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1、焊膏通用工艺3.1工艺目的把适量的SnPb焊膏匀称地施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件及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.施加的焊膏量匀称,一样性好。焊膏图形要清楚,相邻的图形之间尽量不要粘连。焊膏图形及焊盘图形要一样,尽量不要错位。b.在一般状况下,焊盘上单位面积的焊膏量应为O.8mgmm2左右。对窄间距元器件,应为0.5mgmm2左右。C.印刷在基板上的焊膏及希望重量值相比,可允许有肯定的偏差,至于焊膏覆盖每个焊盘的面积,应在75%以上。采纳免清洗技术时,要求焊膏全部位于焊盘上。d.焊膏印刷后,应无严峻塌落,边缘整齐,错
2、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。采纳免清洗技术时,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表面组装工艺材料一一焊膏焊膏是表面组装再流焊工艺必需材料。常温下,由于焊膏具有肯定的黏性,可将电子元器件短暂固定在PCB的既定位置上。当焊膏加热到肯定温度时,焊膏中的合金粉末熔融再流淌,液体焊料浸润元器件的焊端及PCB焊盘,冷却后元器件的焊端及PCB焊盘被焊料互联在一起,形成电气和机械连结的焊点。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、中温柔低温;c按合金粉末的颗粒度可分为:一般间距和窄间距用
3、;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)Of按黏度可分为:印刷用和滴涂用。3.3.2焊膏的组成.焊膏是由有金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有肯定粘性和良好触变特性的膏状体。表3-1焊膏的组成及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供应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整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、颗粒形态和尺寸是
4、确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Sn62Pb36Ag2o表3-2常用焊膏的金属组分、熔化温度及用途金属组份熔化温度用途液相线固相线Sn63Pb37183共晶适用于一般表面组装板,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AgAg/Pa材料电极的元器件。(不适用于水金板)。SnlOPb88Ag2268290适用于耐高温元器件及须要两次再流焊表面组装板的首次再流焊(不适用于水金板)221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
5、共晶适用于热敏元器件及须要两次再流焊表面组装板的其次次再流焊。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25-45mo表3-3四种粒度等级的焊膏80%以上的颗粒尺寸(UnI)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204545Unl的颗粒应少于1%4型203838m的颗粒应少于1%合金粉末颗粒形态有球形和不定形(针状、棒状)。合金粉末表面氧化物含量应小于0.5%,最好限制在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
6、、粘性变更、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运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、聚丁烯供应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、酮类调整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、调整工艺性对焊膏的技术要求要求焊膏及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运用寿命长;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。1焊膏应用前
7、a焊膏制备后到印刷前的储存期内,在210C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焊膏中的金属粉末及焊剂不分层;c吸湿性小,低毒、无臭、无腐蚀性。.2焊膏应用时a要求焊膏的粘度随时间变更小。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态和大小,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;.4
8、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,溶剂清洗及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及焊剂的配比合金焊料成份、焊剂的组成以及合金焊料及焊剂的配比是确定焊膏的熔点、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。A-B-C线液相线A-D、OE线固相线D-F、E-G线溶解度曲线&D-B-E线共晶点
9、1.区液体状态1.+、1.+区二相混合状态图3-1Sn/Pb合金二元晶相图合金焊料及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干脆影响焊膏的黏度和印刷性,因此要依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%o3.3.4.2合金焊料粉末颗粒尺寸、形态和分布焊料合金粉末颗粒的尺寸、形态及其匀称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,特殊对于
10、高密度、窄间距的产品,由于模板开口尺寸小,必需采纳小颗粒合金粉末,否则会影响印刷性和脱摸性。二般焊料颗粒直径约为模板开口尺寸的l5o小颗粒合金粉的焊膏印刷图形的清楚度高,但简洁产生塌边,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,在不影响印刷性的状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。合金粉末的形态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,印刷后焊膏图形简洁塌落,印刷性好,适用范围广,尤其适用于高密度窄间距的丝网及金属模板印刷,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
11、质量。因此目前一般都采纳球形颗粒。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纳不定形颗粒。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O合金粉末颗粒的匀称性也会影响焊膏的印刷性和可焊性,要限制较大颗粒及微粉颗粒的含量,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简洁随溶剂的挥发飞溅,形成小锡珠。因此201.Im微粉颗粒应限制在10%以下。3
12、.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淌。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。Akn合金粉末含量量)图3-2合金焊料粉含量及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,粉末颗粒尺寸削减,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。粒度(urn)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,焊膏的塌落度主要及焊膏的粘度和触变
13、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及焊剂的配比,即合金粉末在焊膏中的重量百分含量有关,还及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更小,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峻降低,能够不失效的正常运用之前的保存期限,一般规定在210C下保存一年,至少36个月。3.3.5无铅焊料简介3.3.5.1
