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技能文章

深度剖析SMT锡膏印刷工艺

    外表贴装技能(SMT)次要包罗:锡膏印刷,准确贴片,回流焊接. 此中锡膏印刷质量对外表贴装产品的质量影响很大,据业内评测剖析约有60%的返修板子是因锡膏印刷不良惹起的,在锡膏印刷中,有三个紧张局部,焊膏、钢网模板、和印刷设置装备摆设,如能准确选择,可以取得精良的印刷结果锡膏的使用涂布工艺,可分为两种方法:一种是利用钢网作为印刷版把锡膏印刷到PCB上,合适大批量消费使用,是现在最常用的涂布方法;另一种是注射涂布,即锡膏喷印技能,与钢网印刷技能最分明的差别便是喷印技能是一种无钢网技能,共同的放射器在PCB上方以极高的速率放射锡膏,相似于喷墨打印机。 

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1.SMT锡膏的成份:锡膏是将焊料粉末与具有助焊功效的糊状助焊剂(松香、浓缩剂、波动剂等)混淆而成的一种浆料。就分量而言,80~90%是金属合金就体积而言,50%金属 / 50%焊剂

1.SMT锡膏的成份:

金属合金以往,焊料的金属粉末次要是锡铅(Sn/Pb)合金粉末,陪同着无铅化及ROHS绿色消费的推进,有铅锡膏已垂垂淡出了SMT制程,对情况及人体有害的ROHS对应的无铅锡膏曾经被业界所承受。• 现在,ROHS无铅焊料粉末成份,是由多种金属粉末构成,现在的几种无铅焊料配比共晶有,锡Sn-Ag-Cu、锡Sn-Ag-Cu-Bi、锡Sn-Zn,此中锡Sn-Ag-Cu配比的利用最为普遍。•锡Sn-Ag-Cu:具有精良的耐热委顿性和蠕变性,熔化温度地区局促;不敷的是冷却速率较慢,焊锡外表易呈现不屈整的征象。•锡Sn-Ag-Cu-Bi:熔点较Sn-Ag-Cu合金低,润湿性较Sn-Ag-Cu合金精良,拉伸强度大;缺陷熔化温度地区大。•锡Sn-Zn:低熔点,较靠近有铅锡膏的熔点温度,本钱低;缺陷是润湿性差,容易被氧化且因工夫加长而产生劣化。

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1.SMT锡膏的成份:助焊剂

•助焊剂的次要作用: 1.使金属颗粒成为膏状,以顺应印刷工艺; 2.控制锡膏的活动性; 3.扫除焊接面和锡膏的氧化物,进步焊接功能; 4.减缓锡膏在室温下的化学反响; 5.提供稳定的SMT贴片刻所必要的粘着力;

2.SMT锡膏的物理特征粘性:锡膏具有粘性,常用的粘度标记为:µ;单元为:kcp.s 锡膏在印刷时,遭到刮刀的推力作用,其粘度降落,当抵达网板启齿孔时,粘度到达最低,故能顺遂经过网板孔沉降到PCB的焊盘上,随着外力的中止,锡膏的粘度又敏捷的上升,如许就不会呈现印刷成型的塌落和漫流,失掉精良的印刷结果。粘度是锡膏的一个紧张特征,从静态方面,在印刷行程中,其粘性越低对活动性越好,易于流入钢网孔内;从静态方面思索,印刷后,锡膏停顿在钢网孔内,其粘度高,则坚持其添补的外形,而不会往下塌陷。

3.影响锡膏粘度的要素:锡膏合金粉末含量对粘度的影响,锡膏中合金粉末的增长惹起粘度的增长。锡膏合金粉末颗粒巨细对粘度的影响,颗粒度增大时粘度会低落。温度对锡膏粘度的影响,温度降低粘度降落,印刷的最佳情况温度为23±3 ℃。剪切速率对锡膏粘度的影响,剪切速率增长粘度降落。

4.锡膏粉末的颗粒度:依据PCB的组装密度(有无窄间距)来选择锡膏合金粉末的颗粒度,常用的合金粉末颗粒的尺寸分为四种颗粒度品级。

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5.锡膏的合金粉末颗粒尺寸对印刷的影响锡膏的合金粉末颗粒尺寸间接影响锡膏的添补和脱模微小颗粒的锡膏印刷性比力好,分外对高密度、窄间距的产品,由于钢网启齿尺寸小,必需接纳小颗粒合金粉末,不然会影响印刷脱模。小颗粒合金粉末的好处:印刷性好,印刷图形的明晰度高。小颗粒合金粉末的缺陷:易塌边、外表积大,易被氧化。

6.锡膏的无效限期及保管及利用情况一样平常锡膏在密封形态下,0~10℃条件下可以保管6个月,开封后要尽快利用完;锡膏的利用情况是要求SMT车间的温度为:22~26℃,湿度为:40~60RH

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7.锡膏形成的缺陷:

