韦德1946

banner
关于合明 资讯中心

2019-11-08

锡膏钢网清洗剂/钢网清洗机韦德国际1946官方网站分享:锡膏印刷影响因素研究

发布者:韦德国际1946官方网站Unibright ; 浏览次数:335

锡膏钢网清洗剂/钢网清洗机韦德国际1946官方网站分享:锡膏印刷影响因素研究

摘要: 锡膏印刷是SMT 工艺的重要环节,锡膏印刷的质量直接影响SMT 的质量。本文从网板、锡膏使用、PCB 板等方面进行了分析和讨论,也对锡膏印刷后的检测进行了讨论,对提高锡膏印刷质量具有重要作用。

关键词: 锡膏; 网板; 检测;锡膏钢网清洗剂;钢网清洗机;水基清洗剂

 

SMT 是表面组装技术的缩写,它是通过印刷的方式将膏体状的锡膏印刷到印制板相应的焊盘上,然后通过在回流炉中加热,使锡膏熔化和凝聚,进而使焊盘和元器件牢固结合的过程。SMT 具有自动化程度高、印刷密度高、体积小、产品一致性好等特点。

锡膏印刷处于SMT 工艺的前端部分,是整个SMT 工艺过程中的关键工序之一。据统计,SMT 组装过程中70% 以上的缺陷来自锡膏印刷工序,特别是高密度组装板更加明显。锡膏印刷工序中常见的缺陷有锡膏量少、渗透、塌陷、偏移、拉尖、厚度不均,能够引发SMT 桥连、空洞、焊料不足、开路等缺陷。

1 锡膏印刷影响因素

影响锡膏印刷质量的因素包含印刷设备,网板质量、刮刀、锡膏、PCB 基板、印刷工艺参数、操作环境等因素。在SMT 生产线实际操作中,由于购买的印刷设备参数已定,刮刀的材质、类型、形状、硬度等已确定,温湿度、洁净度已确定。因此主要从网板、锡膏、PCB 板以及印刷参数的调整等方面分析影响锡膏印刷的因素。

1.1 网板设计、制造及使用

网板影响锡膏的具体表现为影响锡膏的印刷释放率。锡膏印刷释放率定义为: 释放到焊盘上的锡膏体积和网板开孔体积之比。

锡膏印刷释放率=释放到焊盘上的锡膏体积/网板开孔体积网板设计最重要的控制参数为: 开孔尺寸和模板厚度。因为开孔尺寸和网板厚度直接影响锡膏释放率。影响锡膏释放率的其它因素有: 网板开孔孔壁的几何形状; 网板开孔孔壁的光滑程度;网板和PCB 板的分离速度; 网板和PCB 板的间隙;网板开孔尺寸的精度。

网板的面积比为垂直网板的面积和侧壁面积的比值。宽厚比为开孔宽度和网板厚度的比值。网板开孔示意图如图1所示。

image.png

面积比= 开孔面积/开孔壁面积= ( L × W) /[2 × ( L + W)
× T]

宽厚比= 开孔宽度/网板厚度= W /T

由于电子元器件的集成度越来越高,引脚间距也随之减小,对应的焊盘尺寸也更小,相应的网板开孔尺寸也越来越小。网板开孔的微小型化导致对网板的性能要求非常苛刻。因此在设计网板时,为保证网板达到75% 的焊膏释放率,必须要使宽厚比> 1. 5,面积比≥0. 66。IPC-7525B 标准中明确了各种类型元器件的开孔尺寸,但是,实际生产中应该综合考虑印制板组装的具体元器件引脚间距,并做出合理的优化才能满足整板的锡膏释放率。

网板制造方式对网板的侧壁光滑程度,精度等具有重要影响。目前网板制造方式有: 化学蚀刻、激光切割和电铸成形。前两种属于减成工艺,最后一种属于加成工艺。两种工艺价格差异较大,目前在实际生产中,考虑成本和周期因素,主要采用激光切割方式,特别是间距小于0. 5mm 的网板生产。激光切割的优点是没有图像转移步骤,位置精度高,出错概率小。激光切割网板的孔壁可以形成大约2°的锥角,即形成底面开孔比刮刀面稍微大一点的锥形孔,以利于锡膏释放。

