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印刷工艺
编写
质量负责人:
课程说明
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课程名称:印刷工艺课程编码:(暂不填)
关键词:
课程简介:本课程主要针对印刷工艺做一个介绍,让SMT的初入门者能对印刷工艺有一个总体的认识。针对我公司现有的印刷设备进行培训,所以对目前公司的设备有一定的涉猎,让学****者能对我公司现有的印刷工艺与设备有个较全面的理解。
Pringtingprocessandequipment
适用对象:SMT技术员
课程时长:2
培训目标:
学完本课程后,学员能够:
1对SMT的印刷工艺技术有个概括性的了解
2对SMT的印刷设备有个概括性的了解
3针对文中介绍的印刷机,可以进行简单的独立操作
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目录
1。概述
2。印刷工艺涉及的辅料和硬件
PCB
3印刷工艺的调制和管制
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1,概述:
锡膏印刷是把一定的锡膏量按要求印刷分布到PCB(印制线路板)上的过程。它为回焊阶段的焊接过程提供焊料,是整个SMT电子装联工序中的第一道工序,也是影响整个工序直通率的关键因素之一
2,印刷工艺涉及的辅料和硬件:
模板锡膏印刷是个复杂的工艺系统,是多种技术的整合。印刷效果的好坏与以下的因素有关:
PCB基板;钢网;锡膏;丝印机(包括刮刀)等;
模板锡膏印刷是个工艺系统
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基板:漏印板:
-基板材-材料和工艺
料-焊盘设计-开孔设计
-工艺能力-布局
-大小和厚度
刮刀和设置:
-材料和硬度-长度-外形-平面度
-设置角度-刮动速度
-高度和压力
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锡膏:丝印机:
-流动性-可控性
-黏性-精度
-颗粒大小-重复和稳定
-新鲜度-性保养
-挥发性
工艺操作:
-工艺知识-手艺
-材料管理-保养工
-监控管理作-操作态度
一个复杂的系统!
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15下面分别进行说明:
:
对PCB的要求,应:
尺寸准确,稳定,整个PCB板应平整,不能翘曲,否则会造成钢网和刮刀的磨损,出现其他印刷缺陷,如连锡;
MARK点的尺寸及平面度,亮度需要稳定,否则影响印刷识别;设计上完全配合钢网模板,如焊盘小,钢网厚钢网开口小,造成不能脱模或脱模不良;
和模板能有良好的接触,这要求阻焊层避免高于焊盘,焊盘的保护层也要平坦;
适合稳固的在丝印机上定位;
阻焊层和油印不影响焊盘;
PCB的布局,在设计许可的情况下,尽量把重要元件如
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BGA,FINEPITCH元件居中布局,这样不至于因钢网在印刷时受力微变形而影响印刷的精确性。这对于有间隙印刷影响较大。
45°角方向可提高QFP的印刷质量,印刷方向上开口距离越大越好印,印刷效果越好。45。角则印刷的方向对两方向PAD相同,印刷均匀性好。
钢网:
钢网边框:
材料可选用空心铝框或实心铝框,公司目前标准网框为边长为736+0/-5mm的正方形(29*29英寸),网框的厚度为40±3mm。小网框为边长为584+0/-5mm的正方形(23*23英寸),网框厚度为30±3mm。网框底部应平整,。
钢网外形尺寸(单位:mm)要求:
钢网类型
网框尺寸a
钢片尺寸b
胶布粘贴宽度c
网框厚度d
标准钢网
736+0/-5
590±10
25±5
40±3
