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4.1 锡膏印刷质量控制

4.1.1 锡膏印刷的意义

印刷、贴片、回流是SMT工序的三个基本环节。印刷环节在整个SMT工序中完成的是焊料分配的工作,具体就是把一定的锡膏量按要求印刷分布到PCB上,印刷过程如图4.1.1所示。有数据表明SMT生产中60%~70%的缺陷是由于印刷不良引起的,因此,加强锡膏印刷的质量管理对提升焊接质量十分重要。

图4.1.1 锡膏印刷示意图

4.1.2 锡膏印刷质量检测及现场加工质量控制

1.刮刀选用方法

通常印刷刮刀的选择与PCB的长度有关,需要根据PCB的长度选择对应的刮刀,一般情况下刮刀长度比PCB长10~30mm为宜。刮刀过长,会导致锡膏滚动范围过长,超出板边区域的锡膏长期不能转移到PCB单板上,可能会造成锡膏溶剂成分的额外损失,影响锡膏的质量;刮刀过短,会导致锡膏无法完整转移到PCB上,造成PCB漏印刷锡膏。

2.印刷精度要求

一般情况下,不同器件允许的横向、纵向偏移量如图4.1.2所示。

图4.1.2 印刷精度要求

图4.1.2 印刷精度要求(续)

3.印刷检验要求

印锡效果要求在3~5倍放大镜下无肉眼可见的“连锡、少锡、拉尖、污染、移位”缺陷,如图4.1.3所示。

图4.1.3 印锡不良示意图

4.焊膏使用环境温度

焊膏使用环境温度为23±5℃。添加焊膏时要少量多次,避免添加过多导致锡膏暴露时间过长。

5.印刷支撑要求

需采用顶针或印锡托盘对PCB进行支撑,以确保支撑良好。以DEK PHOTON设备为例,PCB印锡过程中常用的顶针方案有以下4类。

● 硬顶针:属于硬质顶针,对PCB的支撑效果较好。对于引脚间距小于等于0.5mm的密脚器件,如果有空间,要求印锡作业时在密脚器件底部对应位置增加硬顶针;对于背面已经加工过的单板,设置时需要小心布放,避免对背面的器件造成损伤。

● 软顶针:橡胶材质的顶针,对PCB有一定的支持效果。因其材质较软不会损伤PCB背面的器件,因此设置较为便捷,常在PCB背面没有放置硬顶针空间的情况下使用。

● 气顶针:通过侧面连接阀接入高压气体驱动活动杆上升或下降。由于其顶部有橡胶套,因此不会损伤PCB背面的元器件;与软顶针相似,设置便捷,常在PCB背面没有放置硬顶针空间的情况下使用。

● 印锡托盘:使用合成石或铝合金材质制作,对PCB支撑较为均匀;生产过程中全流程使用成本较高,且对制作加工的精度要求较高,常用于无工艺边单板生产或多片单板拼板生产以提升效率。

各类顶针分别如图4.1.4~图4.1.7所示。

图4.1.4 硬顶针

图4.1.5 软顶针

图4.1.6 气顶针

图4.1.7 印锡托盘

6.Mark点识别模式

设置Mark点时必须使PCB和钢网上的Mark点一致。Mark点一般要求为直径1mm的圆形,且周边无相似形状的焊盘等反光物干扰。调试时需要按照设备操作指引分别对PCB和钢网上的Mark点进行对应和识别,校准通过后方可开始生产。

7.刮刀压力调整方法

压力感应器在已配置的情况下,按压力调整方法进行调整。压力感应器在未配置的情况下需手动校准刮刀水平(实际压力与显示压力无关)。当刮刀压力超出上限仍出现刮不干净时需检查支撑系统、刮刀和钢网是否处于正常状态。调整压力时应先减小压力,使刮刀一次经过后锡膏在钢网上留下一薄层,然后慢慢增大压力,直到刮刀每次过后,钢网上印刷区域的所有锡膏都被刮干净(推荐从0.15Kg/cm开始调整,上限为0.36Kg/cm)为止。

8.印刷参数要求

不同品牌的锡膏及使用不同设备进行印刷作业时,使用的参数有所不同,具体作业时,需要根据锡膏品牌厂家的推荐参数,结合设备实际的能力情况进行调试。通过不断优化参数设置,以获得较好的印刷质量;需保证印刷后不能出现前文所述的印锡不良情况。

9.刮刀印刷高度设置

刮刀印刷高度需要根据具体的设备要求来确定,以保证获得良好的印刷效果。以DEK PHOTON设备为例,进行印刷时,刮刀过渡印刷区域需保持20mm,如图4.1.8所示。

图4.1.8 刮刀印刷高度

10.自动擦网设置

以DEK PHOTON设备为例,有3种擦网模式,分别是湿擦、干擦及真空擦模式。如果采用湿擦,推荐喷出的清洁剂润湿擦网纸的宽度在15~30mm之间,如图4.1.9所示。

11.空调机温度设置

设置空调机温度时应避免其与室温差距过大,推荐为24~26℃;正常生产时不得打开机盖。印锡设备内部温度要求如图4.1.10所示。

图4.1.9 清洁剂润湿擦网纸的范围

图4.1.10 印锡设备内部温度要求

4.1.3 注意事项

① 更换刮刀时需重新校正水平。

② 转线时需检查印刷机清洗模块的清洗剂是否能正常喷出,擦网系统能否升到正常位置;硬顶针、夹具不能顶到元器件,且印刷间隙为0。

③ 在给定范围内确定具体印锡参数时,必须保证刮刀能滚动焊膏;必须保证单板上各器件的印锡良好,满足锡膏印刷质量的要求。

④ 印刷工艺参数修改后应知会PQC(Process Quality Controller,过程质量控制员)进行记录。

⑤ 擦/洗网必须严格按要求执行,具体参数可根据印刷机的情况在所给出的范围内选定。

⑥ 预计连续作业超过12小时的单板,12小时内必须清洗钢网。

⑦ 印刷中断超过20分钟,必须重新搅拌锡膏、擦网后调试印刷程序合格后再正常印刷;超过1小时必须重新清洗钢网。

⑧ 顶针、夹具由操作工每班清洁一次,每次清洗钢网时需检查钢网上的锡膏量是否满足要求,如果不满足应添加到规定范围内。 LXzx8otWUSjqAMQfsIyFwjFd6DmAEDJoGzz3cfC0NTtW6QDAl4tE6o1Y0qUjeCDk

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