smt絲印是科學(xué)

1、SMTSMT絲印是科學(xué)絲印是科學(xué)不是藝術(shù)不是藝術(shù)全球最大文檔庫(kù)!–豆丁在一塊典型的PCB(印刷電路板)上，可能有幾百個(gè)元件，600到1000個(gè)聯(lián)接點(diǎn)(即焊盤pad)。因此這些端點(diǎn)的焊接不合格率必須維持在一個(gè)最小值。一般來(lái)說(shuō)，PCB不能通過(guò)測(cè)試而須要返工的有60%是由于錫膏(solderpaste)絲印質(zhì)量差而造成的。本文將討論絲印(screenprinting)的基本要素，并探討生產(chǎn)中持續(xù)的完美絲印品質(zhì)所需的技術(shù)。在錫膏絲印中有三個(gè)關(guān)鍵

2、的要素，這里叫做三個(gè)S：Solderpaste(錫膏)，Stencils(絲印模板)，和Squeegees(絲印刮板)。三個(gè)要素的正確結(jié)合是持續(xù)的絲印品質(zhì)的關(guān)鍵所在。錫膏錫膏(第一個(gè)第一個(gè)S)錫膏是錫珠和松香(resin)的結(jié)合物，松香的功能是在回流(reflowing)焊爐的第一階段，除去元件引腳、焊盤和錫珠上的氧化物，這個(gè)階段在150?C持續(xù)大約三分鐘。(resin有時(shí)叫做rosin嚴(yán)格地說(shuō)，resin是天然產(chǎn)品，而rosin是人造

3、產(chǎn)品。)焊錫是鉛、錫和銀的合金，在回流焊爐的第二階段，大約220?C時(shí)回流。銀和松香都起幫助熔化焊錫和濕潤(rùn)(wetting)以達(dá)到回流的作用，即助焊劑的作用。(濕潤(rùn)wetting：是焊接效果的描述詞，被焊物好象被錫所浸“濕”。)球狀的焊錫顆粒制造成各種混合尺寸，然后篩選、分級(jí)，錫膏是按照錫珠的大小來(lái)分級(jí)的，如下：2型：75~53?m3型：53~38?m4型：38~25?m(?=micron=0.001mm)三球定律三球定律三球定律給生產(chǎn)

4、提供了一個(gè)選擇絲印模板的簡(jiǎn)單公式，錫膏中錫珠的大小必須與絲印模板相匹配，如下所述：經(jīng)驗(yàn)公式：至少有三個(gè)最大直徑的錫珠能垂直地排在絲印模板的厚度方向上。至少有三個(gè)最大直徑的錫珠能水平地排在絲印模板的最小孔的寬度方向上。如圖中所示為絲印模板及錫珠的截面圖：計(jì)算略為復(fù)雜，因?yàn)殄a珠是用米制micron(?)來(lái)度量，而絲印模板厚度的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)的專用單位thou!(1?m=1x103mm1thou=1x103inches25?m?1thou.)

5、錫膏類型錫膏類型3x最大的錫珠尺寸最大的錫珠尺寸最接近的模板厚度最接近的模板厚度2型：75~53?3x75?=225?=9.0thou9thou3型：53~38?3x53?=159?=6.4thou6thou4型：38~25?3x38?=114?=4.6thou4thou絲印孔的尺寸是由元件引腳間隔(pitch)決定的，焊盤的尺寸一般是引腳間隔的一半。(絲印絲網(wǎng)上涂蓋光敏乳膠，通常約十層以封住網(wǎng)孔，形成一層典型的8thou的厚度。將正趨

