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PCBA加工SMT生產(chǎn)印刷工序的工藝要求與特點

發(fā)布時間 :2016-11-07 10:47 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
PCBA加工表面貼裝裝配的回流焊接中,錫膏用于SMT表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接,有許多變量。如錫膏、絲印機(jī)、錫膏應(yīng)用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中,基板放在工作臺上,機(jī)械地或真空夾緊定位,用定位銷或視覺來對準(zhǔn),用模板(stencil)進(jìn)行錫膏印刷。
 
在模板錫膏印刷過程中,印刷機(jī)是達(dá)到所希望的印刷品質(zhì)的關(guān)鍵。
在印刷過程中,錫膏是自動分配的,印刷刮板向下壓在模板上,使模板底面接觸到電路板頂面。當(dāng)刮板走過所腐蝕的整個圖形區(qū)域長度時,錫膏通過模板/絲網(wǎng)上的開孔印刷到焊盤上。在錫膏已經(jīng)沉積之后,絲網(wǎng)在刮板之后馬上脫開(snap off),回到原地。這個間隔或脫開距離是設(shè)備設(shè)計所定的,大約0.020"~0.040"。
脫開距離與刮板壓力是兩個達(dá)到良好印刷品質(zhì)的與設(shè)備有關(guān)的重要變量。
如果沒有脫開,這個過程叫接觸(on-contact)印刷。當(dāng)使用全金屬模板和刮刀時,使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用于柔性的金屬絲網(wǎng)。
 
在錫膏絲印中有三個關(guān)鍵的要素, 我們叫做3S: Solder paste(錫膏),Stencils (模板),和Squeegees(絲印刮板)。三個要素的正確結(jié)合是持續(xù)的絲印品質(zhì)的關(guān)鍵所在。
一、刮板(squeegee)
刮板作用,在印刷時,使刮板將錫膏在前面滾動,使其流入模板孔內(nèi), 然后刮去多余錫膏, 在PCB焊盤上留下與模板一樣厚的錫膏。
常見有兩種刮板類型:橡膠或聚氨酯(polyurethane)刮板和金屬刮板。
金屬刮板由不銹鋼或黃銅制成,具有平的刀片形狀,使用的印刷角度為30~55°。使用較高的壓力時,它不會從開孔中挖出錫膏,還因為是金屬的,它們不象橡膠刮板那樣容易磨損,因此不需要鋒利。它們比橡膠刮板成本貴得多,并可能引起模板磨損。
橡膠刮板,使用70-90橡膠硬度計(durometer)硬度的刮板。當(dāng)使用過高的壓力時,滲入到模板底部的錫膏可能造成錫橋,要求頻繁的底部抹擦。甚至可能損壞刮板和模板或絲網(wǎng)。過高的壓力也傾向于從寬的開孔中挖出錫膏,引起焊錫圓角不夠。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣,
刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質(zhì)量,應(yīng)該仔細(xì)監(jiān)測。對可接受的印刷品質(zhì),刮板邊緣應(yīng)該鋒利、平直和直線。
   
二、模板(stencil)類型
目前使用的模板主要有不銹鋼模板,其的制作主要有三種工藝:化學(xué)腐蝕、激光切割和電鑄成型。
由于金屬模板和金屬刮板印出的錫膏較飽滿, 有時會得到厚度太厚的印刷, 這可以通過減少模板的厚度的方法來糾正。 
另外可以通過減少(“微調(diào)”)絲孔的長和寬10 %,以減少焊盤上錫膏的面積。 從而可改善因焊盤的定位不準(zhǔn)而引起的模板與焊盤之間的框架的密封情況, 減少了錫膏在模板底和PCB 之間的“ 炸 開 ”。 可使印刷模板底面的清潔次數(shù)由每5或10 次印刷清潔一次減少到每50次印刷清潔一次 。
 
三、錫膏(solder paste)
錫膏是錫粉和松香(resin)的結(jié)合物,松香的功能是在回流(reflowing)焊爐的第一階段,除去元件引腳、焊盤和錫珠上的氧化 物,這個階段在150? C持續(xù)大約三分鐘。焊錫是鉛、錫和銀的合金,在回流焊爐的第二階段,大約220? C時回流。
粘度是錫膏的一個重要特性,我們要求其在印刷行程中,其粘性越低,則流動性越好,易于流入模板孔內(nèi),印到PCB的焊盤上。在印刷過后,錫膏停留在PCB焊盤上,其粘性高,則保持其填充的形狀,而不會往下塌陷。
 
錫膏的標(biāo)準(zhǔn)粘度大約在500kcps~1200kcps范圍內(nèi),較為典型的800kcps用于模板絲印是理想的。判斷錫膏是否具有正確的粘度,有一種實際和經(jīng)濟(jì)的方法,如下:
用刮勺在容器罐內(nèi)攪拌錫膏大約30秒鐘,然后挑起一些錫膏,高出容器罐三、四英寸,讓錫膏自行往下滴,開始時應(yīng)該象稠的糖漿一樣滑落而下,然后分段斷裂落下到容器罐內(nèi)。如果錫膏不能滑落,則太稠,粘度太低。如果一直落下而沒有斷裂,則太稀,粘度太低。


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