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1、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理大作業(yè)-----錫膏印刷技術(shù)班級(jí):電藝3091班姓名:趙劍學(xué)號(hào):38﹟代課老師:任紅星日期:年月日錫膏印刷工藝一、模板設(shè)計(jì)和印刷工藝過程在表面貼裝裝配的回流焊接中,錫膏用于表面貼裝組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(tái)上,機(jī)械地或真空夾緊定位,用定位銷或視覺來對(duì)準(zhǔn)?;蛘呓z網(wǎng)(screen)或者范本(stencil)用于錫膏印刷。本文將著重討論幾個(gè)關(guān)鍵的錫膏印刷問題,如模板設(shè)計(jì)和印刷工藝過程。 印刷工藝過程與設(shè)備 在錫膏印刷過程中,印
2、刷機(jī)是達(dá)到所希望的印刷質(zhì)量的關(guān)鍵。今天可購(gòu)買到的絲印機(jī)分為兩種主要類型:實(shí)驗(yàn)室與生產(chǎn)。每個(gè)類型有進(jìn)一步的分類,因?yàn)槊總€(gè)公司希望從實(shí)驗(yàn)室與生產(chǎn)類型的印刷機(jī)得到不同的性能水平。例如,一個(gè)公司的研究與開發(fā)部門(R&D)使用實(shí)驗(yàn)室類型制作產(chǎn)品原型,而生產(chǎn)則會(huì)用另一種類型。還有,生產(chǎn)要求可能變化很大,取決于產(chǎn)量。因?yàn)榧す馇懈钤O(shè)備是不可能分類的,最好是選擇與所希望的應(yīng)用相適應(yīng)的絲印機(jī)?! ≡谑止せ虬胱詣?dòng)印刷機(jī)中,錫膏是手工地放在范本/絲網(wǎng)上,這時(shí)印刷刮板(squeegee)處于范本的另一端。在自動(dòng)印刷機(jī)中,錫膏是自動(dòng)分配的。在印刷過程中,印刷刮板向下壓在
3、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(gè)圖形區(qū)域長(zhǎng)度時(shí),錫膏通過范本/絲網(wǎng)上的開孔印刷到焊盤上?! ≡阱a膏已經(jīng)沉積之后,絲網(wǎng)在刮板之后馬上脫開(snapoff),回到原地。這個(gè)間隔或脫開距離是設(shè)備設(shè)計(jì)所定的,大約0.020"~0.040"。脫開距離與刮板壓力是兩個(gè)達(dá)到良好印刷質(zhì)量的與設(shè)備有關(guān)的重要變量。 如果沒有脫開,這個(gè)過程叫接觸(on-contact)印刷。當(dāng)使用全金屬模板和刮刀時(shí),使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用于柔性的金屬絲網(wǎng)?! 」伟?squeegee)類型 刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質(zhì)
4、量,應(yīng)該仔細(xì)監(jiān)測(cè)。對(duì)可接受的印刷質(zhì)量,刮板邊緣應(yīng)該鋒利和直線。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣,而刮板壓力高或很軟的刮板將引起斑點(diǎn)狀的(smeared)印刷,甚至可能損壞刮板和范本或絲網(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。常見有兩種刮板類型:橡膠或聚氨酯(polyurethane)刮板和金屬刮板。當(dāng)使用橡膠刮板時(shí),使用70-90橡膠硬度計(jì)(durometer)硬度的刮板。當(dāng)使用過高的壓力時(shí),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。為了防止底部滲透,焊盤開口在印刷時(shí)必須提供密封(gasketing)作用。這取
5、決于范本開孔壁的粗糙度?! 〗饘俟蔚兑彩浅S玫?。隨著更密間距組件的使用,金屬刮刀的用量在增加。它們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30~45°。一些刮刀涂有潤(rùn)滑材料。因?yàn)槭褂幂^低的壓力,它們不會(huì)從開孔中挖出錫膏,還因?yàn)槭墙饘俚?,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,并可能引起范本磨損?! ∈褂貌煌墓伟孱愋驮谑褂脴?biāo)準(zhǔn)組件和密腳組件的印刷電路裝配(PCA)中是有區(qū)分的。錫膏量的要求對(duì)每一種組件有很大的不同。密間距組件要求比標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝組件少得多的焊錫量。焊盤面積和厚度控制錫膏量?! ∫恍┕?/p>
6、程師使用雙厚度的模板來對(duì)密腳組件和標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝焊盤施用適當(dāng)?shù)腻a膏數(shù)量。其它工程師采用一種不同的方法-他們使用不需要經(jīng)常鋒利的更經(jīng)濟(jì)的金屬刮刀。用金屬刮刀更容易防止錫膏沉積量的變化,但這種方法要求改良的模板開孔設(shè)計(jì)來防止在密間距焊盤上過多的錫膏沉積。這個(gè)方法在工業(yè)上變得更受歡迎,但是,使用雙厚度印刷的橡膠刮板也還沒有消失?! ∧0?stencil)類型 重要的印刷質(zhì)量變量包括模板孔壁的精度和光潔度。保存范本寬度與厚度的適當(dāng)?shù)目v橫比(aspectratio)是重要的。推薦的縱橫比為1.5。這對(duì)防止范本阻塞是重要。一般,如果縱橫比小于1.5,錫膏
7、會(huì)保留在開孔內(nèi)。除了縱橫比之外,如IPC-7525《模板設(shè)計(jì)指南》所推薦的,還要有大于0.66的面積比(焊盤面積除以孔壁面積)。IPC-7525可作為模板設(shè)計(jì)的一個(gè)良好開端?! ≈谱鏖_孔的工藝程控開孔壁的光潔度和精度。有三種常見的制作范本的工藝:化學(xué)腐蝕、激光切割和加成(additive)工藝?! 』瘜W(xué)腐蝕(chemicallyetched)模板 金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個(gè)陽(yáng)性圖形通過從兩面的化學(xué)研磨來蝕刻的。在這個(gè)過程中,蝕刻不僅在所希望的垂直方向進(jìn)行,而且在橫向也有。這叫做底切(undercutting)-開孔比希望的較大,造成額
8、外的焊錫沉積。因?yàn)?0/50從兩面進(jìn)行蝕刻,其結(jié)果是幾乎直線的孔壁,在中間有微微沙漏形的收窄?! ∫?yàn)殡娢g刻范本孔壁可能不平滑,電拋光,一個(gè)微蝕刻工藝,是達(dá)到平滑孔