SMT印刷技術(shù)和鋼板選擇

1、SMT作業(yè)(一)印刷技術(shù)印刷三要素：網(wǎng)/鋼版、印刷材料、刮刀(1)網(wǎng)/鋼板A. 網(wǎng)板：較早的印刷方式，不適用精密印 刷作業(yè)，現(xiàn)已無人采用。B. 鋼板：是以不銹鋼、銅或黃銅等厚度在 100|im250|im的金屬片來作業(yè).金屬片的厚度 決定了錫膏印刷的厚度。大部分以鋼版為主， 開口方式分為蝕刻及鐳射2種主要的方式1. 厚度：金屬片的厚度決定了印刷錫膏的厚度2. 蝕刻鋼板：必須注意是否有過度蝕刻或蝕刻不足 等問題。較適用于0.65mm Pitch以上的零件。2.蝕刻鋼版：必須注意是否有過度蝕刻或蝕刻不足 等問題。較適用于0.65mm Pitch以上的零件。3鐳射開口：孔壁的粗糙度及毛邊將影響脫模時

2、，將錫膏滯于孔壁的問題。較適用于0.65mm Pitch以下的零件鐳射開口：孔壁的粗糙度及毛邊將影響脫模時，將錫膏滯留 于孔壁的問題。較適用于0. 65mm Pitch以下的零件。4張力：將鋼版利用張網(wǎng)，張貼于框架上之 張力是否足夠及平整。5.開口尺寸及形狀：精心規(guī)劃的開口形狀及 尺寸控制，將有助于印刷后的焊接品質(zhì)。例如: 空焊、短路、錫珠等問題的避免等。6鋼版表面：適中的粗糙度將有助于錫膏在 鋼版上有效的滾動。2印刷材料錫膏(Solder paste):大部分的流焊作業(yè)(Reflow)都是 使用錫膏。錫膏是錫鉛顆粒為主的材料與助焊劑以一 定的比例混合。當(dāng)加熱到錫鉛合金融點以上的溫度時， 焊錫

3、顆粒熔融而形成焊接點。攪拌前攪拌後2印刷材料膠材(adhesive):主要是為配合波焊時使用，但也有為 了防止零件于Reflow時游移，或取置機高速甩動時固 定用。分為印刷用及機器點膠等2大類，尚且因固化方 式而有不同的材質(zhì)。各種不同包裝方式的錫膏與膠材3JR-320 八2印刷材料(C)刮刀(squeegee):刮刀是印刷作業(yè)的執(zhí)行者，在鋼網(wǎng) 版表面推動印刷材料以滾動擠壓的方式通過鋼網(wǎng)版的 開口完成印刷作業(yè)。2020/4/15TOP UNION*顆粒大小及形狀(particle size&shape):顆粒越小及越圓則越適用于細(xì)間距的零件，但氧化的程度較高。SymbolParticle 0 i

4、am eterR e fere nee M1 esh SizeIPC-SP-819F38-20 pm400-600meshType 4A53*25 p m300-500meshType 3A B63*38 p m250400mesh20 迓）/4/157 5*53 p mTOP uMlQ）鮎 3 0 0meshType 2-500( 75 p)訶掩JNIONO2.黏度(viscosity)：黏度的大小則決定了脫模時附著在PCB pad上的形狀及殘留量。太黏則會被較小的及粗糙的鋼版 孔壁帶走而殘留，太稀則印在PCB pad上的錫膏易坍塌。SymbolViscosity atBROOKFIELD

5、(cps)M800,000-1,000,000S600,000-800,000D400,000-600,000125CFlux ContentMALCOM (PS)1,500-2,5009.0-11.5%1,000-1,50010.5-13.0%500*1,00011.0*14.5%3. 金屬含量(metal content):決定了錫膏部分的黏稠度及Reflow 后的焊接錫量。SymbolAlloy CompositionTemperature (C)UseSolidusLiquidusSn62 Sn62VSn/Pb/Ag仃9仃9Silver electrode, silver circui

6、tHeat cycle stress resistant solderSn63 Sn63VSn/Pb183183General purposeHeat cycle stress resistant solderBi52Bi57Bi130Bi165Bi18Sn/Bi/Pb Sn/BiSn/Bi/PbSn/Bi/Pb Sn/Bi/Pb961399913713596139139165173Low temperature soldering95A Sn96Sn/SbSn/Ag236221243221Lead-Free, Hight creep strengthI5 8 8iSn/Pb/Ag/Sb Sn

7、/Pb/Sb Sn/Pb/Ag Sn/Pb/Ag240240285296240260296TOD l4kITAMHigh melting point solder4. 助焊劑特性：通常分為水洗、溶劑清洗及免洗三種形式。5. 金屬成分：決定了回焊(Reflow)之溫度。以63%的錫及37% 鉛而言。其Reflow之溫度為183CO因此各種不同金屬成 分的搭配將產(chǎn)生不同之熔融點及焊接后之合金強度、污染、 導(dǎo)電性、可靠度等特性。膠材的使用方式及要點1. 主要功能：以固化前后所必須要求的黏合強度，固定置放后之零件。不會因波焊、機 器甩動、Reflow時錫鉛內(nèi)聚等外力，使零件游離設(shè)定位置。2. 膠材種類