未浸润 助焊剂活性不强 金属颗粒被氧化的很历害

印刷中没有转动 流变分歧适性,例 : 粘度 、触变性指数 黏性分歧适

桥接 焊膏塌陷

焊锡不敷 由于微粒尺寸大,不准确的外形,或不行印刷性,焊膏梗塞模板孔

锡球 焊膏塌陷 在回流焊中溶剂溅出 金属颗粒氧化 

SMT印刷工艺参数

1.图形瞄准:经过印刷机相机对事情台上的基板和钢网的光学定位点(MARK点)举行对中,再举行基板与钢网的XY、Θ精密调解,使基板焊盘图形与钢网开孔图形完全重合。

2.刮刀与钢网的角度:刮刀与钢网的角度越小,向下的压力越大,容易将锡膏注中计孔中,但也容易使锡膏被挤压到钢网的底面,形成锡膏粘连。一样平常为45~60 °.现在,主动和半主动印刷机大多接纳60 °

3.锡膏的投入量(转动直径):锡膏的转动直径∮h13~23mm较符合。∮h过小易形成锡膏漏印、锡量少。∮h过大,过多的锡膏在印刷速率肯定的状况下,易形成锡膏无法构成转动活动,锡膏无法刮洁净,形成印刷脱模不良、印刷后锡膏偏厚等印刷不良;且过多的锡膏永劫间表露在氛围中对锡膏质量倒霉。 在消费中作业员每半个小时反省一次网板上的锡膏条的高度,每半小时将网板上凌驾刮刀长度外的锡膏用电木刮刀移到网板的前端并匀称散布锡膏。

4.刮刀压力:刮刀压力也是影响印刷质量的紧张要素。刮刀压力实践是指刮刀降落的深度,压力太小,刮刀没有贴紧钢网外表,因而相称于增长了印刷厚度。别的压力过小会使钢网外表残留一层锡膏,容易形成印刷成型粘结等印刷缺陷。

5.印刷速率:由于刮刀速率与锡膏的浓厚度呈正比干系,有窄间距,高密度图形时,速率要慢一些。速率过快,刮刀颠末钢网开孔的工夫就绝对太短,锡膏不克不及充实渗透开孔中,容易形成锡膏成型不丰满或漏印等印刷缺陷。 印刷速率和刮刀压力存在肯定的干系,降速率相称于增长压力,得当低落压力可起到进步印刷速率的结果。 抱负的刮刀速率与压力应该是恰好把锡膏从钢网外表刮洁净。

6.印刷间隙:印刷间隙是钢网与PCB之间的间隔,干系到印刷后锡膏在PCB上的保存量。

7.钢网与PCB分散速率:锡膏印刷后,钢网分开PCB的刹时速率即为分散速率,是干系到印刷质量的参数,在密间距、高密度印刷中最为紧张。先辈的印刷机,其钢网分开锡膏图形时有1(或多个)个巨大的停顿历程,即多级脱模,如许可以包管获取最佳的印刷成型。分散速率偏大时,锡膏粘力增加,锡膏与焊盘的凝结力小,使局部锡膏粘在钢网底面和开孔壁上,形成少印和锡塌等印刷缺陷。 分散速率减慢时,锡膏的粘度大、凝结力大而使锡膏很容易离开钢网开孔壁,印刷形态好。

8.洗濯形式和洗濯频率: 洗濯钢网底面也是包管印刷质量的要素。应依据锡膏、钢网质料、厚度及开孔巨细等状况确定洗濯形式和洗濯频率。(设定干洗、湿洗、一次往复、擦拭速率等) 钢网净化次要是由于锡膏从开孔边沿溢出形成的。假如不实时洗濯,会净化PCB外表,钢网开孔周围的残留锡膏会变硬,严峻时还会梗塞钢网开孔。

影响锡膏印刷质量的次要要素

1.起首是钢网质量:钢网厚度与启齿尺寸确定了锡膏的印刷量。锡膏量过多会发生桥接,锡膏量过少会发生锡膏不敷或虚焊。钢网启齿外形及开孔壁能否平滑也会影响脱模质量。

2.其次是锡膏质量:锡膏的粘度、印刷性(转动性、转移性)、常温下的利用寿命等都市影响印刷质量。

3.印刷工艺参数:刮刀速率、压力、刮刀与网板的角度以及锡膏的粘度之间存在的肯定制约干系,因而只要准确控制这些参数,才干包管锡膏的印刷质量。

4.设置装备摆设精度方面:在印刷高密度细间距产品时,印刷机的印刷精度和反复印刷精度也会起肯定影响。

5.情况温度、湿度、以及情况卫生:情况温渡过高会低落锡膏的粘度,湿渡过大时锡膏会吸取氛围中的水分,湿渡过小时会减速锡膏中溶剂的挥发,情况中尘土混入锡膏中会使焊点发生针孔等缺陷。

