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SMT 印刷. (一)焊膏涂敷技术 焊膏涂敷是将焊膏涂敷在 PCB 的焊盘图形上,为 SMC/SMD 的贴装、焊接提供粘附和焊接材料。焊膏涂敷主要有非接触印刷和直接接触印刷两种方式。非接触印刷常指丝网漏印,直接接触印刷则指模板漏印。 1 、丝网漏印 丝网印刷技术包括丝网制板技术和丝网印刷技术。 (1) 丝网制板技术 它由网框、丝网和掩膜图形构成。一般,掩膜图形用适当的方法制作在丝网上,丝网则绷在网框上。 a 、网框
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(一)焊膏涂敷技术 焊膏涂敷是将焊膏涂敷在PCB的焊盘图形上,为SMC/SMD的贴装、焊接提供粘附和焊接材料。焊膏涂敷主要有非接触印刷和直接接触印刷两种方式。非接触印刷常指丝网漏印,直接接触印刷则指模板漏印。 1、丝网漏印 丝网印刷技术包括丝网制板技术和丝网印刷技术。 (1) 丝网制板技术 它由网框、丝网和掩膜图形构成。一般,掩膜图形用适当的方法制作在丝网上,丝网则绷在网框上。 a、网框 网框的作用是支撑和绷紧丝网,使丝网与PCB夹持机构的工作台保持平行。一般网框材料有木材、阳极化处理的铝合金和不锈钢等。根据绷网方式,网框有固定网框和自绷网框两类。
b、丝网 丝网绷紧在网框上,它是掩膜图形的载体,也是控制焊膏印刷量的重要工具,它能决定焊膏印刷精度和质量。丝网可由不同材料编织,其中不锈钢丝网很适用于焊膏印刷。 c、感光制板 感光制板的主要工艺步骤是:丝网准备、感光乳剂涂敷、曝光、显影和冲洗、最终检查。其中感光乳剂涂敷方式,即掩膜方式有直接乳剂制板法和直接/间接制板法(菲林膜)。
(2)丝网印刷技术 丝网印刷技术是采用已经制好的网板,用一定的方法使丝网和印刷机直接接触,并使焊膏在网板上均匀流动,由掩膜图形注入网孔。当丝网脱开PCB时,焊膏就以掩膜图形的形状从网孔脱落到PCB的相应焊盘图形上,从而完成了焊膏在PCB上的印刷。完成这个印刷过程而采用的设备就是丝网印刷机。
a、丝网印刷原理 印刷时,刮板在网板上以一定的速度和角度向前移动,推动焊膏在刮板前滚动,产生将焊膏注入网孔时所需的压力。由于焊膏黏性触变流体,焊膏中的黏性摩擦力会使其流层之间产生滑动,并产生切变,而在刮板凸缘附近与丝网交接处,焊膏的切变速率最大。当刮板速度和角度适当时,焊霄就会顺利地注入丝网网孔。 因此,刮板速度、刮板与丝网的角度以及焊膏黏度、施加在焊膏上的压力以及由此引起的切变速率的大小是主要影响因素,而且它们之间存在一定的制约关系,正确控制这些参数就能获得优良的焊膏印刷质量。
b、丝网印刷机的结构 丝网印刷机一般由PCB定位系统、刮刀系统和网板组成。 PCB定位系统一般采用带双面真空吸盘的工作台,可用来印制双面板。PCB的定位一般采用孔定位方式,再用真空吸紧。工作台的x-y-z轴均可微调,以适合不同种类PCB的要求和精确定位。 PCB的放进和取出方式有两种,一种是将整个刮刀机构连同网/模板抬起,将PCB拉进或取出。采用这种方式时PCB的定位精度不高;另一种是刮刀机构及网/模板不动,PCB“平进平出”,使模板与PCB垂直分离。
刮刀系统是丝网印刷机上最复杂的运动机构。它由刮刀、速度压力控制器和溢流叶片等组成。溢流叶片(溢流棒)用于丝网印刷机时,会使整个丝网面积扩展而成为均匀的一层。刮刀可从丝网上移去多余的焊膏,同时使焊膏充满丝网开孔。刮刀系统是丝网印刷机上最复杂的运动机构。它由刮刀、速度压力控制器和溢流叶片等组成。溢流叶片(溢流棒)用于丝网印刷机时,会使整个丝网面积扩展而成为均匀的一层。刮刀可从丝网上移去多余的焊膏,同时使焊膏充满丝网开孔。 当丝网脱开PCB时,就会在PCB上相应处留下适当厚度的焊膏。刮刀是一种由聚基甲酸脂制成的弹性体,它的硬度是影响印刷质量的重要因素。通常刮刀的形状有剑形、平形和角形。刮刀的形状不同,材料不同,印刷角度也就不同。
2.模板漏印 模板漏印属直接印刷技术,它是用金属漏模板代替丝网印刷机中的网板。所谓漏模板是在一块金属片上,用化学方式蚀刻出漏孔或用激光刻板机刻出漏孔。此时,焊膏的厚度由金属片的厚度确定,一般比丝网印刷的厚。 (二)焊膏印刷机 焊膏印刷机的基本功能是:采用丝网印刷或网板印刷技术,将定量的焊膏,精确、均匀、快速地涂敷在PCB的各个指定位置上。全自动焊膏印刷机具有较强的功能,它可自动完成一系列的焊膏印刷操作过程。
全自动焊膏印刷机基本功能主要有: (1)在线接受控制程序或调用系统已存储控制程序; (2)将PCB自动传送到待涂敷位置,并用光学自动检测系统进行精确定位; (3)将焊膏自动添加至丝网或网板上; (4)按控制程序自动完成刮刀刮印等印刷涂敷系列动作; (5)将涂敷完毕的PCB自动送出。
功能强的全自动焊膏印刷机除上述基本功能外,还可以具备以下附加功能:功能强的全自动焊膏印刷机除上述基本功能外,还可以具备以下附加功能: (1)印刷后的焊膏厚度自动检测; (2)刮刀压力、速度等涂敷工艺参数自动调整; (3)印刷网板自动清洗; (4)印刷网板自动更换等。
全自动焊膏印刷机基本功能 全自动焊膏印刷机功能部件主要有PCB传送、PCB定位、PCB光学对中、焊膏填加、刮刀装置、计算机控制、动力驱动等装置和系统。
(三)焊膏印刷过程的工艺控制 1. 焊膏印刷过程 焊膏印刷的工作过程大致相同,主要工序为:基板输入→基板定位→图像识别→焊膏印刷→基板输出。 (1)基板输入 (2)基板定位 (3)图像识别 (4)焊膏印刷
2. 印刷工艺参数及其设置 (1) 刮刀速度。最大印刷速度取决于PCB上SMD的最小脚距,在进行高精度印刷时(脚距≤0.5mm),印刷速度一般在20mm/s-30mm/s。 (2) 刮刀角度。刮刀角度在6Oo-70o范围时,通过适当印刷压力,可获得最佳的印刷效率和转移性。
(3)印刷压力。 刮刀压力的改变对印刷质量影响重大。为消除印刷基板上的挠曲、起伏因素,一般都希望提高设定印刷压力,来实现焊膏的均匀性印刷。在有挠度的部分,由于刮刀端部与网板间存在的间隙,印刷时将会使焊膏残留于网板表面。为防止这种不良现象的产生,应该加强支撑基板的顶杆数,加大基板与刮刀的接触面;也可适当提高印刷压力,使印刷时刮刀对网板开口部有微量的切入,从而得到较好的效果。