表面装贴工艺技术(4)

粘结剂涂敷第四章粘结剂和焊膏涂敷工艺技术4.1粘结剂涂敷工艺技术4.1.1粘结剂涂敷方法与要求★粘结剂涂敷方法粘结剂的作用:在混合组装中把SMC/SMD暂时固定在PCB的焊盘图形上，以便随后的波峰焊等工艺操作中得以顺利进行；在双面表面组装情况下，辅助固定SMC，以防翻板和工艺操作中出现振动时导致SMC掉落。粘结剂涂敷分类：Ⅰ分配器点涂（注射器点涂）技术Ⅱ针式转印技术Ⅲ丝网（模板）印刷技术粘结剂涂敷★粘接剂涂敷的工艺要求粘接剂在SMT工艺中具有重要的作用，涂敷效果将直接影响SMD/SMC的位置准确性和可靠性，因此SMT对粘接剂的涂敷具有一定的要求：⑴粘接剂对PCB表面有一定的润湿力，能润湿表面；粘结剂涂敷⑵粘接剂对PCB表面的润湿力（表面张力）必须大于针管和针头的润湿力（表面张力）、大于它本身的内聚力；⑶粘接剂的润湿力等性能稳定，适应范围宽，其性能不受被粘接PCB材料变化影响。注射法Ⅰ分配器点涂（注射器点涂）技术分配器点涂是将粘结剂一滴一滴地点涂在PCB贴装SMC/SMD的部位上；注射法1.分配器点涂原理：预先将粘接剂灌人分配器中，点涂时，从分配器上容腔口施加压缩空气或用旋转机械泵加压，迫使粘接剂从分配器下方空心针头中排出并脱离针头，滴到PCB要求的位置上，从而实现粘接剂的涂敷。注射法2.点胶工艺参数：⑴贴片胶的流变性。⑵贴片胶的湿强度。⑶胶点轮廓。⑷胶点直径。⑸胶点高度。⑹等待/延迟时间。⑺z轴回复高度。⑻时间/压力。为了精确调整粘结剂剂量和点涂位置的精度，专业点胶一般均采用微机控制，按程序自动进行粘结剂点涂操作。微电脑控制点胶机注射法点胶针头的选择TT斜式针头不锈钢精密针头注射法3.分配器点涂特点：分配器点涂技术的特点是适应性强，特别适合多品种产品场合的粘接剂涂敷；易于控制，可方便地改变粘接剂量以适应大小不同元器件的要求；而且由于贴装胶处于密封状态，其粘接性能和涂敷工艺都比较稳定。注射法4.分配器点涂技术方法：根据施压方式不同，常用分配器点涂技术有3种方法。(1)时间压力法。通过控制时间和气压来获得预定的胶量和胶点直径，通常涂敷量随压力及时间的增大而增大。不足之处在于涂敷速度较低，对微型元件的小胶量涂敷一致性差，甚至难以实现。注射法(2)阿基米德螺栓法。使用旋转泵技术进行涂敷，可重复精度高，可用于包含涂敷性能最恶劣的粘接剂的涂敷。它比时间压力法需要更多的清洗，设备投资较大。(3)活塞正置换泵法。采用一闭环点胶机，依靠匹配的活塞及汽缸进行工作，由汽缸的体积决定涂胶量，可获得一致的胶量和形状，通常情况下速度快于前2种方法。但它的清洗时间多于时间压力法，设备投资也较大。注射法5．点胶工艺重要事项：⑴选择合适的贴片胶。注射法⑵选择合适的工艺参数。粘接不同的SMC／SMD有不同的工艺参数，要根据SMC／SMD的类型（形状、重量等)选择合理的点胶厚度、胶点个数、胶点直径，以及点胶机喷嘴的直径和涂敷压力与时间、涂敷工作温度等工艺参数。注射法⑶正确的工艺操作规范返回针式转印技术Ⅱ针式转印技术针式转印技术一般是同时成组地将粘结剂转印到PCB贴装SMC/SMD的所有部位上。1．针式转印技术原理：用钢针从粘接剂容器中粘上粘接剂，再转印到PCB上的一种涂敷技术，在单一品种大批量生产时，为了提高生产效率，钢针可做成与PCB焊盘相对应的阵列，实现单次批量涂敷。针式转印技术2．针式转印技术特点：针式转印技术的涂敷效果和分配器点涂技术一样受温度、湿度、粘度等的影响。同时与PCB的平整度有关。这种技术的主要特点是可以一次完成多元器件胶点的涂敷，效率较高、设备投入成本较低。但是胶量不易控制、胶中易混入杂质、涂敷质量和控制精度较低。返回丝网（模板）印刷Ⅲ丝网（模板）印刷技术丝网印刷技术是采用印刷机将一定数量的粘结剂通过丝网或模板印刷到PCB贴装SMC/SMD的所有部位上。返回焊膏涂敷工艺技术4．2焊膏涂敷工艺技术4．2．1焊膏涂敷方法1．焊膏涂敷方法：焊膏直接形成焊点，其涂敷工艺技术极为重要，它直接影响表面组装组件的性能和可靠性。常用的焊膏涂敷方法有注射滴涂和印刷涂敷两种。注射滴涂的方法和粘接剂的点涂方法类似，目前最常用的是印刷涂敷技术。焊膏涂敷工艺技术2．