6、光性(黑色焊盤)透明玻璃放在上面，然后用很強(qiáng)的紫外光來(lái)曝光(如：2kw，幾秒鐘)。曝光區(qū)域變硬，軟的地方?jīng)]曝光，可被洗掉而留下網(wǎng)孔。因此，絲印時(shí)錫膏可以通過(guò)這些孔來(lái)印刷。絲印刮板(squeegee)是利用泵作用原理將錫膏壓擠通過(guò)絲網(wǎng)，因此要使用一種軟的橡膠刮板(見(jiàn)刮板部分)。絲印時(shí)絲網(wǎng)與PCB之間留有1~3mm的間隙，刮板將絲網(wǎng)壓低和PCB接觸，隨后“撕開”。這種作用是必要的，否則，錫膏會(huì)滯留在絲網(wǎng)上而不是在PCB的焊盤上。厚乳膠絲網(wǎng)的

7、應(yīng)用，其局限性主要是由于開孔上有絲網(wǎng)的阻礙，得到的絲印沉淀物有限，不可以用于小于30thou的密間隔。金屬模板金屬模板現(xiàn)在在大多數(shù)的錫膏絲印機(jī)上使用。其組成是薄金屬板上開有小孔，錫膏從中印出，解決了前面網(wǎng)印的沉淀物無(wú)規(guī)律的問(wèn)題。不要求絲印刮板有泵作用，因?yàn)殄a膏可以很容易流過(guò)開孔。也不要求模板與PCB之間有間隙。有三種制造金屬模板的方法：化學(xué)、激光和電蝕?；瘜W(xué)腐蝕現(xiàn)時(shí)絲印模板主要是這種方法制造的，過(guò)程如下：取薄銅板，或更普遍的不銹鋼板，在

8、兩面涂蓋光敏耐酸物，正趨光性(黑色焊盤)模版分別疊放在兩面，用強(qiáng)力紫外光曝光。曝光區(qū)域變硬，而軟的焊盤區(qū)域可以被沖洗掉。然后將板放入酸中洗浴，從兩面腐蝕掉所希望孔。金屬板兩邊的正趨光性模版的相互定位是關(guān)鍵性的，特別是密引腳間隔的元件。如果模版定位不好，孔會(huì)形成斜坡，造成絲印不好，出現(xiàn)這種情況的機(jī)會(huì)通常是十分之一，但在過(guò)去幾年中，該問(wèn)題很大成度上被解決了，因?yàn)楦倪M(jìn)的CAD數(shù)據(jù)和制造技術(shù)使失誤率下降到大約五十分之一。成功的技術(shù)將使得模版如同

9、一個(gè)信封，將空板放入，可達(dá)到2~20micron的精度。孔壁不能達(dá)到太平整，因?yàn)樗崾侵鸩礁g到孔內(nèi)，但也會(huì)往板的橫向腐蝕。形成一個(gè)“8”字形截面。(下圖為放大圖)但是，由于絲印模板很薄，所以通常這不是問(wèn)題。激光刻制模板另一個(gè)技術(shù)是使用電腦控制的CO2或YAG激光從板的一面切割出絲孔，可能要花去大約半個(gè)小時(shí)來(lái)刻制一塊模板，開孔區(qū)越大，時(shí)間就越多，費(fèi)用也越高。激光機(jī)大約成本為400000美元，因此激光使用時(shí)間昂貴，結(jié)果通常一塊模板費(fèi)用是化學(xué)

10、腐蝕的三倍。該系統(tǒng)很精密，但除了成本貴外，還有一個(gè)缺點(diǎn)：激光將熔化的金屬切割出絲孔，同時(shí)也容易熔化模板表面，造成表面粗糙。因此需要用沙拋光或用化學(xué)方法來(lái)清洗表面，留下幾個(gè)micron的粗糙度，看上去好象表面暗淡，對(duì)聚酯刮板有磨損作用，并且使得模板難以清潔，雖然有人認(rèn)為粗糙度將有助于錫膏的“滾動(dòng)”。電蝕模板電蝕模板現(xiàn)時(shí)約占使用的2~3%，其制造過(guò)程是加成的，不象其它工藝，模板成形方法如下：用光敏絕緣乳膠埋蓋住芯板(基板)，通過(guò)負(fù)趨光性模版