SMT印刷工藝控制

1、是保證是保證SMTSMT質(zhì)量的關(guān)鍵工序。目前一質(zhì)量的關(guān)鍵工序。目前一般都采用模板印刷。般都采用模板印刷。 據(jù)資料統(tǒng)計，在據(jù)資料統(tǒng)計，在PCBPCB設(shè)計正確、元器件和印制設(shè)計正確、元器件和印制板質(zhì)量有保證的前提下，表面組裝質(zhì)量問題中有板質(zhì)量有保證的前提下，表面組裝質(zhì)量問題中有70%70%的質(zhì)量問題出在印刷工藝。的質(zhì)量問題出在印刷工藝。 焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。當刮刀以一定焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。當刮刀以一定速度和角度向前移動時，對焊膏產(chǎn)生一定的壓力，推動速度和角度向前移動時，對焊膏產(chǎn)生一定的壓力，推動焊膏在刮板前滾動，產(chǎn)生將焊膏注入網(wǎng)孔或漏孔所需的焊膏在刮板前滾動，產(chǎn)生將

2、焊膏注入網(wǎng)孔或漏孔所需的壓力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網(wǎng)板交接處產(chǎn)壓力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網(wǎng)板交接處產(chǎn)生切變，切變力使焊膏的粘性下降，使焊膏順利地注入生切變，切變力使焊膏的粘性下降，使焊膏順利地注入網(wǎng)孔或漏孔。網(wǎng)孔或漏孔。刮板刮板 焊膏焊膏模板模板PCB PCB a a焊膏在刮板前滾動前進焊膏在刮板前滾動前進 b b產(chǎn)生將焊膏注入漏孔的壓力產(chǎn)生將焊膏注入漏孔的壓力 c c切變力使焊膏注入漏孔切變力使焊膏注入漏孔 X X Y F Y F 刮刀的推動力刮刀的推動力F可分解為可分解為 推動焊膏推動焊膏前進分力前進分力X和和 將焊膏注入漏孔的將焊膏注入漏孔的壓力壓力Y d焊膏釋放（脫

3、模）焊膏釋放（脫模） 圖圖1-3 焊膏印刷原理示意圖焊膏印刷原理示意圖 刮板刮板 脫模脫模 (a) (a) 模板開口尺寸：開口面積模板開口尺寸：開口面積B B與開口壁面積與開口壁面積A A比比0.660.66時時焊膏釋焊膏釋放（脫模）順利。放（脫模）順利。 (b) (b) 焊膏黏度：焊膏與焊膏黏度：焊膏與PCBPCB焊盤之間的粘合力焊盤之間的粘合力FsFs焊膏與開口壁焊膏與開口壁之間的摩擦力之間的摩擦力FtFt時時焊膏釋放順利。焊膏釋放順利。 (c) (c) 開口壁的形狀和光滑度：開口壁光滑、喇叭口向下或垂直時開口壁的形狀和光滑度：開口壁光滑、喇叭口向下或垂直時焊膏釋放順利。焊膏釋放順利。 圖

4、圖1-4 放大后的放大后的焊膏印刷脫模示意圖焊膏印刷脫模示意圖Ft焊膏與焊膏與PCB焊盤之間的焊盤之間的與開口面積、焊膏黏度有關(guān)與開口面積、焊膏黏度有關(guān)Fs焊膏與開口壁之間的焊膏與開口壁之間的與開口壁面積、與開口壁面積、光滑度有關(guān)光滑度有關(guān)A焊膏與模板焊膏與模板之間的接觸之間的接觸；BB焊膏與焊膏與PCB焊盤之間的接觸面積焊盤之間的接觸面積()PCB開口壁面積開口壁面積A開口面積開口面積B (a) (a) 垂直開口垂直開口 (b) (b) 喇叭口向下喇叭口向下 (c) (c) 喇叭口向上喇叭口向上 易脫模易脫模 易脫模易脫模 脫模差脫模差 圖圖1-5 模板模板開口形狀示意圖開口形狀示意圖 模板

5、印刷是接觸印刷，因此模板厚度模板印刷是接觸印刷，因此模板厚度與開口尺寸確定了焊膏的印刷量。焊膏量過多會產(chǎn)生橋接，焊與開口尺寸確定了焊膏的印刷量。焊膏量過多會產(chǎn)生橋接，焊膏量過少會產(chǎn)生焊錫不足或虛焊。模板開口形狀以及開口是否膏量過少會產(chǎn)生焊錫不足或虛焊。模板開口形狀以及開口是否光滑也會影響脫模質(zhì)量。光滑也會影響脫模質(zhì)量。 焊膏的黏度、印刷性（滾動性、轉(zhuǎn)焊膏的黏度、印刷性（滾動性、轉(zhuǎn)移性）、觸變性、常溫下的使用壽命等都會影響印刷質(zhì)量。移性）、觸變性、常溫下的使用壽命等都會影響印刷質(zhì)量。 刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與網(wǎng)板的刮刀速度、刮刀壓力、刮刀與網(wǎng)板的角度以及焊膏的黏度之間都存在一定的制約關(guān)系，因此