印刷涂敷原理与特点印刷涂敷的原理：印刷是图像复制中最重要的一种形式。SMT常用的印刷技术为丝网印刷技术。丝网印刷是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。常用丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。焊膏涂敷工艺技术当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷涂料在刮刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承印物上（刮刀有手动和自动两种）。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得涂料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。焊膏涂敷工艺技术在手工或半自动印刷机中，锡膏是手工地放在模板/丝网上，这时印刷刮板(squeegee)处于模板的另一端。在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中，印刷刮板向下压在模板上，使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。焊膏涂敷工艺技术丝网印刷实际上是利用涂料渗透过印版进行印刷的，这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷或绢印的原因，因为不仅仅蚕丝用作丝网材料，尼龙、聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都可以作为丝网材料。焊膏涂敷工艺技术丝网印刷的主要特点：①丝网印刷可以使用多种类型的涂料。如：油性、水性、合成树脂、粉体等各类型涂料。②版面柔软。丝网印刷版面柔软且具有一定的弹性不仅适合于在纸张和布料等软质物品上印刷，而且也适合于在硬质物品上印刷。③丝网印刷压印力小。由于在印刷时所用的压力小，所以也适于在易破碎购物体上印刷。焊膏涂敷工艺技术④不受承印物表面形状的限制及面积大小的限制。丝网印刷不仅可在平面上印刷，而且可在曲面或球面上印刷；它不仅适合在小物体上印刷，而且也适合在较大物体上印刷。这种印刷方式有着很大的灵活性和广泛的适用性。焊膏涂敷工艺技术印刷方法的分类：焊膏印刷因为模板的不同，分为接触式印刷和非接触式印刷，如果使用丝网或者挠性模板则采用接触式印刷，使用金属漏模板则采用接触式印刷。不同印刷方法特点：非接触式间隙一般为0.1-0.15mm，接触式没有间隙；影响焊膏印刷质量的因素有刮板速度、移动角度、粘度、压力以及因此引起的切变率大小。焊膏涂敷工艺技术SMT丝网印刷设备的选择：在锡膏印刷过程中，印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。目前可购买到的丝印机分为两种主要类型：实验室用印刷机和生产用印刷机。因为每个公司希望实验室用与生产使用的印刷机得到不同的性能水平。例如，一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型，而生产则会用另一种类型。还有，生产要求可能变化很大，企业会根据产量选择不同的印刷机。印刷涂敷技术印刷设备：中型手动印刷台功能：本设备适合中小批量生产使用。其功能是通过印刷膜板将焊膏准确、适量分配到线路板焊盘上。使用方法：1：将膜板固定在膜板夹上夹紧2：在工作台上摆放线路板，通过目视使线路板与膜板相应位置进行粗对准。对准标准为从膜板开口垂直向下看，看到的基本为焊盘（白色或金色），即完成了粗对准。印刷涂敷技术3：将已粗对准的线路板进行定位，再通过X、Y精调整，使膜板开口完全是白色或金色.4：调整框架高度使膜板与PCB板贴平5：试印焊膏，检查一下对准是否满意，是否需要再调整？6：进行连续生产印刷。印刷涂敷技术印刷材料：免清洗焊膏功能：印刷用焊膏，专为表面安装工艺中通过模板分配到线路板上，焊接后的残留物无需清洗。适用于标准和细间距模板印刷，模板开孔可小至0.2mm(0.008inches)。