1. 2 锡膏及使用

锡膏是由焊料合金粉、糊状助焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触变特性的膏状体,是一种稳定的混合物。常温下具有一定黏性,可以将元器件初步黏合起来,当锡膏被加热到一定温度时,助焊剂等物质挥发,合金粉熔融变为液态,并依靠其表面张力和润湿作用,填充焊缝,随着温度降低,使焊盘和元器件粘结在一起,形成牢固焊点。

锡膏在钢网上通过刮刀印刷在PCB 上,实质是锡膏的触变性在发生变化。锡膏的触变性是指在一定的剪切力和温度下,黏度急剧下降,从而使锡膏能通过网板开孔,并具有良好的脱模性; 当去除剪切力后,锡膏又恢复较高黏度。即有剪切应力时,锡膏变稀,无剪切力时,锡膏变稠,锡膏触变性示意图如图2所示。


image.png

锡膏须在0℃~ 5℃的环境下保存,且须在有效期内使用。使用前,须将锡膏在室温下回温,待锡膏达到室温后才能打开锡膏容器,防止水汽凝结,之后须用锡膏搅拌机对锡膏进行搅拌,使其满足印刷机要求。经过多次试验,从冰箱中取出锡膏放置在26. 6℃的室温中,锡膏在4 小时后可达到相应的室温温度。同时,对回温后的锡膏进行搅拌,并测量其黏度,在搅拌时间为60 ~ 130 秒时,锡膏黏度符合要求。锡膏搅拌时间和锡膏回温温度即环境温度相关,总的趋势是环境温度越低,需要搅拌的时间越长; 环境温度越高,需要搅拌的时间越短。经过相关试验,最终确定搅拌时间和环境温度的对照表,以便锡膏黏度完全满足印刷要求。一般的,如果没有专用的锡膏搅拌机,也可以目测来确定锡膏的黏度。具体为: 用工具搅拌锡膏30秒,然后挑起部分锡膏,让锡膏自行下滴,如果锡膏不能滑落,则黏度过大,如果一直落下没有断裂,则黏度过低。

1. 3 PCB 板及使用

PCB 板的平面度是锡膏印刷质量好坏的重要因素之一,特别是尺寸较大的PCB板,必须使用专门的工装进行支撑。否则容易使PCB 挠曲变形,使锡膏印刷量发生变化。PCB 板发生挠曲变形影响锡膏释放率如图3 所示。


image.png

因此需要合理设计PCB 板的印刷工装,使其保证平整,利于锡膏印刷。

1. 4 印刷参数的调整

印刷工艺参数的调整非常重要,包括印刷速度、刮刀角度、压力、网板和PCB的分离速度等。刮刀速度越快,锡膏滚动的速度越快,锡膏黏度越小,有利于锡膏的填充。但是,刮刀速度越快,锡膏填充时间越短。因此速度太快或太慢都不利于锡膏的填充。刮刀压力要合适,如果过大,会损坏刮刀和网板,还会使网板表面粘上锡膏。如果过小,可能会造成锡膏量不足。由于网板侧壁的摩擦阻力和锡膏的内聚力,在网板和PCB 的分离速度的过程中,在网板侧壁处的速度比孔中心附近的分离速度要小,所以会导致网板侧壁上残留锡膏,从而导致焊膏释放率降低。刮刀角度越小,对锡膏向下的压力越大,但也不容易刮干净网板表面的锡膏。如果角度太大,锡膏无法形成滚动,也不利于锡膏的释放,一般全自动印刷机规定为60°左右。

2 锡膏印刷检测

锡膏印刷完成后,必须对锡膏的印刷质量进行判断。检测一般通过专用设备完成,通常需要检测锡膏印刷的高度、体积、面积、偏离、3D 形状是否满足要求。IPC7527 中对高度、面积、体积的要求为锡膏印刷量占网板计算量的75% ~125% 。但是,实际生产中,细间距器件的锡膏印刷需要加严控制。

3 结论

影响锡膏印刷的因素非常多,本文主要探讨了影响锡膏印刷的网板、锡膏、PCB 板以及印刷参数的调整等几方面的因素,介绍了锡膏印刷检测的要求和项目,为分析和解决锡膏印刷过程中产生的各种缺陷提供了参考,为SMT 生产线的质量改进提供了参考依据。

 

参考文献:

[1]樊融融.现代电子装联工程应用1100 问.北京: 电子工业出版社,2013.10.

