1-印刷焊膏技术讲解课件.ppt

1、 把适量的焊膏均匀地施加在把适量的焊膏均匀地施加在PCBPCB的焊盘上的焊盘上, ,以保证以保证贴片元器件与贴片元器件与PCBPCB相对应的焊盘达到良好的电气连相对应的焊盘达到良好的电气连接并具有足够的机械强度。接并具有足够的机械强度。(a) 焊膏量均匀一致性好。焊膏图形清晰焊膏量均匀一致性好。焊膏图形清晰, ,相邻图形之间尽量不粘连。焊相邻图形之间尽量不粘连。焊膏图形与焊盘图形要尽量不要错位。膏图形与焊盘图形要尽量不要错位。(b) (b) 在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm0.8mg/mm2 2左右。对窄左右。对窄间距元器件，应为

2、间距元器件，应为0.5mg/mm0.5mg/mm2 2左右。左右。(c) (c) 印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比，允许有一定的偏差，焊膏印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比，允许有一定的偏差，焊膏覆盖焊盘的面积，应在覆盖焊盘的面积，应在75%75%以上。以上。(d) (d) 焊膏印刷后应无严重塌落，焊膏印刷后应无严重塌落， 边缘整齐，错位不大于边缘整齐，错位不大于0.2mm0.2mm， 对窄间距元器件焊盘，对窄间距元器件焊盘， 错位不大于错位不大于0.1mm0.1mm。(e) (e) 基板不允许被焊膏污染。基板不允许被焊膏污染。 SJ/T10670SJ/T10670标准标准 免清洗要求免清洗

3、要求 无铅要求无铅要求 焊膏缺陷焊膏缺陷刮板刮板 焊膏焊膏模板模板PCB PCB a a焊膏在刮板前滚动前进焊膏在刮板前滚动前进 b b产生将焊膏注入漏孔的压力产生将焊膏注入漏孔的压力 c c切变力使焊膏注入漏孔切变力使焊膏注入漏孔 X X Y F Y F 刮刀的推动力刮刀的推动力F可分解为可分解为 推动焊膏推动焊膏前进分力前进分力X和和 将焊膏注入漏孔的将焊膏注入漏孔的压力压力Y d焊膏释放（脱模）焊膏释放（脱模） 焊膏印刷原理示意图焊膏印刷原理示意图 刮板刮板 脱模脱模 放大后的放大后的焊膏印刷脱模示意图焊膏印刷脱模示意图Fs焊膏与焊膏与PCB焊盘之间的焊盘之间的与开口面积、焊膏黏度有关与

4、开口面积、焊膏黏度有关Ft焊膏与开口壁之间的焊膏与开口壁之间的与开口壁面积、与开口壁面积、光滑度有关光滑度有关A焊膏与模板焊膏与模板之间的接触之间的接触；B B焊膏与焊膏与PCB焊盘之间的接触面积焊盘之间的接触面积()PCB开口壁面积开口壁面积A开口面积开口面积B (a) (a) 垂直开口垂直开口 (b) (b) 喇叭口向下喇叭口向下 (c) (c) 喇叭口向上喇叭口向上 易脱模易脱模 易脱模易脱模 脱模差脱模差 模板模板开口形状示意图开口形状示意图 橡胶刮刀有一定的揉性，用于丝网印刷以及模板表面不太平橡胶刮刀有一定的揉性，用于丝网印刷以及模板表面不太平整、例如经过减薄处理（有凹面）或印制板上

5、已经做好倒装整、例如经过减薄处理（有凹面）或印制板上已经做好倒装片的（模板上加工了凸起保护）模板印刷。片的（模板上加工了凸起保护）模板印刷。 橡胶刮刀的硬度：橡胶刮刀的硬度： 肖氏（肖氏（shoreshore）7575度度 8585度。度。 金属刮刀耐磨、使用寿命长（约金属刮刀耐磨、使用寿命长（约10万次，是万次，是聚胺酯的聚胺酯的1010倍左倍左右右）。用于平整度好的金属模板印刷；适宜各种间距、密度）。用于平整度好的金属模板印刷；适宜各种间距、密度的印刷，特别对窄间距、高密度印刷质量比较高，而且使用的印刷，特别对窄间距、高密度印刷质量比较高，而且使用寿命长，应用最广泛。寿命长，应用最广泛。

6、(b) (b) 刮刀形状和结构刮刀形状和结构 橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种。橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种。 菱形刮刀菱形刮刀是将是将10mm10mm10mm10mm的方形聚胺脂夹在支架的方形聚胺脂夹在支架中间，前后呈中间，前后呈4545角。菱形刮刀可采用单刮刀作双向角。菱形刮刀可采用单刮刀作双向印刷。刮刀在每个行程末端可跳过焊膏。菱形刮刀的印刷。刮刀在每个行程末端可跳过焊膏。菱形刮刀的焊膏量不易控制，并容易污染刮刀头。焊膏量不易控制，并容易污染刮刀头。 拖尾形刮刀拖尾形刮刀一般都采用双刮刀形式。刮刀的角度一般都采用双刮刀形式。刮刀的角度一般为一般为4545 60 60。 RUB MET

