焊膏印刷技术及工艺参数设定

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1、၅ஔᒦਪDŽᄖசDžਪଔൊྻ࢟ᔇᒜᐆଆၣᎧޘጓखᐱዐᄀ્>焊膏印刷技术及工艺参数设定史建卫袁和平(1哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室，黑龙江，哈尔滨1500012日东电子科技(深圳)有限公司，深圳，518103)摘要：伴随电子组装的高密度和元器件的微小化，细间距引脚对焊膏印刷提出了更高要求。为了保证产品质量，制定合理的印刷工艺，有必要对焊膏印刷技术及工艺参数设定进行一下探讨。关键词：焊膏丝网印刷模板印刷流变性印刷性1.引言表面贴装技术(SMT)已成为当今电子装联技术中最为通用的技术，而焊膏印刷是SM

2、T基本工艺中关键工序之一，其质量直接影响SMD组装的质量和效率。伴随电子组装的高密度和元器件的微小化，细间距引脚对焊膏印刷提出了更高要求。为了保证产品质量，制定合理的印刷工艺，有必要对焊膏印刷技术及工艺参数设定进行一下探讨。2.焊膏印刷技术在SMT生产中，焊膏沉积到PCB焊盘上的技术有两种：一种是以丝网和金属漏印模板为主的印刷技术，它是工业制造中广泛使用的焊膏涂布方法，适合于大批量生产。另一种为注射式系统涂布焊膏的注射点涂技术，适合于小批量生产。这种系统由计算机控制能精确的沉积焊膏，相比前一种方法能够很好的

3、防止焊膏浪费。2.1丝网印刷技术丝网印刷机构有PCB定位系统、刮刀系统和网板组成。网板是丝网印刷机的关键部件，它是由网框、丝网和掩膜图形构成。一般掩膜图形用适当的方法制作在丝网上，丝网则绷紧在网框上。丝网印刷工作方式如图1所示。网框的作用是支撑和绷紧丝网，使丝网与PCB夹持机构的工作台保持平行。一般网框材料有木材、阳极化处理的铝合金和不锈钢等。在满足强度要求的前提下应尽量选用轻质合金，以便操作方便。根据绷网方式，网框有固定网框和自绷网框两类。固定网框是把丝网固定到网框上，常用粘结剂固定法，借助绷网机将丝网直

4、接绷到网框上，使丝网绷紧位置和网框构成一个整体，借助“螺丝调节”或“棍式框架”自张绷网。这种方式适合于多品种、少批量印刷的场合。丝网是掩膜的载体，也是控制焊膏印刷量的重要工具，它能决定焊膏印刷精度和质量。丝网常用材料为不锈钢或单纤维聚酯。通常使用时，在丝网上涂一层感光乳剂，使其干燥成为感光膜。然后将负底片紧贴在感光膜上，用紫外线曝光。曝光部分成为永久的涂层，未曝光的部分用显影剂将其溶解掉。这样就在要沉积焊膏的粘结剂部分形成漏孔，干燥后就形成丝网。丝的直径和开口大小取决于目数，常用为80。丝的直径和乳胶厚度主

5、要决定沉积焊膏的厚度。一般而言，丝网只适用于焊点高度为300μm以上的场合，适合锡膏粘度为450000～700000CPS(使用Brookfield粘度测试仪测量)，刮刀建议使用硬度为70～90的橡胶或聚亚安酯刮板，锡膏中合金粉颗粒的平均尺寸应该不大于丝网网孔尺寸的1/3。第1页၅ஔᒦਪDŽᄖசDžਪଔൊྻ࢟ᔇᒜᐆଆၣᎧޘጓखᐱዐᄀ્>图1丝网印刷工作方式丝网印刷不能容易地看到基板上的焊盘，用基板上的焊盘进行定位是比较困难和费时的。丝网印刷为非接触印刷，容易出现焊膏过流缺陷(如图2)。通常丝网印刷要求比模板印刷

6、操作速度慢一些，刮动间隙大一些；同时为了便于印刷，所以使用粘度低一些的焊膏。另外在印刷时，要调整丝网和工作架平行并保持0.5mm的间距，当平行度在0.05mm以内时，其刮动间隙可调整到0.76mm。图2丝网印刷中的焊膏过流2.2模板印刷技术模板漏印属直接印刷技术，它是用金属漏模板代替丝网印刷机中的丝网。所谓漏模板是在一块金属片上用化学方式蚀刻或用激光刻板机刻出漏印，这不像丝网，开口不会阻止焊膏流动，因此漏模板可使100％的焊膏通过，而丝网仅能使大约50%焊膏通过。根据蚀刻材料，漏模板可分为有选择的蚀刻网目/

7、乳胶漏模板，全金属(不锈钢、黄铜或镍模)漏模板和柔性金属漏模板。细间距焊膏印刷通常采用金属漏印，因此漏板的漏孔控制着焊盘上的焊膏以及漏印质量。模板厚度决定了印刷焊膏的厚度，模板开口尺寸决定了焊膏图形的面积与形状。较厚的模板不利于焊膏的释放，也容易因焊膏太厚而产生桥接。太薄的模板因焊膏不足而影响焊接质量。一般而言，漏模板只适用于焊点高度为100～300μm以上的场合，适合锡膏粘度为750000～1300000CPS(使用Brookfield粘度测试仪测量)，建议使用金属刮板或硬度为90的橡胶或聚亚安酯刮板，锡

8、膏中合金粉颗粒的平均尺寸应该不大于丝网网孔尺寸的1/3。模板开孔的宽高比为1.5:1，印刷面积比PAR应大于0.66，其中PAR＝L×W/2×（L+W）×T，L为开孔长度，W为开孔宽度，T为开孔高度(即模板厚度)。模板的具体设计请参见IPC-7525。3焊膏印刷工艺焊膏印刷在印刷电路板上的工艺如图3所示，可以分为将焊膏压入印刷网版开口部的工艺和将压入开口部的焊膏从开口部移到印刷电路板的焊盘面的工艺。我们将分为考虑