14、无铅焊料的发展动态铅及其化合物会给人类生活环境和平安带来较大的危害。电子工业中大量运用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2019年禁止运用。美国和欧洲提出2019年禁止运用。另外,特殊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。无铅焊料已进入好用性阶段。我国目前还没有详细政策,目前一般焊膏还接着沿用,但发展是特别快的,加入WTO会加速跟上世界步伐。我们应当做好打算,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Sn63Pb37的共晶温度183,大致在180C-220之间
15、;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;c4传导率和导电率要及Sn63Pb37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要及现有的焊接设备和工艺兼容,可在不更换设备不变更现行工艺的条件下进行焊接;f焊接后对各焊点检修简洁;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AgZnCu、SbBi、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
16、加适量的其它金属元素组成三元合金和多元合金。aSn-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系焊料的主要缺更是熔点偏高,比Sn-Pb共晶焊料高30-40,润湿性差,成本周。bSn-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,可拉制成丝材运用;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。cSn-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
17、料;优点是降低了熔点,使其及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,不能加工成线材运用。1.1 3.5.4目前应用最广泛的无铅焊料是目前应用最多的无铅焊料。其熔点为217-218。1.2 3.5.5无铅焊接给带来的问题a元器件一一要求元件体耐高温,而且无铅化。即元件的焊接端头和引出线也要采纳无铅镀层。bPCB要求PCB基材耐更高温度,焊后不变形,表面镀覆无铅化,及组装焊接用无铅焊料兼容,要低成本。c助焊剂一一要开发新型的润湿性更好的助焊剂,要及预热温度和焊接温度相匹配,而且要满足环保要求。d焊接设备一一要适应较高的焊接温度要求,再流焊
18、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)采纳新的抑制焊料氧化技术和采纳惰性气体M爱护焊接技术。e工艺一一无铅焊料的印刷、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废料回收一一从无铅焊料中回收Bi、Cu.Ag也是一个新课题。3.4 焊膏的选择方法主要依据依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状况来选择焊膏。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、颗粒形态和尺寸、焊剂的成分及性质等是确定焊膏特性以及焊点质
19、量的关键因素。a依据产品本身的价值和用途,高牢靠性的产品须要高质量的焊膏Ob底据PCB和元器件存放时间和表面氧化程度来确定焊膏的活性。一般采纳RMA级;高牢靠性产品、航天和军工产品可选择R级;PCB、元器件存放时间长,表面严峻氧化,应采纳RA级,焊后清洗。c依据产品的组装工艺、印制板、元器件的详细状况选择焊膏合金组分。一屐镀铅锡印制板采纳63Sn37Pb;钿金或钿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纳62Sn36Pb/2Ag;水金板一般不要选择含银的焊膏;d依据产品(表面组装板)对清洁度的要求来选择是否采纳免清洗。对免清建工艺要选用不含卤素或其它强腐蚀性化合物的焊膏;高
20、牢靠性产品、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平安的医用器材要采纳水清洗或溶剂清洗的焊膏,焊后必需清洗干净。eBGA和CSP一般都须要采纳免清洗焊膏;f焊接热敏元件时,应选用含钿的低熔点焊膏。g依据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2045Unb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3-5SMD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(Mm)75以下60以下50以下40以下h依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
21、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)300800一般密度:500900高密度、窄间距SMD:70013001503003.5 焊膏的运用及保管a必需储存在510C的条件下;b要求运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,防止水汽凝聚;c运用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌匀称,搅拌棒肯定要清洁;d添加完焊膏后,应盖好容器盖;e免清洗焊膏不能运用回收的焊膏,假如印刷间隔超过1小时,须将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天运用的容器中;f印刷后尽量在4小时内完成再流焊。g免清洗焊膏
22、修板后不能用酒精檄洗;h须要清洗的产品,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 施加焊善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.手工滴涂法一用于微小批量生产,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.丝网印刷一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.金属模板印刷一用于大批量生产、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
23、器件;也指长X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,而且金属模板运用寿命长,因此一般应优先采纳金属模板印刷工3.7 全盲动及半自动印刷机金属模板印刷焊膏工艺3.7.1工艺流程印刷前打算工作制作视觉图像调老产品程序添加焊膏No调整参数或对准图形不用视觉系统连续印刷检验结束3.7.2印刷前打算工作a熟识产品工艺要求b按产品工艺文件,领取经检验合格的PCB,如发觉领取的PCB受潮或受污染,应进行清洗、烘干处理。c打算焊膏一按产品工艺文件规定选用焊膏;一运用要求按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匀称。d检查模板应完好无损,漏孔完整不
24、堵塞。e设备状态检查一印刷前设备全部的开关必需处于关闭状态;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6kgc112);-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应刚好补充。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。4. 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,并推到最终位置,肯定要卡紧;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。并调整导流板的高度,
25、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;特殊是高密度印刷时,不锈钢刮刀有利于提高印刷精度。3.7.5PCB定位PCB定位有边夹紧定位和针定位两种方法;目的是使PCB初步调整到及模板图形相对应的位置上。3.7.5.1PCB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、0定位器设置为0,工作台被定位在中心位置;c采纳边夹紧定位时须要安装夹持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;
26、e将磁性平顶柱或针状顶柱,匀称地排列在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Imm2mm的间隙,应使导轨两端刻度一样(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及左、右顶块之间保留Imm2mm的间隙;h松开导轨的锁定钮,调整两个支撑轨的高度,用高度尺测量,同时用手摩挚PCB及导轨接触处的顶面,使两个导轨顶面及PCB顶面高度一样,然后拧紧锁定钮;i用同样的方法调整左右顶块的高度;留意:前、后导轨和左、右顶块的顶面肯定不能高于PCB顶面。以防印刷时损坏模板和刮刀。3.