小钢网
584+0/-5
450±10
25±5
30±3
因绷紧钢网张力较高,一般要求在30N/mm2以上,它必须承受这样高的张力,以及印刷机的夹紧压力,否则,会造成钢网位置的偏移,或者因外框变形造成钢网不能绷紧,印刷时不能紧贴PCB的表面,造成锡膏渗漏到钢网下面。
张网用丝网及钢丝网:
丝网用材料为尼龙丝,其目数应不低于100目,其最小屈服张力应不低于40N。钢丝网用材料为不锈钢钢丝,其目数应不低于100,其最小屈服张力应不低于45N。
张网用的胶布,胶及填充MARK点用的胶:
胶布使用铝胶布,所用的胶(张网用的胶及填充MARK点用的胶)应不与清洗钢网用的清洗溶剂(工业酒精,二甲苯等反应)
PCB居中要求:
PCB中心,钢片中心,钢网外框中心需重合,三者中心距最大值不超过3mm。PCB,钢片,钢网外框的轴线在方向上应一致,任两条轴线角度偏差不超过2°。
钢网材料和厚度
钢网钢片材料选用不锈钢板,-(4-12mil)。钢网厚度取多少,原则是不造成少锡或过锡。一般来说主要考虑IC情况,不同的IC脚距对应不同的钢网厚度范围;钢网太薄,会造成少锡虚焊等缺陷,太厚,会造成不能脱模或脱模不良或连锡,锡珠等缺陷;制成的钢网表面须平坦,光滑,厚度误差在可接受范围内。
钢网MARK点的要求:为使钢网与印制板对位准确,钢网B面上需制作至少两个MARK点,钢网与印制板上的MARK点位置应一致。如PCB为拼板,钢网上需制作至少四个MARK点。一对对应PCB辅助边上的MARK点,另一对对应PCB上的距离最远的一对(非辅助边上)MARK点。
对于激光制作的钢网,其MARK点采用表面烧结的方式制作。
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对于采用蚀刻法制作的钢网,其MARK点采用半蚀刻的方式制作,蚀刻深度为钢片厚度的一半。蚀刻后的MARK点采用黑色AB胶填充,边缘应清晰易辩,填充后的表面应光滑整齐,且与钢网表面齐平。
MARK点的灰度应达到一定的标准,否则会造成不能识别或识别误差。
为了增大〃工艺窗口〃,减少PCB,钢网制造误差可能带来的印刷偏移等缺陷,一般钢网开口会比PCB上的焊盘尺寸小。对分立
元件来说在四边会内收5%—10%,在内侧会有〃V〃形开口,
对IC来说,收缩的方式有内削或侧肖削,一般采用侧削法,这
一点具体可参见<<钢网制造规范>>.
,较常见的加工方式有光化学腐蚀,电铸,激光切割。对光化学腐蚀一般来说是双面腐蚀,由于制程的原因,会在内
壁中间的位产生带来影响。
置形成外凸形状,会给锡膏的脱离以及印刷毛刺的
对激光切割,是目前采用较为普遍的形式。它的好处是开口会
自然形成上
小下大的喇叭口形状,利于锡膏的脱离。不足之处
是内壁较为粗糙(切割毛刺),可以通过在切割完毕后镀镍,
在开孔侧壁沉积上7um—12um的镍层,或者用化学抛光或者
电解抛光的方法除去毛刺,达到改善脱模性能,消除印
刷毛刺。
不同工艺孔壁的比较
腐蚀工艺
激光切割工艺
腐蚀工艺
(过蚀)
电铸工艺
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C分步加工(半蚀刻)
有时一块PCB上同时存在需锡量较多和需锡量较少的元件,在钢
网厚度的选择上不能兼顾的情况下,采用较厚的钢网,满足较
多锡量的元件,而对于需锡量较少的位置采用半蚀刻的方式即
在此位置用化学腐蚀的方法局部
网厚度的目的。目前公司所制钢网还没有这种
蚀薄钢网,达到局部减少钢
形式。
‘梯级'钢网
STEPSTENCIL
AB
考虑因素:
-模板厚度
A和B的间距
Ct的要求
-刮刀硬度
-刮刀的设置(压力、角度)
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应比钢网稍大。它的尺寸决定了钢网开口尺寸和锡膏的印刷
量。同时尺壁的粘合力,才能顺利脱
寸要大到与锡膏接触表面张力大于锡膏对钢网内
模。
印刷图案尽量居中布局,这样在印刷受力的情况下,不至于因受