[2]贾忠中. SMT 核心工艺解析与案例分析( 第二版) .电子工业出版社,2013.

[3]王天曦,王豫明.电子组装先进工艺.电子工业出版社,2013. 5.

[4]IPC-7525B《Stencil Design Guidelines》.

[5]IPC-7095《BGA 的设计和组装工艺实施》

(来源:高可靠电子装联技术)



【锡膏印刷网板、锡膏钢网水基清洗知识】


韦德国际1946官方网站-锡膏/红胶钢网水基清洗高效低成本的工艺介绍

 

 

SMT锡膏焊接工艺中,锡膏印刷钢网需要进行定期的离线清洗,是SMT工艺中必不可少的流程和运行方式,SMT钢网的干净度直接影响到锡膏印刷的图形准确性和锡膏量,保障锡膏焊接质量,减少焊点缺陷非常重要的一个环节,特别是对高精度密间距的印刷尤其重要和关键。

许多厂商现有的钢网清洗设备往往是传统的气动喷淋机,使用有机溶剂型清洗剂或酒精进行钢网的清洗,此法解决了原来人工清洗可靠性不高,清洗干净度没有保障的难题。自动清洗的方式实现了钢网的连续完整的清洗,但是随着环保,安全等要求的提升,用溶剂型清洗剂清洗钢网的方式在逐渐的改变和变化,使用环保水基清洗剂配合清洗机进行钢网清洗成为SMT印刷钢网清洗的方向和趋势。

原有气动喷淋机用挥发性有机溶剂作为清洗材料作业,因为溶剂的闪点低挥发度高,运行中溶剂的蒸发损失大,高浓度的溶剂蒸气安全性风险大,时常有爆燃事故发生,且清洗剂作业成本高居不下。使用环保水基清洗剂替换溶剂型清洗剂,可用相同的作业时间和效率,就能完整地清洗锡膏钢网,当然此作业方式水基清洗工艺不完整存在缺陷,因为水基清洗剂本身的特性,无法在常温条件下干燥,故钢网清洗后还需人工漂洗或者是用无纺布进行擦拭干净,达到可使用的状态。这种运作方式会使清洗剂成本大幅降低,又获得了安全环保的作业环境,彻底避免了溶剂爆燃,只是加大了作业人员人工漂洗或擦拭工作量。

QQ截图20190528112531.jpg

少数气动喷淋机具备共腔清洗和漂洗的功能。通俗的话来说,先进行钢网清洗,然后在同一腔内进行漂洗。机器配置了清洗剂槽和漂洗液槽,清洗和漂洗轮换进行工作。这类机器能实现水基清洗剂的清洗和漂洗功能,满足了水基清洗剂完整工艺的要求,但是因为共腔清洗带来了交叉污染和串液。非常好理解,当清洗的时候,腔体内壁和钢网因喷淋清洗剂的关系,沾附大量的水基清洗剂,当水基清洗剂清洗完后,将清洗液排入到清洗槽,此时腔体内壁、钢网表面粘附的水基清洗剂,管道中存留的清洗剂会随着漂洗的进行,而将水基清洗剂带入了漂洗液。当进行下一张钢网清洗的时候,腔体内又有水漂洗液的沾附和存留,会将这部分的漂洗水带进了清洗剂,从而稀释了水基清洗剂。随着钢网不断的清洗漂洗作业运行,清洗剂的浓度会逐步的降低,漂洗水的污染也会逐步升高,造成了清洗剂和漂洗水的双向稀释和污染,此种影响取决于清洗机腔体面积大小和管道存留残液多少。尽管如此,此类运作方式也比用溶剂清洗的成本大大降低,同时效率也有所提高。

