最后在装配螺丝上套上压板并用螺母拧紧。 e 印刷 把搅拌均匀的焊膏放在Cu模板装配孔一端。尽量放均匀，注意不要加在漏孔里。焊膏量不要太多。在操作过程中可以随时添加。 用刮板从焊膏的前面向后均匀地刮动,刮刀角度为4560为宜。刮完后将多余的焊膏放回模板的前端。 抬起模板,将印好焊膏的PCB取下来,再放上第二块PCB。 检查印刷结果,根据印刷结果判断造成印刷缺陷的原因,印刷下一块PCB时,可适当改变刮板角度,压力和印刷速度，直到满意为止。 印刷时,要经常检查印刷质量。发现焊膏图形沾污(连条),或模板漏孔堵塞时, 随时用无水乙醇无纤维纸或纱布檫模板底面。印刷窄间距产品时，每印完一块PCB都必须将模板底面擦干净。3.8.4 影响金属模板漏印Sn/Pb焊膏质量的工艺参数 a 刮板角度一般为45度至60度。角度太大，易产生焊膏图形不饱满，角度太小，易产生焊膏图形沾污。 b 刮板压力由于是手工印刷,在刮板的长度和宽度方向受力不容易均匀,因此刚开始印刷时, 一定要多观察,细体会,要掌握好适当的刮板压力。压力太大,容易使焊膏图形沾污(连条),压力太小,留在模板表面的焊膏容易把漏孔中的焊膏一起带上来，造成漏印,并容易使焊膏堵塞模板的漏印孔。c 印刷速度手工印刷的速度不要太快，速度太快容易造成焊膏图形不饱满的印刷缺陷。3.8.5 注意事项 a 印刷时,要经常检查印刷质量。发现焊膏图形沾污(连条),或模板漏孔堵塞时, 随时用无水乙醇纱布檫模板底面。 b 在正常生产过程中,印刷速度一般都比贴片速度快,而Sn/Pb焊膏露在空气中很容易干燥, 印好焊膏的PCB一般可在空气中放置2-4小时,具体要根据所用焊膏的粘度,空气湿度等情况来决定。因此印刷完一批PCB后, 要把焊膏回收到容器中,以免助焊剂中的溶剂挥发太快,而使焊膏失效。另外，暂停印刷时要把模板底面檫干净，特别注意漏孔不能堵塞。 c 如果双面贴片的话,印刷第二面时需要加工专门的印刷工装。即在印刷工装的台面上加工垫条, 把PCB架起来。垫条必须加在PCB第一面（这一面已经完成贴装和焊接）没有贴片元器件的相应位置上,垫条的材料可采用印制板的边角料或窄铝条，垫条的高度略高于PCB第一面上最高的元器件。由于PCB在印刷工装台面上的高度提高了，在印刷工装固定铜模板处垫片的高度和印刷工装台面上PCB定位销的高度也要相应提高。 d 一般应先印元件小,元件少的一面,待第一面贴片,焊接完成以后,再进行元件多或有大器件一面的印刷,贴片和焊接。3.9 手动点胶机滴涂焊膏工艺介绍 手动滴涂机用于极小批量生产, 或新产品的模型样机和性能样机的研制阶段，以及生产中修补,更换元件时滴涂Sn/Pb焊膏或贴装胶。3.9.1 开机前准备 a 将焊膏装入手动滴涂机的5cc塑料针筒内。根据PCB焊盘的尺寸大小选择不同内径的塑料渐尖式针嘴。一般情况选用18号或20号针嘴,大焊盘可选择23号针嘴,如有窄间距的图形,应选用16号（孔径0.2mm）针嘴。 b 装入转接器接头,并扭转锁紧,垂直放在针筒架上。3.9.2 开机并调整滴涂量 a 打开总电源和压缩空气源。 b 按机器电源键,开启滴涂机。绿色指示灯亮。 c 调整气压,顺时针方向旋转增加气压, 逆时针方向旋转减小气压。 d 调节时间控制旋钮,控制滴涂时间,顺时针方向旋转滴放时间短,逆时针方向旋转滴放时间长。 e 如果选择连续滴涂方式,再按时间/非时间 选择键,使黄褐色小灯亮,这时只要踏下开关,就不断有焊膏滴出,直到放松开关为止。 f 反复调整滴出的焊膏量。焊膏的滴出量由气压、放气时间、焊膏粘度和针嘴的粗细决定的,因此具体参数要根据具体情况设定。主要依据滴在PCB焊盘上的焊膏量来调整参数。焊膏滴出量调整合适后,即可在PCB上进行滴涂。3.9.3 滴涂操作程序 a 把PCB平放在工作台上 b 手持针管，使针嘴与PCB的角度大约成45度。 c 脚踩脚踏开关, 焊膏就会象事先调整合适的量滴出，此时即可在PCB上从左到右,自上而下进行滴涂。3.9.4 关机程序 a 关掉机器电源，逆时针方向旋转气压钮，使气压表回零。 b 在针嘴上套一个一端封口的塑料套管。以免焊膏挥发。 c 关总电源和压缩空气源。 3.9.5 安全操作注意事项 a 不要翻转针筒, 避免使焊膏流入导管内。 b 加焊膏时要尽量避免进入空气。 c 搅拌棒与加料棒一定要干净, 不能有棉花毛等杂物, 以免带到焊膏中,堵塞滴液针嘴。如有堵塞现象可用0.20.4mm的不锈钢丝捅开。严重时清洗或更换针嘴。d 滴放时须将针嘴摆放成图1所示的角度,并接触到PCB表面。一定要踏紧开关,直到一个滴点的滴放程序完成为止。太早放松开关会中断滴点的形成。 (a)针嘴接触在PCB上 (b)滴放 (c)垂直向上将针嘴拔离PCB 图3-7 针嘴滴放示意图3.10 ProFlow DirEkt焊膏印刷新技术介绍ProFlow由两个部分组成：一个转接头和一个密封的焊膏包装匣。ProFlow不使用刮刀，它采用一个密封的焊膏辊直接利用驱动活塞产生的动力，将焊膏压向不锈钢板漏孔。当它通过钢板时，会滚动内部的焊膏，达到最佳的控制性和重复性，有利于提高印刷质量。由于焊膏不会在不锈钢模板表面来回流动，焊膏不接触空气，因此有利于保证焊接质量。ProFlow采用标