27、7.5.2PCB针定位的操作步骤:a依据印制板上定位孔的位置,将针定位调整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匀称地排列在PCB底部,以支撑PCBo留意:双面贴装的PCB,当印刷其次面时,留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的焊盘图形及模板漏孔图形完全重合。原委调整工作台还是调整模板,要依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:
28、a将PCB放在设置好的工作台上,留意PCB的方向及模板印刷图形一样;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及模板接触高度,并升起工作台,使PCB顶面刚好及模板底面接触;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、调整器进行微调PCB的位置,使PCB图形及模板图形完全重合。对准图形时一般先调,使PCB图形及模板图形平行,再调X、Yo然后再重复进行微细的调整,使PCB的焊盘图形及模板图形完全重合为止;3.7.7制作Mark的视觉图像Mark是用来订正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,
29、要使图像清楚、边缘光滑、黑白分明。“留意:PCB及模板图形精确对中后到制作视觉图像前PCB定位不能松开,否则会变更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依据依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依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15mmsec40mmsec
30、,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2kg5kgc112(不同厂家的印刷机略有差异)。d设置模板分别速度,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,假如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假如设备配有温度和湿度限制装置,还应设置温度和湿度。3.
31、7.9添加焊膏a首次施加焊膏用小刮勺将焊膏匀称沿刮刀宽度方向施加在模板的漏印图形后面。留意不要将焊膏施加到模板的漏孔上。假如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中IOnIm左右的圆柱状即可,印刷过程中随时添加焊膏可削减焊膏长时间在空气中汲取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,必需在印刷周期结束时进行。c施加焊膏完毕后,必需将刮勺,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依据印刷机的操作步骤进行首件试印刷b印刷完毕依据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依据印刷结果调整参数
32、或重新对准图形首件检验不符合要求时,必需重新调整印刷参数,严峻时需重新对准图形,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采纳视觉系统连续印刷为了保证印刷精度,一般状况应采纳视觉系统印刷。b不采纳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纳视觉系统进行印刷。3.7.13检验由于印刷焊膏是保证SMT组装质量的关键工序,因此必需严格限制印刷焊膏的质量。a)有窄间距(引线中心距O.65mm以下)时,必需全检。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1-50013050132005013
33、20110000802100013500012533.7.13.1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需重新调整印刷参数,严峻时需重新对准图形,然后再试印,符合质量标准后才能接着印刷。d对印刷质量不合格品的处理方法假如只有个别焊盘漏印,可用手动点胶机或用细针补焊膏;假如大面积不合格,必需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检验标准依据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
34、.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缘由和解决措施印刷不完全,部分焊盘上没有印未印上部分应小于焊盘面积的1.漏孔睹塞:擦模板底部,严峻时用无纤维纸或软毛牙刷蘸无水乙醇2:缺焊膏或在刮刀宽度方向焊膏不匀称:加焊膏,使匀称。上焊膏25%3 .焊膏粘度不合适,印刷性不好:4 .焊看滚动性不好: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O.150.2mm1 .减慢印刷速度。2 .增加印刷压力。3 .增加印刷遍数。焊膏厚度不一样,焊盘
35、上焊膏有的地方薄,有的地方厚小于或大于模板厚度1 .模板及PCB不平行:调PCB工作台的水平。2 .焊膏不匀称:印刷前搅拌匀称。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,应限制室温在233oCo焊音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O0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人于O.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
36、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3715结束.当W褐一个产品的生产或结束一天工作时,必需将模板、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,可用软牙刷协作,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。留意:拆卸模板和刮刀的依次应先拆刮刀,后拆模板。以防损坏刮刀。3.7.16关机将程序
