焊膏印刷与粘接

第7章焊膏印刷与粘接剂涂敷技术 焊膏印刷与粘接剂 贴片胶 涂敷技术是指通过某种方法 将焊料或粘接剂均匀分配到印刷电路板指定的精确坐标位置上的工艺技术 最基本的方法有两种 印刷法和点涂法 所谓的印刷法就是用印刷的方法 将焊锡膏或粘接剂 贴片胶 通过丝网板或不锈钢漏模板的开口孔涂敷在焊盘上的一种工艺方法 简称丝网印刷法或模板漏印法 7 1 1丝网印刷法 丝网印刷属于孔版印刷 孔版印刷的原理是 印版是由丝织成网 印刷时通过一定的压力使印刷材料通过网版上经过特制的网孔转移到承印物上 形成图形或文字的一种工艺方法 丝网板的结构 它是将丝网 单根聚脂丝或不锈钢丝 紧绷在铝制框架上 获得一个平坦而有柔性的丝网表面 丝网上黏附有光敏乳胶 用光刻法制作出开口图形 开口部分与印制板上的焊盘相对应 丝网印刷的原理 是利用了流体动力学的原理 焊膏和粘接剂 贴片胶 都是触变流体 具有粘性 当刮刀以一定速度和角度向前移动时 对焊膏产生一定的压力 推动焊膏在刮板前滚动 产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力 焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变 切变力使焊膏的粘性下降 使焊膏顺利地注入网孔或漏孔 静态时 丝网与SMB之间保持 阶跃距离 刮刀刷动时 向下的压力使丝网与SMB接触 当刮刀向前移动 在它后方的丝网即回弹脱离SMB表面 结果在SMB焊盘上就产生一低压区 由于残留在丝网孔中焊膏上的大气压与这一低压区存在压差 所以就将焊膏从网孔中推向SMB表面 形成焊膏图形 丝网印刷焊膏示意如图7 1所示 不锈钢和聚酯丝线的比较 较常用的丝线规格 锡膏量的估计 应用丝网的不足 从丝网发展到模板 模板锡膏印刷 StencilPrinting 模板锡膏印刷的好处 3 印刷工艺 在印刷过程中 要获得良好的印刷效果 需要严格控制的工艺参数有如下几个 粘度模板与PCB的分离速度与分离距离印刷速度印刷压力 1 粘度 无论印刷的是焊膏还是粘接剂 粘度是它们的重要性能指标 以印刷焊膏为例 我们希望在印刷行程中 他们的粘性越低 则流动性越好 易于流入模板孔内 越容易转印到PCB的焊盘上 在印刷过后 锡膏停留在PCB焊盘上 又希望其粘性高 能保持其填充的形状 而不会往下塌陷 如何保持焊膏既有良好的流动性又有较好的形状稳定性 就成为印刷工艺的难点 通常锡膏的标准粘度大约在500kcps 1200kcps范围内 根据经验 选用粘度为800kcps用于模板丝印有较好的效果 判断锡膏是否具有正确的粘度 有一种简单和经济的方法 用刮勺在容器罐内搅拌锡膏大约30s 然后挑起一些锡膏 高出容器罐8cm 10cm 让锡膏自行往下滴 开始时应该象稠的糖浆一样滑落而下 然后分段断裂落下到容器罐内 如果锡膏不能滑落 则太稠 粘度太低 如果一直落下而没有断裂 则太稀 粘度太低 2 模板与PCB的分离速度与分离距离 丝印完后 PCB与丝印模板应当分开 将锡膏留在PCB上而不是丝印孔内 对于最细密丝印孔来说 锡膏可能会更容易粘附在孔壁上而不是焊盘上 这是不允许的 要保证焊膏粘附在PCB上 合理的确定模板与PCB的分离速度与分离距离很重要 有两个因素对印刷效果是有利的 第一 由于焊盘是一个连续的面积 而丝孔内壁大多数情况分为四面 有助于释放锡膏 第二 焊膏的重力和焊膏与焊盘的粘附力有利于焊膏容易粘附在焊盘上 在丝印和分离所花的2s 6s时间内 将锡膏拉出丝孔粘着于PCB上 为最大发挥这种有利的作用 可将分离延时 开始时PCB分开较慢 很多机器允许丝印后的延时 工作台下落开始时的2mm 3mm行程速度可调慢 之后快速分离 获得良好的脱模效果 3 印刷速度 印刷期间 刮板在印刷模板上的行进速度是很重要的 因为锡膏需要时间来滚动和流入模孔内 如果时间不够 那么在刮板的行进方向 锡膏在焊盘上将不平 当速度高于每秒20mm时 刮板可能在少于几十毫秒的时间内刮过小的模孔 这对印刷不利 4 印刷压力 印刷压力须与刮板硬度协调 如果压力太小 刮板将刮不干净模板上的锡膏 如果压力太大 或刮板太软 那么刮板将沉入模板上较大的孔内将锡膏挖出 压力的经验公式 在金属模板上使用刮板 为了得到正确的压力 开始时在每50mm的刮板长度上施加1kg压力 例如300mm的刮板施加6kg的压力 逐步减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净 然后再增加1kg压力 在锡膏刮不干净开始到刮板沉入丝孔内挖出锡膏之间 应该有1kg 2kg的可接受范围都可以到达好的丝印效果 工艺规程 严格按照指定有效期内使用焊膏 焊膏保存在低于5 冰箱中 使用前要求置于室温6h以上 之后方可开盖使用 用后的焊膏单独存放 再用时要确定品质是否合格 生产前操作者使用专用不锈钢棒搅拌焊膏使其均匀 并定时用黏度测试仪对焊膏黏度进行抽测 当日当班印刷首块印刷板或设备调整后 要利用焊膏厚度测试仪对焊膏印刷厚度进行测定 测试点选在印刷板测试面的上下 左右及中间等5点 记录数值 要求焊膏厚度范围在模板厚度的 10 15 之间 生产过程中 对焊膏印刷质量进行100 检验 主要内容为焊膏图形是否完整 厚度是否均匀 是否有焊膏拉尖现象 当班工作完成后按工艺要求清洗模板 在印刷实验或印刷失败后 印制板上的焊膏要求用超声波清洗设备进行彻底清洗并晾干 或用酒精及用高压气清洗 以防止再次使用时由于板上残留焊膏引起的再流焊后出现焊球等现象 接触式和无接触式印刷 锡膏印刷的基板要求 焊接缺陷模板阻塞现象 刮刀的种类 刮刀的发展 刮刀推动角度 刮刀的硬度 刮刀控制能力 刮刀压力控制 刮刀压力控制和Downstop的问题 刮刀压力平衡的控制 刮刀推进角度 刮刀推进距离 钢网脱离Snap off 钢网脱离速度 钢网的在线清洗 钢网