8、：固化之方式分為溫度固化及輻射固化二種?，F(xiàn)今均以溫度固化為主，以防 止存放條件的變異，造成膠材提早固化而無法使用。3涂布方式：分為機器點膠及印刷兩種。(1) .機器點膠之功能主要在于可控制點膠之高度及用量。但受限于設(shè)備 的點膠速度而影響產(chǎn)能。(2) .印刷方式將對大面積多點數(shù)之受膠點有速度上之優(yōu)勢。但印膠之高度 將因鋼/網(wǎng)版之厚度所限制，且會因非平面之受膠制程而無法運用4 包裝方式：將可依運用方式分為筒裝、管裝及各設(shè)備專 用小筒包裝等。若非專用包裝，需特別注意再分裝時 之脫泡程度。URAWA DENKEN CORP.脫泡裝置 AWADASII DY-12可容易進行各種注入?筒的脫泡處理1. 刮

9、刀硬度：以塑料材料制成之刮刀，一般稱為軟性刮 刀。在應(yīng)用上必須配合印刷材料的黏度來選擇硬度。例 如黏度較高之印刷材料則必須以較高硬度之刮刀來使 用。2. 刮刀材質(zhì)：分為工程塑料類之軟性刮刀及金屬材料之 鋼刮刀。軟性刮刀是以硬度來決定材料的搭配，而鋼刮 刀是以厚度及高度來決定其應(yīng)力。3. 作業(yè)角度及形狀：印刷時必須搭配固定的角度，用以 形成印刷材料的滾動及擠壓作用。因此有以固定角度的 形狀，或以調(diào)整刮刀應(yīng)用之方式?jīng)Q定作業(yè)時之角度。擠印頭：新式之印刷方式，是以擠印的方式進行作業(yè)，可 由擠印頭之精密開口配合均緩之壓力將印刷材料印于 PCBo| METAL BLADE TECHNOLOCY |ROUN

10、D PASTE CHAMBERPaknt pending roundchamberCLOSED LOOP TRANSDUCERCtowdUoop transducer pressure contrvtVARIABLE VOLUME ACTUATOR (V.V.A.) IVariMc VWume AttwoUr trchncl擠印頭：新式之印刷方式，是以擠印的方式進行作業(yè)，可 由擠印頭之精密開口配合均緩之壓力將印刷材料印于1. 手工印刷：是以人工握持刮刀執(zhí)行印刷之方式，僅適用于較 不精準(zhǔn)的產(chǎn)品，于早期因設(shè)備投資成本較高時使用。2. 半自動印刷:脫機式印刷設(shè)備，需由人工取放每一片印刷的 PCB,機

11、械定位的方式為主要類型。3. 全自動印刷:連線式作業(yè)，設(shè)備可自動取送印刷PCB,并有視覺對位系統(tǒng)及印刷后之2D/3D之檢查功能。且在各項印刷參數(shù)上能有較多的選擇。更高級者尚具自動架設(shè)鋼板等功能。320“開吉1mm (1000/)開吉裏求尢力“玄印刷參數(shù)1.刮刀壓力(Down pressure):主要作用在使網(wǎng)/鋼版與PCB緊密的結(jié)合，以 取得較好的印刷結(jié)果。并確保網(wǎng)/鋼板表面之錫膏或膠材能刮的平整乾凈。 因此對壓力控制必須配合刮刀之特性、設(shè)備功能、角度等取得一合適印刷參數(shù)1. 刮刀壓力(Down pressure):主要作用在使網(wǎng)/鋼版與PCB 緊密的結(jié)合，以取得較好的印刷結(jié)果。并確保網(wǎng)/鋼板

12、 表面之錫膏或膠材能刮的平整乾凈。因此對壓力控制 必須配合刮刀之特性、設(shè)備功能、角度等取得一合 適之壓力。以免壓力太大或太小造成之印刷不良現(xiàn)象。2. 印刷速度(Traverse speed):理想狀況下是越慢越好，但 會因此而影響到cycle time。因此在能夠保持錫膏正常滾動的狀態(tài)下可將速度提高，并配合著壓力的調(diào)整。因速度快壓力小，反之速度慢壓力大。3. 印刷角度(Attack angle):角度大小將決定流入網(wǎng)/鋼 板開口之壓力及錫膏量。(a)(b)(C)網(wǎng)/鋼版間隙(Snap-off):對網(wǎng)板而言，需要一固定的間隙使其回 彈之力量將印刷材料留置于基板上。但以鋼板而言， 則越平貼越好，以免厚度及印刷量上失去控制。rsi5*1回2.1(a)網(wǎng)版印刷原理(間隙式印刷)2.1(b)網(wǎng)版印刷利用題雜用，將印刷材料留在基板上1. 精度:必須對準(zhǔn)PAD之中央并不得偏移，因偏移將造成 對位不準(zhǔn)及錫珠零件偏移等問題。2. 解析度：印刷后之形狀必須為一近似豆腐塊的結(jié)構(gòu)以 免和臨近的PAD Shorto3. 印刷厚度:必須一致，才能控制每個焊點的品質(zhì)水平4. 檢驗工具：A.可用放大鏡檢視印刷后之解析度及精度B 可用微量天秤量測同一PCB上之印刷材料總量C 可使用Laser測厚儀量測，錫膏印刷后之厚度D .可使用A0I來檢測E