力不对称而出现微偏移。
印刷图形在钢网上的位置
recessforstepPencil
max僖+22。)
800
printedboat
gauze
nwtafstencd
adhesiveborder
frame
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厂商A厂商B厂商C
张力不平衡张力平衡张力不平衡
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45°角方向可提高QFP的印刷质量,印刷方向上开口距离越大越好印,印刷效果越好。45。角则印刷的方向对两方向PAD相同,印刷均匀性好。:
:锡粉粒、助焊剂、触变剂、溶剂等等
金属含量:90〜92%(重量百分比)
50%(体积百分比)锡粉:锡粉粒尺寸。
标准50um
Finepitch35un
Superfinepitch15~25un
我们选用什么型号的锡膏(确定锡粉粒),可用下面方法估算,即钢网厚度方向应至少可排列三个锡粉粒,才能保证良好的印刷质量。
finepitch:间距(mm)钢网厚锡粉粒度
~185un60un
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~05
125~135un
75um
40um
25um
触变剂:为了便于印刷,在锡膏中加入触变剂,使其具有触变性。即施加压力时具有流动性,而静止时可保持形状。
计算:S侧=2ac+2bc
5底=ab
当S侧vS底时利于膜模,所以要尽管将钢网做薄,所以间距越小,开口宽越小,则钢网越薄。
一般取S侧W1/2S底或2ac+2bc/abv常数()
注:
当焊盘(开口)大小差距大时可用阶梯状钢网(厚度变化)。
基本原则:1)先进先出
2)保存:5〜7°C
3)取出锡膏时,应在膏瓶上标出取出冰箱内日期、时间
4)取出后在室温下回温4小时,然后可以开盖使用,以防止锡膏吸潮。吸潮后的锡膏会变稀,成分会变化,导致锡膏的保形性,触变特性变差,印刷时更易出现连锡,塌陷,拉尖等缺陷。
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尽可能少,要小心,不要太用力,应用木制或不锈钢刮刀搅拌。当打开锡
膏盖子后,上面若有2mm左右的flux分层浮出物,贝何能不是好锡膏。如果开盖后,表面有一薄层分层物,则要小心地搅拌均匀,如果分层物大于2mm,则不要再用这种锡膏。
锡膏中有流变剂,在加剪切力时,paste粘性降低,去掉力则粘性增加,所以当刮刀推动paste印刷时锡膏粘性降低,当锡膏停在钢网上不印刷时,粘性会回复,低粘度利于印刷。当稠锡膏在刮刀作用下印刷时粘度降低,当锡膏停在板上后,粘度回升。当搅拌锡膏时,流变剂作用使粘度降低,足以用于印刷。粘性的充分回复要2小时,且印刷本身也是搅拌作用,所以只将锡膏适当搅拌即可,不必过多搅拌。
钢网上所加锡膏量以10mm直径为宜。添加时本着多次少量的原则。太少的锡膏,不易在刮刀移动时形成良好的滚动,滚动不好,锡膏的触变特性就表现不出来,直接影响到锡膏顺利地填充到开口中,同时锡膏量过少,对同一开口而言锡膏持续地填充的时间较短,造成填充不充分,可能造成少锡,塌边,边缘不齐整等印刷不良;太多的锡膏,在刮刀压力未及的地方,PCB与钢网接触不紧密的开口处,提前接受锡膏的填充而造成渗漏,更加重要的是,量太多,使锡膏不能及时消耗,使用时间过长,曝露在空气中太久,加重了氧化,吸潮,溶剂挥发过多而变粘,使印刷性能和焊接性能变差。
印刷设备按发展先后分有:1,手动印刷机;2,半自动印刷机;3,全自动印刷机。
采用机械定位,手动对正钢网和PCB焊盘的位置,手动移动刮刀。特点是:
印刷质量较差,且随操作人员技术熟练程度波动大;锡膏暴露大气中,容易变质,适合
要求不高,
小批量生产
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