6、只有正角度以及焊膏的黏度之間都存在一定的制約關(guān)系，因此只有正確控制這些參數(shù)，才能保證焊膏的印刷質(zhì)量。確控制這些參數(shù)，才能保證焊膏的印刷質(zhì)量。 在印刷高密度窄間距產(chǎn)品時，印刷機的在印刷高密度窄間距產(chǎn)品時，印刷機的印刷精度和重復(fù)印刷精度也會起一定的作用。印刷精度和重復(fù)印刷精度也會起一定的作用。 環(huán)境溫度過高會降低環(huán)境溫度過高會降低焊膏黏度，濕度過大時焊膏會吸收空氣中的水分，濕度過小時會焊膏黏度，濕度過大時焊膏會吸收空氣中的水分，濕度過小時會加速焊膏中溶劑的揮發(fā)，環(huán)境中灰塵混入焊膏中會使焊點產(chǎn)生針加速焊膏中溶劑的揮發(fā)，環(huán)境中灰塵混入焊膏中會使焊點產(chǎn)生針孔?？?。 從以上分析中可以看出，影響印刷質(zhì)量的因

7、素非常從以上分析中可以看出，影響印刷質(zhì)量的因素非常多，而且印刷焊膏是一種多，而且印刷焊膏是一種。 焊膏的量隨時間而變化，如果不能及時添加焊膏的焊膏的量隨時間而變化，如果不能及時添加焊膏的量，會造成焊膏漏印量少，圖形不飽滿。量，會造成焊膏漏印量少，圖形不飽滿。 焊膏的黏度和質(zhì)量隨時間、環(huán)境溫度、濕度、環(huán)境焊膏的黏度和質(zhì)量隨時間、環(huán)境溫度、濕度、環(huán)境衛(wèi)生而變化；衛(wèi)生而變化； 模板底面的清潔程度及開口內(nèi)壁的狀態(tài)不斷變化；模板底面的清潔程度及開口內(nèi)壁的狀態(tài)不斷變化； (1)(1)加工合格的模板加工合格的模板 (2)(2)選擇適合工藝要求的焊膏并正確使用焊膏選擇適合工藝要求的焊膏并正確使用焊膏 (3)(

8、3)印刷工藝控制印刷工藝控制 模板厚度與開口尺寸基本要求模板厚度與開口尺寸基本要求: : （IPC7525IPC7525標準）標準） T WT W L L : : 開口寬度開口寬度(W)/(W)/模板厚度模板厚度(T)(T)1.51.5 : : 開口面積開口面積(W(WL)/L)/孔壁面積孔壁面積22(L+W)(L+W)T T 0.660.66 。常用。常用焊膏的合金粉末顆粒尺寸分為四種粒度等級，窄間距時一般選擇焊膏的合金粉末顆粒尺寸分為四種粒度等級，窄間距時一般選擇2045m2045m。 SMD引腳間距和焊料顆粒的關(guān)系引腳間距和焊料顆粒的關(guān)系38m38m的顆粒應(yīng)的顆粒應(yīng)少于少于1%1%203

9、8 445m45m的顆粒應(yīng)的顆粒應(yīng)少于少于1%1%2545 375m75m的顆粒應(yīng)的顆粒應(yīng)少于少于1%1%4575 2 150m150m的顆粒應(yīng)的顆粒應(yīng)少于少于1%1%75150 1微粉顆粒要求微粉顆粒要求大顆粒要求大顆粒要求80%以上合金粉末顆粒以上合金粉末顆粒尺寸（尺寸（m） 合金粉末類型合金粉末類型 細小顆粒的焊膏印刷性比較好，特別對于高密度、窄細小顆粒的焊膏印刷性比較好，特別對于高密度、窄間距的產(chǎn)品，由于模板開口尺寸小，必須采用小顆粒合金間距的產(chǎn)品，由于模板開口尺寸小，必須采用小顆粒合金粉末，否則會影響印刷性和脫摸性。粉末，否則會影響印刷性和脫摸性。 小顆粒合金粉的優(yōu)點：印刷性好，印刷

