00245關(guān)于獲得優(yōu)質(zhì)SMT焊膏印刷質(zhì)量探討

1、關(guān)于獲得優(yōu)質(zhì) smt焊膏印刷質(zhì)量探討前言表面貼裝技術(shù)自本世紀(jì)六十年代問世以來，經(jīng)過三十年的不斷發(fā)斷，貼裝設(shè)備向速化、高精度、適合柔性生產(chǎn)的方向發(fā)展；表面貼裝器件向高集成化、超小型封裝發(fā)展、表面貼裝典型的工藝流程是：焊膏印刷到貼裝器件到回流焊接到測試。在表面貼裝工藝控制過程中，優(yōu)秀的焊膏印刷質(zhì)量，就要對焊膏選擇、模板制作和印刷過程中工藝參數(shù)及工藝管理等進(jìn)行嚴(yán)格控制。一、焊膏的選擇焊膏（solder paste）是一種回流焊工藝要求的混合物，包含金屬粉狀的焊料、焊劑、作為載體的有機(jī)材料、各種成分的懸浮媒質(zhì)以及其他添加劑。焊膏選擇的基本原則是：合金粉末的顆粒大小及形狀；金屬粉末的含量；焊劑類型；焊膏

2、的穩(wěn)定性。焊料顆粒的尺寸一般為-200目/+325目，即至少99重量百分比的粉末顆粒能通過200（孔/in 2）目的網(wǎng)，少于20重量百分比的粉末顆粒能通過325目的網(wǎng)，該尺寸以外的顆粒以不多于10為宜。在有0.5mm腳間距的器件印刷焊膏時，焊料顆粒尺寸應(yīng)比常規(guī)小，可以選用顆粒尺寸是300目+500目的焊膏。焊料粉末的形狀決著粉末的氧化物含量，也決定著焊膏的可印性。球形焊料粉末在給定體積下總表面積最小，減少了可能發(fā)生的表面氧化的面積，并且一致性好，為使焊膏具備優(yōu)良的印刷性能創(chuàng)造了條件。借助焊膏黏度測試儀可以從顯示器上檢測到焊粉末的形狀。3.焊膏中金屬的含量決定著焊縫的尺寸。隨著金屬所占百分含量的

3、增加，焊縫尺寸也增加。但在給定黏度下，隨金屬含量的增加，焊料的橋連的傾向也相應(yīng)增大。焊膏厚度一定時，金屬含量對回流焊厚度的影響回流焊后要求器件管腳焊接牢固，焊量飽滿、光滑并在器件（阻容器件）端頭高度方向上有1/32/3高度的焊料怎么爬長。從上表可以看出隨著金屬含量的減少，回流焊后焊料的厚度減少，為了滿足對焊點(diǎn)的焊錫膏量的要求，通常選用85-92金屬含量的焊膏，焊膏制作廠商一般將金屬含量控制在89或90，使用效果越好。 焊劑是焊膏載體的主要組分之一，現(xiàn)有的焊膏焊劑有三大類型：r型（松香焊劑），rma型（適度活化的松香）以用ra型（全部活化的松香）。一般采用的是含有rma型焊劑是以松香和稱為活化劑

4、的鹽溶液組成的。這種焊劑靠鹽激活，適合于消除輕微的氧化膜及其它污染，增加了熔化的焊料與焊盤、元件端焊頭或孔線之間的潤濕作用。它還可以作為回流焊之前的臨時性粘合劑，使表面貼裝器件在放置和傳送過程中，始終固定在相應(yīng)位置而不發(fā)生偏移，有些品牌的貼片機(jī)特別是高速貼片機(jī)，由于貼裝速度快，貼片頭和印刷板均要高速移動，此時這種特性尤為重要。 焊膏在印刷后到回流焊前，要經(jīng)過傳輸、貼片等工藝，焊膏在空氣中有一段停留時間。另外，工作環(huán)境溫度有時也有波動，而且在新品項(xiàng)目試生產(chǎn)過程中，由于貼片機(jī)供料器可器件封裝形式等問題，有些器件要求手工進(jìn)行貼放，因此焊膏在空氣中停留的時間相對更長一些，這就要求焊膏的穩(wěn)定性要好，焊劑

5、的損失要慢，工作壽命要長。 焊膏是觸變性流體，當(dāng)有恒定剪切應(yīng)力或拉伸應(yīng)力作用時，焊膏黏度隨時間的延長而減小，這就意味著其結(jié)構(gòu)逐漸瓦解，焊膏黏度隨作用于其上的剪切應(yīng)力的增加而降低，同時其黏度對溫度也很敏感，隨溫度的升高黏度降低。漏印模板所用焊膏黏度為300-700pa.s.增加剪切應(yīng)力和升高溫度對具有相同多屬含量和焊劑載體的焊膏黏度的影響焊膏制作廠商，會在按固定配方配置焊膏之后，對焊膏黏度進(jìn)行測量。根據(jù)焊膏的敏感特性，在使用焊膏前除對其進(jìn)行測試，一方面抽測焊膏品質(zhì)穩(wěn)定性，同時可以保證生產(chǎn)中使用的焊膏度與出廠配置焊膏黏度基本一致，發(fā)揮最好的使用效應(yīng)。此時要注意的是：測試設(shè)備及黏度單位是否與焊膏制作