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SMT印刷工艺参数

1.图形瞄准:经过印刷机相机对事情台上的基板和钢网的光学定位点(MARK点)举行对中,再举行基板与钢网的XY、Θ精密调解,使基板焊盘图形与钢网开孔图形完全重合。

2.刮刀与钢网的角度:刮刀与钢网的角度越小,向下的压力越大,容易将锡膏注中计孔中,但也容易使锡膏被挤压到钢网的底面,形成锡膏粘连。一样平常为45~60 °.现在,主动和半主动印刷机大多接纳60 °

3.锡膏的投入量(转动直径):锡膏的转动直径∮h13~23mm较符合。∮h过小易形成锡膏漏印、锡量少。∮h过大,过多的锡膏在印刷速率肯定的状况下,易形成锡膏无法构成转动活动,锡膏无法刮洁净,形成印刷脱模不良、印刷后锡膏偏厚等印刷不良;且过多的锡膏永劫间表露在氛围中对锡膏质量倒霉。 在消费中作业员每半个小时反省一次网板上的锡膏条的高度,每半小时将网板上凌驾刮刀长度外的锡膏用电木刮刀移到网板的前端并匀称散布锡膏。

4.刮刀压力:刮刀压力也是影响印刷质量的紧张要素。刮刀压力实践是指刮刀降落的深度,压力太小,刮刀没有贴紧钢网外表,因而相称于增长了印刷厚度。别的压力过小会使钢网外表残留一层锡膏,容易形成印刷成型粘结等印刷缺陷。

5.印刷速率:由于刮刀速率与锡膏的浓厚度呈正比干系,有窄间距,高密度图形时,速率要慢一些。速率过快,刮刀颠末钢网开孔的工夫就绝对太短,锡膏不克不及充实渗透开孔中,容易形成锡膏成型不丰满或漏印等印刷缺陷。 印刷速率和刮刀压力存在肯定的干系,降速率相称于增长压力,得当低落压力可起到进步印刷速率的结果。 抱负的刮刀速率与压力应该是恰好把锡膏从钢网外表刮洁净。

6.印刷间隙:印刷间隙是钢网与PCB之间的间隔,干系到印刷后锡膏在PCB上的保存量。

7.钢网与PCB分散速率:锡膏印刷后,钢网分开PCB的刹时速率即为分散速率,是干系到印刷质量的参数,在密间距、高密度印刷中最为紧张。先辈的印刷机,其钢网分开锡膏图形时有1(或多个)个巨大的停顿历程,即多级脱模,如许可以包管获取最佳的印刷成型。分散速率偏大时,锡膏粘力增加,锡膏与焊盘的凝结力小,使局部锡膏粘在钢网底面和开孔壁上,形成少印和锡塌等印刷缺陷。 分散速率减慢时,锡膏的粘度大、凝结力大而使锡膏很容易离开钢网开孔壁,印刷形态好。

8.洗濯形式和洗濯频率: 洗濯钢网底面也是包管印刷质量的要素。应依据锡膏、钢网质料、厚度及开孔巨细等状况确定洗濯形式和洗濯频率。(设定干洗、湿洗、一次往复、擦拭速率等) 钢网净化次要是由于锡膏从开孔边沿溢出形成的。假如不实时洗濯,会净化PCB外表,钢网开孔周围的残留锡膏会变硬,严峻时还会梗塞钢网开孔。

影响锡膏印刷质量的次要要素

1.起首是钢网质量:钢网厚度与启齿尺寸确定了锡膏的印刷量。锡膏量过多会发生桥接,锡膏量过少会发生锡膏不敷或虚焊。钢网启齿外形及开孔壁能否平滑也会影响脱模质量。

2.其次是锡膏质量:锡膏的粘度、印刷性(转动性、转移性)、常温下的利用寿命等都市影响印刷质量。

3.印刷工艺参数:刮刀速率、压力、刮刀与网板的角度以及锡膏的粘度之间存在的肯定制约干系,因而只要准确控制这些参数,才干包管锡膏的印刷质量。

4.设置装备摆设精度方面:在印刷高密度细间距产品时,印刷机的印刷精度和反复印刷精度也会起肯定影响。

5.情况温度、湿度、以及情况卫生:情况温渡过高会低落锡膏的粘度,湿渡过大时锡膏会吸取氛围中的水分,湿渡过小时会减速锡膏中溶剂的挥发,情况中尘土混入锡膏中会使焊点发生针孔等缺陷。

锡膏印刷的缺陷发生的缘故原由及对策缺陷缘故原由剖析改进对策

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从以上介绍中可以看出,影响印刷质量的要素十分多,并且印刷锡膏是一种静态工艺。a.锡膏的量随工夫而变革,假如不克不及实时添加锡膏的量,会形成锡膏漏印、锡量少、成型不丰满;b.锡膏的粘度和质量随工夫、情况温度、湿度、情况卫生而变革;c.钢网底面的干净水平及启齿内壁的形态不停变革;……..因而,创建一套完备的印刷工艺控制文件黑白常须要的,选择准确的锡膏、钢网、刮刀,并联合最符合的印刷机参数设定,使整个印刷工艺历程更波动、可控、尺度化。 (原文出自SMT之家论坛)


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