浅议印刷工艺对SMT产品质量的影响.doc

浅议印刷工艺对SMT产品质量的影响摘要：表面贴装技术(surface mounted technology,smt)是一门新兴的、综合性的工程科学技术，涉及到机械、电子、材料、光学、化工、计算机、网络和自动控制等学科的知识。印刷工艺对电子产品有重要的决定性。探讨印刷工艺对smt产品质量的影响，并提出相应解决方案。关键词：smt 印刷工艺 锡膏 模版从20世纪60年代问世以来，历经五十余年的发展，已经进入崭新的成熟阶段，不仅成为现代电子组装技术的主流，而且将继续向高精度高密度的技术发展。随着电子产品制造技术的进步，微小型的片式单元代替了原有的晶体类电子元器件。由于smt组装的电子产品在体积、性能、功能以及价位等方面具有综合优势，故作为新兴的电子组装技术，smt已经广泛地应用到电子产品组装的各个领域。印刷机是用来印刷焊膏或贴片胶的。印刷机将在pcb的焊盘上施加适量的焊膏，这样就能够使贴片元器件与pcb相对应的焊盘达到良好的电气连接，而且机械强度也会达到要求的相应值。印刷在保证smt质量方面起着非常重要的作用。根据相关资料我们得知，如果pcb设计、印刷板与元器件质量都没有问题，那么在表面组装问题中出现的质量问题70%都是在印刷工艺方面。1 影响印刷质量的主要因素首先是模板质量。因为模板印刷是接触印刷，所以我们根据模板厚度与焊盘开口尺寸就可以来判断焊膏的印刷质量。当焊膏超量时就会发生桥接，焊膏量不够的话就会发生焊锡不足或虚焊的情况。而且脱模质量还会受到模板上焊盘的开口形状以及开口内壁光滑程度的影响。其次是焊膏质量。焊膏的印刷性、触变性、黏度和常温下的使用寿命都对印刷质量产生影响。为了保证印刷质量对所施加的焊膏有如下要求：要使焊膏保持均匀、具有良好的一致性。不得使焊膏图形出现模糊的情形，相邻图形间最好不要发生粘连。焊膏图形与焊盘图形最好一致。一般焊盘上单位面积所施加焊膏量大约是0.8mg/mm3，对于窄间距元器件，要求为0.5mg/mm3左右。在基板上所印刷的焊膏与目标重量值之间可以有一些不同。焊膏覆盖焊盘的面积应超过75%。焊膏印刷完后要保证不出现严重塌陷、边缘整齐、错位保持在0.2mm之内。窄间距元器件焊盘要求错位小于0.1mm。基板要求被焊膏保持洁净。第三是印刷工艺参数设置。刮刀的速度和压力、刮刀与模板的角度以及焊膏黏度之间都是有一定关系的，所以我们要保证这些参数都符合要求，进而使焊膏的印刷质量合格。第四是设备精度方面。在印刷窄间距高密度产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也是有影响的。其它因素为环境湿度、温度以及环境卫生。焊膏会因为环境湿度过大而吸收空气中的水分，会因为湿度过小而使焊膏中添加剂挥发的更快，温度过高将使得焊膏黏度变小，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔（工厂要求环境温度233，相对湿度45-70%）。从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，并且印刷焊膏是一种动态工艺。2常见印刷不良现象的分析常见的不良现象有缺焊、偏离、渗透、拉尖、塌陷和凹陷等情况。如图1所示。对应这六种情况我们一一分析并找到其解决方案。2.1 缺焊2.2 渗透2.3 塌陷2.4 偏离2.5 拉尖2.6 凹陷3 提高印刷质量的主要措施3.1 加工合格的模板模板的厚度与开口尺寸要满足国际标准ipc-7525。即必须满足一定的宽厚比和面积比。其具体数值为：宽厚比：开口宽度（w）模板厚度（t）1.5。面积比：开口面积（wl）孔壁面积2(l+w) t 0.66。孔壁粗糙程度也影响焊膏释放。其具体要求为当元件为窄间距时可采用激光和电抛光工艺加工模板开口。刮刀的移动方向与模板开口方向同样也对印刷质量有影响。与刮刀移动方向垂直的模板开口，因刮刀通过的时间短，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，为了使与刮刀移动方向垂直与平行的模板开口的焊膏量相等，应加大垂直方向的模板开口尺寸。3.2 选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏第一，根据不同的产品选择不同的焊膏。产品本身的价值和用途决定了是否采用高质量的焊膏。第二，根据pcb和元器件表面氧化程度和存放时间选择焊膏的活性。通常可采用rma级；高可靠性产品选择r级；当元器件或pcb存放的时间长，表面氧化严重，应采用ra级，焊后必须清洗。第三，根据印制板、元器件和组装工艺的具体情况选择焊膏合金成分。第四，根据产品对清洁度的要求来选择是否采用免清洗工艺。免清洗工艺要选用不含卤素或其他强腐蚀性化合物的焊膏；高可靠、航天、军工、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。第五，bga和csp一般都需要采用高质量的免清洗焊膏。第六，热敏元件焊接时，应用含铋的低熔点焊膏，避免损坏元器件。第七，根据pcb的组装密度（有无窄间距元器件）来选择焊膏合金粉末颗粒度。印刷性与焊膏合金粉末颗粒尺寸的关系：焊膏的合金粉末颗粒尺寸直接影响填充性和脱膜性，细小颗粒的焊膏具有不错的印刷性，尤其是对高密度、细间距的产品，因为模板开口不大，这就要求使用小颗粒合金粉末，不然会使印刷性和脱膜性变差。本位对smt中的印刷环节作了简单介绍，对常见不良现象作了分析并对其提出了解决方案。只要做到以上两点就尽可能的在印刷过程中不会出