6、廠商使用的一致，如不一致要進(jìn)行換算后方可得出正確的結(jié)論。二、模板制作焊膏印刷是表面貼裝工藝中第一個關(guān)鍵工藝，特別是對于細(xì)間距的組裝件，由于器件引線尺寸和引線線間隔很小，焊膏印刷需要精細(xì)的工藝控制，而印刷焊膏用的漏印模板是關(guān)鍵的工藝設(shè)備之一。1.制作廠商選擇選擇模板制作廠商很重要。選定前，要對廠商的設(shè)備先進(jìn)性、交貨周期、價格及售后服務(wù)進(jìn)行綜合評定，同時應(yīng)注意到模板制作的幾個關(guān)鍵：框架材料:為了滿足強(qiáng)度要求又便于印刷操作，多采用中空鋁合金型材，制作廠商應(yīng)具有與用戶絲印機(jī)相適應(yīng)的型材材料。漏印模板材料及加工方法：對于有細(xì)腳間距組件的焊膏印刷來說，模板宜選用不銹鋼箔板激光切割的加工工藝制作廠商應(yīng)具備先

7、進(jìn)的激光切割設(shè)備，滿足0.5mm腳間距器件的漏印要求及用戶要求的印刷漏印最大范圍。模板框架與模板的繃緊技術(shù)也是一個重要環(huán)節(jié)，繃網(wǎng)要平、要緊，保證焊膏印制板厚度的均勻一致性。黏結(jié)膠的黏性要求不受模板清洗劑的影響，不得出現(xiàn)多次印刷后脫網(wǎng)現(xiàn)象。模板mark點(diǎn)要求制作精細(xì)，根據(jù)絲印機(jī)的要求可以加工成蝕透或半饋透，半蝕透的mark點(diǎn)上涂黑膠，涂膠要求平整、圓滑。2.模板厚度的選擇模板厚度要根據(jù)印制板上最小腳間距器件的情況而定，通常的經(jīng)驗(yàn)數(shù)為：3.模板開口尺寸的選擇：為了控制焊接過程中出現(xiàn)焊球或橋接等質(zhì)量問題，模板開口的尺寸通常情況下比焊盤圖形尺寸略小，特別是對于0.5mm以下細(xì)間距器件來說，開口寬度應(yīng)比

8、相應(yīng)焊盤寬度縮減15-20，由此引起的焊料量缺少可以通過適當(dāng)加長焊盤長度方向設(shè)計(jì)尺寸來彌補(bǔ)。當(dāng)設(shè)計(jì)已經(jīng)定型或由于電路要求器件改型(如器件電極高度增加)而無法改變焊盤尺寸時，如發(fā)現(xiàn)回流焊后焊料量不足，爬升不夠，可以在制作模板時將開口尺寸在焊盤長度方向上適當(dāng)加大，但這樣做由于焊膏超出焊盤印到了負(fù)責(zé)制板阻焊層上，會導(dǎo)致在器件端頭周圍出現(xiàn)焊球，應(yīng)慎重使用。三、工藝控制根據(jù)不同的產(chǎn)品，在印刷程序中設(shè)置相應(yīng)的印刷工藝參數(shù)，如工作溫度、工作壓力、刮刀速度、模板自動清潔周期等，同時要制定嚴(yán)格的工藝管理制定及工藝規(guī)程。1.嚴(yán)格按照指定品牌在有效期內(nèi)使用焊膏，平日焊膏保存在冰箱中，使用前要求置于室溫6小時以上，之后方可開蓋使用，用后的焊膏單獨(dú)存放，再用時要確定品質(zhì)是否合格。2.生產(chǎn)前操作者使用專用不銹鋼棒攪拌焊膏使其均勻，并定時用黏度測試儀對焊膏黏度進(jìn)行抽測。3.當(dāng)日當(dāng)班印刷首塊印刷析或設(shè)備調(diào)整后，要利用焊膏厚度測試儀對焊膏印刷厚度進(jìn)行測定，測試點(diǎn)選在印刷板測試面的上下，左右及中間等5點(diǎn)，記錄數(shù)值，要求焊膏厚度范圍在模板厚度-10-模板厚度+15之間。4.生產(chǎn)過程中，對焊膏印刷質(zhì)量進(jìn)行100檢驗(yàn)，主要內(nèi)容為焊膏圖形是否完整、厚度是否均勻、是否有焊膏拉尖現(xiàn)象。當(dāng)班