SMT工艺难点在”一前一后”,一前指印刷,一后指回流焊。特别是对应细间距(0.5/0.4 pitch IC或者BGA),微小元件(0201或者01005)和特殊器件(异形连接器、屏蔽罩、结构件等),一前一后管控更是关键。关于锡膏印刷后的可接受质量标准,IPC-7527仅仅是对图形,偏移,面积,高度,锡珠,清洗等项目进行了规定,没有对锡膏体积(即模板体积转移率)进行规定。在实际SMT贴片加工过程中,锡膏体积是面积和高度的乘积,它是更能够反映印刷质量的综合性参数。影响锡膏印刷体积的因素很多,大致可分为锡膏、钢网、印刷参数及设备4大类,本文众焱电子将重点从印刷参数对锡膏体积的影响进行详细分析。
一、锡膏印刷的物理过程
锡膏印刷是SMT工艺的关键工序,由于是锡膏是锡粉(powder)和助焊剂(flux)的混合物,锡膏在印刷过程中偏流体形态。粘度是影响锡膏的流体形态的主要指标,粘度低容易流动,填充和坍塌;粘度高容易滚动、脱膜和成型。而在锡膏印刷不同阶段,对粘度的需求也是不一样的,表1表示SMT制程不同阶段对锡膏粘度的需求。可见不同阶段希望有不同的粘度。
序号 |
过程 |
黏度需求 |
作用 |
1 |
印刷-锡膏滚动 |
低 |
黏度太大滚不起来 |
2 |
印刷-图形填充 |
低 |
便于模板开口的填充 |
3 |
印刷-脱模 |
高 |
锡膏粘住PCB,脱模成型,不会坍塌 |
4 |
轨道移动 |
高 |
锡膏成型,无坍塌 |
5 |
贴片 |
高 |
锡膏成型,无坍塌 |
影响粘度的因素很多,比如锡粉含量越高粘度越大;锡粉颗粒越大粘度越小;温度越大粘度越小;剪切速率越大粘度越小。同时锡膏存在触变性,即粘度随着恒定剪切速率作用下随着时间/次数的增加而降低。综上所述,SMT对粘度是一个非恒定的需求,同时粘度本身也是极易改变的变量。这对广州SMT贴片加工厂中的锡膏印刷工艺及印刷机的参数设置提出很高要求。
锡膏印刷主要分为3个阶段:滚动,填充和脱膜。锡膏滚动如图1所示,在刮刀的移动下,锡膏受到左下的压力,这个压力可以分解为水平分量和竖直分量。水平分量推动锡膏向前滚动,竖直分量推动锡膏向下的开口填充。
图1.锡膏印刷时的物理过程
由于触变性的作用,锡膏在模板开口正上方移动时,剪切力使锡膏粘度最低,竖直分量的压力使锡膏迅速的向下跌路到模板开口里面。一旦锡膏落到模板开口里面,锡膏不动了,粘度上升,粘在PCB焊盘上面。
由于触变性的作用,锡膏在模板开口正上方移动时,剪切力使锡膏粘度最低,竖直分量的压力使锡膏迅速的向下跌路到模板开口里面。一旦锡膏落到模板开口里面,锡膏不动了,粘度上升,粘在PCB焊盘上面。
图2.锡膏脱膜时的物理过程
未完待续…
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