印刷涂敷技术使用方法：用刮板通过模板印刷到焊盘上安全性：焊膏助焊剂系统无毒性，在通常的回流条件下只产生少量的反应和分解气体，应将这些气体完全排出工作区域。运输及储藏：应在温度为1°-7°C的环境下储藏，运输过程中应有保温措施，这样可以保证其至少有6个月的寿命；使用前应在未开封的条件下使其温度自然回到室温，不可强行加热。印刷涂敷技术印刷材料：模板功能：在印刷焊膏时确定需要印刷的图形、图案。技术指标：（1）丝网模板（尼龙或者金属丝）：制作简单，成本低，制作周期短，分辨率低。其分辨率与网版目数相关。（2）激光不锈钢模板：模板开口位置精度极高，全程误差≤±5цm,适合印刷端子间距≤0.5mm以下的表贴元件，其成本相对较高印刷涂敷技术（3）腐蚀铜制模板：适合印刷端子间距≥0.6mm以上的表贴元件，其成本相对较低。制作周期：3天焊膏涂敷工艺技术4．2．2丝网印刷技术丝网印刷技术包括丝网制板技术和印刷技术。1．丝网制板技术。模板的构成：模板由网框、丝网和掩膜图形构成一个完整的丝网印刷掩模板。铝制网框SMT钢网①网框：⑴网框的选择：材料以铝合金为主，或者使用足够强度的木质材料，网框要有一定的强度；⑵尺寸根据印刷图形的面积决定，但是不能小于设备需要的最小尺寸。如果印刷图形为a×b，则网框尺寸最小为2a×2b；⑶网框种类：网框分为固定式和自绷式两大类。焊膏涂敷工艺技术②丝网：⑴丝网材料：常用的丝网材料有真丝、尼龙丝、聚酯丝和不锈钢丝，SMT中以聚酯丝和不锈钢丝为主；不锈钢丝网聚酯丝网焊膏涂敷工艺技术⑵丝网分类：丝网的分类方法根据其应用方法和要求可分别依据其材质、结构、纤维粗细及目数进行；⑶丝网的几何特性：描述丝网几何特性的主要指标有：目数、厚度、线径、开孔、百分开孔面积及焊膏透过体积。丝网的主要几何尺寸有：☆目数M：指每英寸或每厘米的开孔数。M=英寸／(线径+开孔)或cm／(线径+开孔)；☆厚度T：指丝网经纬向相交叉的线的厚度，以微米为单位，一般网厚度等于二倍线径；☆线径D：指网丝的直径大小，以微米为单位；☆开孔O：指丝网的孔径大小，以微米为单位；网丝直径丝网的孔径大小单位长度的开孔数焊膏涂敷工艺技术1:(1)/ODMDMM开孔大小1OMMD12OAOO☆百分开孔面积OA％：指丝网开孔面积OA占丝网面积的百分比；☆焊膏透过体积V：指丝网厚度与开孔面积之积(V=T×O)。上述丝网特性参数之间的关系为:开孔面积一般情况下O1=O222(1)/OAOMDM2222211%/100%1//100%1100%OAOMDMMDMM焊膏涂敷工艺技术目数开孔线径D开孔面积每cm目数每英寸目数OM／cmcmOA％23．631．531．541．347．253．157．16080801051201351450．03090．02670．02240．01660．01460．01300．01190．01140．00510．00940．00760．00660．00580．00560．5330．7060．4960．4690．4730．4750．464常用丝网的目数、线径及开孔百分比焊膏涂敷工艺技术（4）丝网的选择。焊膏的沉积、流动性和焊膏图形的分辨率与丝网的目数、开孔尺寸、丝网直径和开孔面积有关，而丝网的强度、耐久性、回弹性、耐腐蚀性由丝网材质本身性能决定.丝网的选择还必须考虑分辨率和焊膏适用性两个重要因素。分辨率是指丝网可印线条粗细的能力。一定目数的丝阻有一定可印最细线条的极限，即“2D+O”，这是由于丝网制板时，掩膜必须放在至少由两根丝桥接组成的网目上，否则无法制成掩膜板。为此，选择丝网时首先要分析PCB的线宽、线间距、最小焊盘尺寸和最小孔径等设计参数，并进行计算。焊膏涂敷工艺技术目数DO2D+O可印刷最细线条2002553053555540353572604837182140118107190150120110不同目数丝网可印最细线条的理论值单位：um焊膏涂敷工艺技术(3)绷网工艺将丝网绷紧到一定的张力后固定在网框上称为绷网。丝网的拉伸特性和控制丝网的张力是绷网操作时应特别注意的问题。丝网具有拉伸特性，绷网时必须正确控制丝网张力。张力过大或过小，将造成网框扭曲或丝网不平直，导致网板不能