10、圖形的清晰度高。小顆粒合金粉的優(yōu)點：印刷性好，印刷圖形的清晰度高。 缺點：易塌邊，表面積大，易被氧化。缺點：易塌邊，表面積大，易被氧化。 長方形長方形 圓形開口圓形開口 焊膏是一種觸變性流體，在外力的作用下能產(chǎn)生流動。焊膏是一種觸變性流體，在外力的作用下能產(chǎn)生流動。 粘度是焊膏的主要特性指標，它是影響印刷性能的重要粘度是焊膏的主要特性指標，它是影響印刷性能的重要因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的圖形因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的圖形殘缺不全。殘缺不全。粘度太小，印刷后焊膏圖形容易塌邊。粘度太小，印刷后焊膏圖形容易塌邊。 影響焊膏粘度的主要因素：影響焊膏粘度的主要因素

11、：合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊劑合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊劑百分含量高，粘度就小。百分含量高，粘度就小。 ）粉末顆粒度（顆粒大，粘度減?。活w粒減小，粘度增加）粉末顆粒度（顆粒大，粘度減??；顆粒減小，粘度增加）溫度（溫度增加，粘度減??；溫度降低，粘度增加）溫度（溫度增加，粘度減??；溫度降低，粘度增加） (a) 合金焊料粉含量與黏度的關(guān)系合金焊料粉含量與黏度的關(guān)系 (b) (b) 溫度對黏度的影響溫度對黏度的影響 (c) (c) 合金粉末粒度對黏度的影響合金粉末粒度對黏度的影響粘粘度度粘粘度度粘粘度度合金粉末含量（合金粉末含量（wt%）T（） 粒度（粒度（

12、m）(a) (b) (c)(b) (c) 焊膏是觸變性流體，焊膏的塌落度主要與焊膏的粘焊膏是觸變性流體，焊膏的塌落度主要與焊膏的粘度和觸變性有關(guān)。觸變指數(shù)高，塌落度小；觸變指數(shù)低，度和觸變性有關(guān)。觸變指數(shù)高，塌落度?。挥|變指數(shù)低，塌落度大。塌落度大。 影響觸變指數(shù)和塌落度主要因素：影響觸變指數(shù)和塌落度主要因素： 合金焊料與焊劑的配比，即合金粉末在焊膏中的合金焊料與焊劑的配比，即合金粉末在焊膏中的重量百分含量；重量百分含量； 焊劑載體中的觸變劑性能和添加量；焊劑載體中的觸變劑性能和添加量； 顆粒形狀、尺寸。顆粒形狀、尺寸。 工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷時，焊膏的粘度隨時工作壽命是指在室溫下連續(xù)印

13、刷時，焊膏的粘度隨時間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動性）穩(wěn)定；同時間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動性）穩(wěn)定；同時焊膏從被涂敷到焊膏從被涂敷到PCBPCB上上后后到貼裝元器件之前保持到貼裝元器件之前保持粘結(jié)性能；粘結(jié)性能；再流焊不失效。一般要求在再流焊不失效。一般要求在常溫下放置常溫下放置1224小時，至少小時，至少4小時，其性能保持不變。小時，其性能保持不變。 儲存期限儲存期限是指是指在規(guī)定的保存條件下，焊膏從生產(chǎn)日期在規(guī)定的保存條件下，焊膏從生產(chǎn)日期到使用前性能不嚴重降低，能不失效的正常使用之前的保到使用前性能不嚴重降低，能不失效的正常使用之前的保存期限，一般規(guī)定在存期限，一般規(guī)定在

14、2 21010下保存一年，至少下保存一年，至少3 36 6個月。個月。 a) a) 必須儲存在必須儲存在5 51010的條件下；的條件下； b) b) 要求使用前一天從冰箱取出焊膏（至少提前要求使用前一天從冰箱取出焊膏（至少提前2 2小時），待焊膏達小時），待焊膏達到室溫后才能打開容器蓋，防止水汽凝結(jié)；到室溫后才能打開容器蓋，防止水汽凝結(jié)； c) c) 使用前用不銹鋼攪拌棒將焊膏攪拌均勻，攪拌棒一定要清潔；使用前用不銹鋼攪拌棒將焊膏攪拌均勻，攪拌棒一定要清潔； d) d) 添加完焊膏后，應(yīng)蓋好容器蓋；添加完焊膏后，應(yīng)蓋好容器蓋； e) e) 免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷間隔超過免清洗

15、焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷間隔超過1 1小時，須小時，須將焊膏從模板上拭去。將焊膏回收到當天使用的容器中；將焊膏從模板上拭去。將焊膏回收到當天使用的容器中； f) f) 印刷后盡量在印刷后盡量在4 4小時內(nèi)完成再流焊。小時內(nèi)完成再流焊。 g) g) 免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗；免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗； h) h) 需要清洗的產(chǎn)品，再流焊后應(yīng)當天完成清洗；需要清洗的產(chǎn)品，再流焊后應(yīng)當天完成清洗； i) i) 印刷操作時，要求拿印刷操作時，要求拿PCBPCB的邊緣或帶手套，以防污染的邊緣或帶手套，以防污染PCBPCB。 j) j) 回收的焊膏與新焊膏要分別存放回收的焊膏與新焊膏要

