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        電子裝聯(lián)技術(shù)中焊膏的網(wǎng)印技術(shù)要點(diǎn)

        2010-11-16 06:32:00|
        網(wǎng)印工業(yè) 2010年4期
        關(guān)鍵詞:焊膏涂覆引線

        文 | 齊 成

        電子裝聯(lián)技術(shù)中焊膏的網(wǎng)印技術(shù)要點(diǎn)

        文 | 齊 成

        隨著現(xiàn)代電子整機(jī)逐漸向微型化、輕型化高度集成、高可靠及高智能化方向的發(fā)展,就要求所采用的電子元器件必須微型化和高度集成化。在這種情況下,傳統(tǒng)的通孔安裝技術(shù)(THT)已無法滿足生產(chǎn)要求,如采用大規(guī)模、高度集成的集成電路(IC),已無穿孔元件,要生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品,就必須使用新一代的電子裝聯(lián)技術(shù)(即表面貼裝技術(shù),SMT)。

        如今,電子裝聯(lián)技術(shù)已從初始的長(zhǎng)引線元器件、手工插裝焊接—軸向引線編帶元器件、半自動(dòng)插裝、手工浸焊—徑向引線編帶元器件,向集成電路的自動(dòng)插裝和浸焊、波峰焊方向發(fā)展,推出的第四代的電子裝聯(lián)技術(shù)已成為一種現(xiàn)代的電路板組裝主流技術(shù)。

        從廣義上說,SMT是包括了表面貼裝組件(SMC)、表面貼裝器件(SMD)、表面貼裝印刷電路板(SMB)、普通混裝印刷電路板(PCB)、點(diǎn)膠、涂膏、表面貼裝設(shè)備、元器件取放系統(tǒng)、焊接及在線測(cè)試等技術(shù)內(nèi)容,是一整套完整的工藝技術(shù)過程的統(tǒng)稱。

        SMT組裝密度高、產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右,SMT技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的小型化、高可靠性、高密度、低成本和生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn)程,使電子產(chǎn)品體積縮小40~60%,重量減輕60~80%,提高生產(chǎn)效率,降低成本達(dá)30~50%。SMT技術(shù)在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中,是直接影響電子整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)。在先進(jìn)的電子產(chǎn)品特別是在計(jì)算機(jī)及通訊類電子產(chǎn)品組裝中,已普遍采用電子裝聯(lián)技術(shù)。SMT技術(shù)是短引線或無引線表面組裝元器件(SMC、SMDL),盤(盒)供料的自動(dòng)表面貼裝和再流焊、波峰焊、汽相焊、紅外焊等自動(dòng)焊接技術(shù),它將逐漸取代傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù),促進(jìn)電子產(chǎn)品的又一次革命。

        1、電子裝聯(lián)技術(shù)的工藝特點(diǎn)

        由于SMC、SMD減少引線分布特性影響,而且在PCB表面貼焊牢固,大大降低了寄生電容和引線間寄生電感。在很大程度上減少了電磁干擾和射頻干擾,改善了高頻特性。PCB裝聯(lián)工藝可簡(jiǎn)單表示為:焊膏涂覆、點(diǎn)膠→貼裝元件→固化→回流焊接(如雙面PCB,則翻轉(zhuǎn)另一面后,再重復(fù)上述工藝)→清洗→檢測(cè)→成品。

        其中,焊膏涂覆是應(yīng)用絲網(wǎng)印刷機(jī)(或漏印模版涂覆)將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上,為元器件的焊接做準(zhǔn)備。它位于SMT生產(chǎn)線的最前端。

        點(diǎn)膠是使用點(diǎn)膠機(jī)將膠水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是將元器件固定到PCB板上,位于SMT生產(chǎn)線的最前端或檢測(cè)設(shè)備的后面。

        貼裝元件是應(yīng)用貼片機(jī)將表面組裝元器件準(zhǔn)確安裝到PCB的固定位置上。它位于SMT生產(chǎn)線中絲印機(jī)的后面。

        固化的作用是將貼片膠融化,從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為固化爐,位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。

        回流焊接是將焊膏融化,使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為回流焊爐,位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。

        清洗是使用清洗機(jī)將組裝好的PCB板上面的對(duì)人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。位置可不固定,在線或不在線。

        檢測(cè)是對(duì)組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè),所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測(cè)試儀、飛針測(cè)試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)、X-RAY檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等。

        在PCB裝聯(lián)工藝中,SMT主要包括三個(gè)基本環(huán)節(jié):涂布焊膏、貼片以及焊接,而最重要的是焊膏涂覆。焊膏涂覆可用絲網(wǎng)印刷/漏印模版印刷方法。在印刷中,刮刀在加壓的情況下以一定的速度推動(dòng)焊膏,使之通過漏印模版上的窗口分配到PCB焊盤上,這一過程實(shí)質(zhì)上是流體(焊膏)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程。

        SMT中的絲網(wǎng)印刷最困難的是怎樣把適量的焊膏準(zhǔn)確地分配(網(wǎng)印)到PCB的焊盤上,難點(diǎn)就在于適量和準(zhǔn)確。適量就是漏印到PCB焊盤上的焊膏既不能多也不許少,多了在焊接時(shí)易產(chǎn)生焊錫橋接,少了則會(huì)產(chǎn)生虛焊,而多少僅在毫厘之間。適量不僅僅要靠絲網(wǎng)印刷機(jī)的印刷精度保證,而且還涉及網(wǎng)版材料、厚度;漏印模版的厚度、窗口設(shè)計(jì)形狀及窗口尺寸大小;漏印模版與 PCB工藝間距;刮刀材料、硬度、角度;印刷方向、速度、壓力;焊膏種類、粘度;工作的環(huán)境溫度、溫度等十多種工藝因素的綜合控制。

        2、網(wǎng)版圖形制作

        保證漏印到PCB焊盤上的焊膏的適量和準(zhǔn)確是如何控制的呢?首先是網(wǎng)版圖形制作。通常漏印焊膏的厚度在100~300μm,100μm厚度的網(wǎng)版圖形以手工刮膠的工藝顯然是難以保證的,目前市場(chǎng)上有膜厚為100μm及以上的直接感光制版膜片出售,例如日本愛絲樂直接曬網(wǎng)感光膜片以及英國(guó)河圖泰直接曬網(wǎng)感光膜片,其產(chǎn)品膜厚、平整度及工藝性能都非常好。但是,如果漏印焊膏厚度需200μm或300μm就需要漏印模版充當(dāng)絲網(wǎng)上的網(wǎng)版圖形了。

        3、制作優(yōu)良的金屬漏印模版

        金屬漏版印刷是目前焊膏印刷的主要方法,在印刷中,金屬漏印模版是印刷的基本工具,用于限制焊膏在印刷電路板表面焊盤上的分配位置。它是影響印刷質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素,金屬漏版制作的好壞將直接影響印刷質(zhì)量。因此,設(shè)計(jì)制作一個(gè)好的漏模版很重要。

        漏模版材料對(duì)印刷質(zhì)量的影響主要是刮刀施加壓力時(shí)材料易發(fā)生變形,從而使焊膏的分配發(fā)生偏差。因此,制造漏模版時(shí)盡量選用變形小的材料,如不銹鋼板或黃銅板等,不銹鋼漏版的硬度、應(yīng)力承受、蝕刻質(zhì)量、印刷效果與使用壽命都優(yōu)于黃銅版。

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