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SMT锡膏印刷工艺

装备成色:未知 通告时间:2019-12-19 11:49

SMT锡膏印刷工艺

 在外部贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装组件的引脚或端子与焊盘之间的联网。有为数不少变量,如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的经过中,基板放在柜台上,机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者模板(stencil)用于锡膏印刷。本文将重点讨论几个第一的锡膏印刷问题,如模板设计和印刷工艺过程。
  
 印刷工艺经过与设备

  在锡膏印刷过程中,九州体育官网入口是达到所期待之艺术品质的首要。今日可购买到的丝印机分为两种重要品种:候车室与生产。每个项目有进一步的分类,因为每个企业希望从实验室与生产类型的九州体育官网入口得到不同之习性水平。例如,一度商店的研讨与开发机构利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,生产要求可能转变很大,取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的,*好是选择与所期待之利用相适应的丝印机。

 在手工或半自动九州体育官网入口中,锡膏是手工地放在模板/丝网上,这时候印刷刮板(squeegee)处于模板的另一面。在机关九州体育官网入口中,锡膏是机关分配的。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。顶刮板走过所腐蚀的全套图形区域长度时,锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。

  在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snapoff),返回原地。其一间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到可观印刷品质的与设备有关的要害变量。

 如果没有脱开,其一过程叫接触(on-contact)印刷。顶使用全金属模板和刮刀时,利用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。

 刮板(squeegee)品种

 刮板的破坏、压力和出弦度决定印刷质量,应当密切监测。对可接收的印记品质,刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的系统性,而刮板压力高或很薄弱的刮板将引起斑点状的(smeared)印刷,甚至可能损坏刮板和模板或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏,引起焊锡圆角不够。
广泛有两种刮板类型:橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和五金刮板。顶使用橡胶刮板时,利用70-90橡胶硬度计(durometer)零度的刮板。顶使用过高的压力时,投入到模板底部的锡膏可能造成锡桥,渴求频繁之底色抹擦。为了防止底部渗透,焊盘开口在印刷时必须提供密封(gasketing)图。这取决于模板开孔壁之粗糙度。

 五金刮刀也是适用的。随着更密间距组件的利用,五金刮刀的用量在增加。它们由不锈钢或黄铜制成,具有平的刀片形状,利用的印记角度为30~45°。一部分刮刀涂有润滑材料。因为使用较低的压力,它们不会从开孔中挖出锡膏,还因为是金属的,它们不象橡胶刮板那样容易磨损,于是不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多,并可能引起模板磨损。

 利用不同之刮板类型在利用标准组件和密脚组件的印记电路装配(PCA)外方是有区别的。锡膏量的要求对每一种组件有很大的不同。密间距组件要求比标准表面贴装组件少得多之焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。

  一部分工程师使用双厚度的模版来对密脚组件和专业表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。任何工程师采用一种不同之主意 -她们采取不需要经常锋利的更划算的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沉积量的变迁,但这种办法要求改进的模版开孔计划来防止在密间距焊盘上过多之锡膏沉积。其一艺术在第三产业上变得更受欢迎,但是,利用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。

 模板(stencil)品种

  重大的印记品质变量包括模板孔壁之精度和力度。保留模板宽度与厚度的方便的交叉比(aspectratio)是至关重要的。引进的交叉比为1.5。这对防止模板阻塞是至关重要。一般说来,如果纵横比小于1.5,锡膏会保留在开孔内。除了纵横比之外,如IPC-7525《模板设计规范》所推荐的,还要有大于0.66的体积比(焊盘面积除以孔壁面积)。IPC-7525可作为模板设计的一个优秀开端。

 制造开孔之手艺过程控制开孔壁之矿化度和精度。有三种普遍的制造模板的手艺:化学腐蚀、闪光切割和加成(additive)工艺。

 化学腐蚀(chemically etched)模板

 五金模板和娱乐性金属模板是利用两个阳性图形通过从两面之化学研磨来蚀刻的。在这个过程中,雕塑不仅在所期待之垂直方向进行,而且在横向也有。这叫做底切(undercutting)- 开孔比希望之较大,造成额外的焊锡沉积。因为50/50下两面进行蚀刻,他结果是几乎直线的孔壁,在中等有微微沙漏形的收窄。

 因为电蚀刻模板孔壁可能不平滑,电抛光,一度微蚀刻工艺,是达到平滑孔壁之一个艺术。另一番达到较平滑孔壁之主意是镀镍层(nickelplating)。抛光或平滑的外表对锡膏的自由是好的,但可能引起锡膏越过模板表面而不在刮板前滚动。其一题目可通过选择性地抛光孔壁而不是一切模板表面来避免。镀镍进一步改进平滑度和印刷性能。可是,其它减少了开孔,渴求图形调整

 闪光切割(laser-cut)模板

 闪光切割是另一种减去(subtractive)工艺,但他没有底切问题。模板直接从Gerber数量制作,于是开孔精度得到改善。数量可按需要调整以改变尺寸。更好的过程控制也会改善开孔精度。闪光切割模板的另一番优点是孔壁可成锥形。化学蚀刻的模版也得以成锥形,如果只从另一方面腐蚀,但是开孔尺寸可能太大。板面的出口稍微比刮板面的大一些之锥形开孔(0.001"~0.002",产生大约2°的舒适度),对锡膏释放更容易。

 闪光切割可以制作出小至0.004"的开孔宽度,精度达到0.0005",因此很适合于超密间距(ultra-fine-pitch)的组件印刷。闪光切割的模版也会产生粗糙的系统性,因为在切割期间汽化的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过微蚀刻来产生。闪光切割的模版如果没有预先对需要较薄的海域进行化学腐蚀,就不能制成台阶式多级模板。闪光一个一个步切割每一个开孔,于是模板成本是中心切割的开孔数量而定。

 电铸成型(electroformed)模板

 制造模板的顺序三种工艺是一种加成工艺,*广大地叫做电铸成型。在这个工艺中,镍沉积在种质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片迭层在铜箔上(大约0.25"厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮掩膜进行聚合。历经显影后,在种质心上产生阴极图案,只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。接下来在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板。在到达所期待之模版厚度后,把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开- 一度关键的手艺步骤。现行箔片准备好装框,制造模板的其他步骤。

 电铸成型台阶式模板可以做得到,但资本增加。出于可达到精密的公务,电铸成型的模版提供优质的全封闭作用,调减了模板底面的锡膏渗漏。这意味着模板底面擦拭的效率显着地降落,调减潜在的锡桥。

 总结

 化学腐蚀和可见光切割是制作模板的回落工艺。化学蚀刻工艺是*成熟的、利用*广大的。闪光切割相对较新,而电铸成型模板是*新时兴的东西。

 为了达到可观的印记结果,必须有科学的锡膏材料(强度、五金含量、*大粉末尺寸和尽可能*低的助焊剂活性)、科学的工具(九州体育官网入口、模板和刮刀)和科学的手艺过程(优质的稳定、卫生拭擦)的重组。

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