16、分別存放 通過人工對工作臺或?qū)δ０遄魍ㄟ^人工對工作臺或?qū)δ０遄鱔 X、Y Y、的精細調(diào)整，使的精細調(diào)整，使PCBPCB的焊盤圖形與模板漏孔圖形完全重的焊盤圖形與模板漏孔圖形完全重合。合。 角度越小，向下的壓力越角度越小，向下的壓力越大，容易將焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板大，容易將焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，造成焊膏圖形粘連。一般為底面，造成焊膏圖形粘連。一般為45456060。目前自動和。目前自動和半自動印刷機大多采用半自動印刷機大多采用6060。 焊膏的滾動直徑焊膏的滾動直徑h 915mm較合適較合適。 h 過小不利于焊膏漏?。ㄓ∷⒌奶畛湫裕┻^小不利于焊膏漏印（印刷

17、的填充性） h 過大，過多的焊膏長時間暴露在空氣中不斷滾動，過大，過多的焊膏長時間暴露在空氣中不斷滾動，對焊膏質(zhì)量不利。對焊膏質(zhì)量不利。 焊膏的投入量應(yīng)根據(jù)刮刀的長度加入。根據(jù)焊膏的投入量應(yīng)根據(jù)刮刀的長度加入。根據(jù)PCB組組裝密度（每快裝密度（每快PCB的焊膏用量），估計出印刷的焊膏用量），估計出印刷100快快還是還是150快添加一次焊膏?？焯砑右淮魏父?。 刮刀運動方向刮刀運動方向h 焊膏高度（滾動直徑）焊膏高度（滾動直徑） 刮刀壓力也是影響印刷質(zhì)量的重要刮刀壓力也是影響印刷質(zhì)量的重要因素。刮刀壓力實際是指刮刀下降的深度，壓力太小，可因素。刮刀壓力實際是指刮刀下降的深度，壓力太小，可能會發(fā)生兩

18、種情況：第能會發(fā)生兩種情況：第種情況是由于刮刀壓力小，刮刀種情況是由于刮刀壓力小，刮刀在前進過程中產(chǎn)生的向下的在前進過程中產(chǎn)生的向下的Y Y分力也小，會造成漏印量不分力也小，會造成漏印量不足；第足；第種情況是由于刮刀壓力小，刮刀沒有緊貼模板表種情況是由于刮刀壓力小，刮刀沒有緊貼模板表面，印刷時由于刮刀與面，印刷時由于刮刀與PCBPCB之間存在微小的間隙，因此相之間存在微小的間隙，因此相當于增加了印刷厚度。另外壓力過小會使模板表面留有一當于增加了印刷厚度。另外壓力過小會使模板表面留有一層焊膏，容易造成圖形粘連等印刷缺陷。因此層焊膏，容易造成圖形粘連等印刷缺陷。因此。 由于刮刀速度與焊膏的粘稠度呈

19、反比由于刮刀速度與焊膏的粘稠度呈反比關(guān)系，有窄間距，高密度圖形時，速度要慢一些。速度過關(guān)系，有窄間距，高密度圖形時，速度要慢一些。速度過快，刮刀經(jīng)過模板開口的時間太短，焊膏不能充分滲入開快，刮刀經(jīng)過模板開口的時間太短，焊膏不能充分滲入開口中，容易造成焊膏圖形不飽滿或漏印的印刷缺陷。口中，容易造成焊膏圖形不飽滿或漏印的印刷缺陷。 在刮刀角度一定的情況下，印刷速度和刮刀壓力存在在刮刀角度一定的情況下，印刷速度和刮刀壓力存在一定的關(guān)系，降速度相當于增加壓力，適當降低壓力可起一定的關(guān)系，降速度相當于增加壓力，適當降低壓力可起到提高印刷速度的效果。到提高印刷速度的效果。 有窄間距、高密度圖形時，有窄間距、高密度圖形時，要要慢一些。慢一些。 為了提高窄間距、高密度印刷質(zhì)量，日立公為了提高窄間距、高密度印刷質(zhì)量，日立公司推出司推出“加速度控制加速度控制”方法方法隨印刷工作臺下隨印刷工作臺下降行程，對下降速度進行變速控制。降行程，對下降速度進行變速控制。 分離速度增加時，模板與分離速度增加時，模板與PCB間變成負壓，焊膏與焊盤的凝聚力間變成負壓，焊膏與焊盤的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和開口壁上，造成少印和粘連。小，使部