37、回到主菜单,从计算机中退出,先关计算机,再关UPS开关,最终关印刷机电源和压缩空气机。3.8采纳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。方法简洁,成本极低,运用便利敏捷。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、长度及铝基板宽度相同、厚度及PCB厚度相同的铝片或PCB板条作为定位垫片;再用一条及定位垫片长度、宽度相同、厚度为34mm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3-4册定位孔,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
38、及铝基板相同直径的定位孔;再打算两付及定位孔径相匹配的螺丝螺母作为固定件。再打算一块比印刷宽度宽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,依据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。其加工要求及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须要加工边框,下面再介绍一下外协加工铜模板的要求:a给加工单位供应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。也可以供应PCB的CAD文
39、件,须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,可采纳单面腐蚀法。须要供应一张黑白胶片。胶片的外形尺寸及PCB的尺寸相同。高组装密度或有多引线窄间距SMD时,应采纳双面腐蚀法。须要供应两张相同的黑白胶片。胶片三边的外形尺寸及PCB的尺寸相同,其中一个边的尺寸要比PCB大IOnIm以上。b铜模板的材料以锡磷青铜为宜,亦可运用黄铜加工后镀银,或运用黄铜、镀青铜等材料。C铜模板的厚度依据产品须要,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产品采纳0.2mm的铜板,对于多引线窄间距SMD的产品应采纳0.150IOmm的铜板。d单
40、面腐蚀时,要求喇叭口向下。对于0.2Onml厚的铜板,要求侧腐蚀小于厚度的20%oO.2mm0.04mm图3-5单面腐蚀侧腐蚀要求e给加工单位供应制作铜模板的加工尺寸要求示意图要空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40mmo40模板PCB焊盘图形区WB4040X1.40A图3-6铜模板加工尺寸示意图图中:A一铜模板的长度B一铜模板的宽度1.一漏印图形区长度W一漏印图形区宽度X一漏印图形区的外边到PCB板边的距离3.8.3采纳简易印刷工装手工印刷焊膏操作步骤a打算焊膏(同3.7.2中的C)b打算铜模板-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
41、腐蚀不透等缺陷,假如有缺陷用小什锦铿修理好。 用砂布或铿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),孔距及铝基板相同。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,其孔径及PCB的定位孔一样(定位孔的直径一般为3mm)o最终把3mm的定
42、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。假如模板上有窄间距(引脚中心距为O.8mm以下)的图形,须要在立体显微镜下进行对准,最终在装配螺丝上套上压板并用螺母拧紧。e印刷 把搅拌匀称的焊膏放在CU模板装配孔一端。尽量放匀称,留意不要加在漏孔里。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对后匀称地刮动,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,再放上其次块PCBo 检查印刷结
43、果,依据印刷结果推断造成印刷缺陷的缘由,印刷下一块PCB时,可适当变更刮板角度,压力和印刷速度,直到满足为止。印刷时,要常常检查印刷质量。发觉焊膏图形沾污(连条),或模板漏孔堵塞时,随时用无水乙醇无纤维纸或纱布榛模板底面。印刷窄间距产品时,每印完一块PCB都必需将模板底面擦干净。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简洁匀称,因此刚起先印刷时,肯定要多视察,细体会,要驾驭好适当的刮板压力。压力太大,简洁使焊膏图形沾污(连条),压力
44、太小,留在模板表面的焊膏简洁把漏孔中的焊膏一起带上来,造成漏印,并简洁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,速度太快简洁造成焊膏图形不饱满的印则缺陷。4. 8.5留意事项aEIl刷时,要常常检查印刷质量。发觉焊膏图形沾污(连条),或模板漏孔堵塞时,随时用无水乙醇纱布檄模板底面。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焊膏露在空气中很简洁干燥,印好焊膏的PCB一般可在空气中放置2-4小时,详细要依据所用焊膏的粘度,空气湿度等状况来确定。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榛干净
45、,特殊留意漏孔不能堵塞。c假如双面贴片的话,印刷其次面时须要加工特地的印刷工装。即在印刷工装的台面上加工垫条,把PCB架起来。垫条必需加在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,垫条的材料可采纳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微小批量生产,或新产品的模型样机和性
46、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开机前打算a将焊膏装入手动滴涂机的5cc塑料针筒内。依据PCB焊盘的尺寸大小选择不同内径的塑料渐尖式针嘴。一般状况选用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调整时间限制旋钮,限制滴涂时间,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假如选择连续滴涂方式,再按时间/非时间选择键,使黄褐色小灯亮,