QQ截图20190528112548.jpg

最佳的运作方式是使用专用的钢网超声波清洗机HM838,配备独立的超声波清洗槽,独立的漂洗槽,独立的干燥槽。这样在进行钢网水基清洗的时,只损失了从清洗槽到漂洗槽钢网本身的水基清洗剂粘附带离液,一般来说这个带离液只有几十克,所以说清洗剂的损失会非常少。漂洗槽因清洗剂带离液污染量小,既能保证漂洗的干净度。此类作业方式,避免了共腔清洗漂洗清洗剂和漂洗水双向稀释污染的不利影响,充分发挥了水基清洗剂寿命长的突出优势。这样就可以形成水基清洗钢网高效低成本的最佳作业方式,虽然此类设备要比气动喷淋机投入要高,对于实际运作来说,运行半年到一年半就可以将投入超出部分,用水基清洗剂的低成本运行而回收回来,长期将会获得很好的效率、清洗效果和低成本的运行方式。

从工艺设计角度来说,满足钢网水基清洗效果和效率的技术要求,选型配置好相应的钢网清洗机HM838以及水基清洗剂W1000,达成水基清洗完整工艺,发挥水基清洗剂安全环保、寿命长的特性优势,在工艺、设备和水基清洗剂的配合和保障条件之下,大幅降低使用成本,提高效率而获得高水准的干净干燥的钢网。





以上一文,仅供参考!


欢迎来电咨询韦德国际1946官方网站锡膏钢网清洗剂,钢网清洗机,半导体分立器件除助焊剂清洗液、半水基清洗剂、IGBT功率模块焊后锡膏水基清洗剂、PCB组件封装焊后水性环保清洗剂、SMT封装焊后清洗剂、精密电子清洗剂、半导体分立器件清洗剂、SMT焊接助焊剂清洗剂、锡嘴氧化物清洗剂、PCBA清洗剂、芯片封装焊后清洗剂、水性清洗剂、FPC清洗剂、BGA植球后清洗剂、球焊膏清洗剂、FPC电路板水基清洗剂、堆叠组装POP芯片清洗剂、油墨丝印网板水基清洗全工艺解决方案、BMS新能源汽车电池管理系统电路板制程工艺水基清洗解决方案、储能BMS电路板水基清洗剂、PCBA焊后助焊剂清洗剂、组件和基板除助焊剂中性水基清洗剂、功率电子除助焊剂水基清洗剂、功率模块/DCB、引线框架和分立器件除助焊剂水基清洗剂、封装及晶圆清洗水基清洗剂、倒装芯片水基清洗、SIP和CMOS芯片封装焊后清洗剂、SMT钢网、丝网和误印板清洗除锡膏、银浆、红胶,SMT印刷机网板底部擦拭水基清洗剂、焊接夹治具、回流焊冷凝器、过滤网、工具清洗除被焙烤后助焊剂和重油污垢清洗剂,电子组件制程水基清洗全工艺解决方案。



【阅读提示】

以上为韦德国际1946官方网站在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,韦德国际1946官方网站专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

【免责声明】

1. 以上文章内容仅供读者参阅,具体操作应咨询技术工程师等;

2. 内容为作者个人观点, 并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责,本网站只提供参考并不构成投资及应用建议。本网站上部分文章为转载,并不用于商业目的,如有涉及侵权等,请及时告知我们,我们会尽快处理。

3. 除了“转载”之文章,本网站所刊原创内容之著作权属于韦德国际1946官方网站网站所有,未经本站之同意或授权,任何人不得以任何形式重制、转载、散布、引用、变更、播送或出版该内容之全部或局部,亦不得有其他任何违反本站著作权之行为。“转载”的文章若要转载,请先取得原文出处和作者的同意授权。

4. 本网站拥有对此声明的最终解释权。

上门试样申请 0755-26415802 top