7、 RUB MET橡胶刮刀橡胶刮刀 金属刮刀金属刮刀 橡胶金属刮刀橡胶金属刮刀 各种常用的刮刀各种常用的刮刀 （刮刀只能作一个方向印刷）（刮刀只能作一个方向印刷） 单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作为回料用的；为回料用的； 双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，在都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，在刮刀的推动下在模板表面来回滚动。有单向印刷和双向印刷两刮刀的推动下在模板表面来回滚动。有单向印刷和双向印刷两种印刷方式。种印刷方式。随着随着SMTSMT向高密度、窄间距、无铅焊

8、接的向高密度、窄间距、无铅焊接的发展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。印发展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。印刷设备和技术也在不断地改进和发展。出现了各种密封式的印刷设备和技术也在不断地改进和发展。出现了各种密封式的印刷技术。最初有英国刷技术。最初有英国DEKDEK公司和美国公司和美国MPMMPM公司推出的刮刀旋转公司推出的刮刀旋转4545以及密封式以及密封式ProFlowProFlow（捷流）导流包印刷技术。最近日本（捷流）导流包印刷技术。最近日本MinamiMinami公司和公司和HitachiHitachi公司相继推出了单向旋转和双向密闭型公司相继推出了单向

9、旋转和双向密闭型印刷技术印刷技术。这些新技术适合免清洗、。这些新技术适合免清洗、无铅焊接、高密度、高速无铅焊接、高密度、高速度印刷的要求。度印刷的要求。 (a) (a) 传统开放式传统开放式 (b) (b) 单向旋转式单向旋转式 (c) (c) 固定压入式固定压入式 (d) (d) 双向密闭型双向密闭型各种不同各种不同形式的印刷技术示意图形式的印刷技术示意图在印刷高密度窄间距产品时，印在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。 环境温度过高环境温度过高会降低焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水会降低焊膏黏度，湿度

10、过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。 从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，而且印刷焊膏是一种多，而且印刷焊膏是一种。 焊膏的量随时间而变化，如果不能及时添加焊膏的焊膏的量随时间而变化，如果不能及时添加焊膏的量，会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。量，会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。 焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化；卫生而变化； 模板底面

11、的清洁程度及开口内壁的状态不断变化；模板底面的清洁程度及开口内壁的状态不断变化； (1)(1)加工合格的模板加工合格的模板 (2)(2)选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏 (3)(3)印刷工艺控制印刷工艺控制 模板厚度与开口尺寸基本要求模板厚度与开口尺寸基本要求: : （IPC7525IPC7525标准）标准） T WT W L L : : 开口宽度开口宽度(W)/(W)/模板厚度模板厚度(T)(T)1.5 1.5 : : 开口面积开口面积(W(WL)/L)/孔壁面积孔壁面积22(L+W)(L+W)T T 0.660.66 与刮刀移动方向垂直的模板开口，因

12、刮刀通过的时间短，与刮刀移动方向垂直的模板开口，因刮刀通过的时间短，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，模板开口长度方向模板开口长度方向与刮刀移动方向垂直与刮刀移动方向垂直模板开口长度方向模板开口长度方向与刮刀移动方向平行与刮刀移动方向平行平行平行垂直垂直 不同的产品要选择不同的焊膏。不同的产品要选择不同的焊膏。（a a）根据产品本身的价值和用途，高可靠产品选择高质量的焊膏。）根据产品本身的价值和用途，高可靠产品选择高质量的焊膏。（b b）根据）根据PCBPCB和元器件存放时间和表面氧化程度选择焊膏的活性。和元器件存放时间和表面氧化程度选择焊膏的活性

13、。 一般采用一般采用RMARMA级；高可靠性产品选择级；高可靠性产品选择R R级；级；PCB PCB 、元器件存放时间长，、元器件存放时间长，表面严重氧化，应采用表面严重氧化，应采用RARA级，焊后清洗。级，焊后清洗。（c c）根据组装工艺、印制板、元器件的具体情况选择合金组分。）根据组装工艺、印制板、元器件的具体情况选择合金组分。 一般镀铅锡印制板采用一般镀铅锡印制板采用63Sn/37Pb63Sn/37Pb；钯金或钯银厚膜端头和引脚可；钯金或钯银厚膜端头和引脚可焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用62Sn/36Pb /2Ag62Sn/36P

14、b /2Ag；水金板一般不要选择含银的焊膏；水金板一般不要选择含银的焊膏；(金与焊料中的锡形成金锡间共金与焊料中的锡形成金锡间共价化合物价化合物AuSn4，焊料中金的含量超过，焊料中金的含量超过3%会使焊点变脆，用于焊会使焊点变脆，用于焊接的金层厚度接的金层厚度1m)。（d d）根据产品对清洁度的要求来选择是否采用免清洗。）根据产品对清洁度的要求来选择是否采用免清洗。 免清洗工艺要选用不含卤素或其它弱腐蚀性化合物的免清洗工艺要选用不含卤素或其它弱腐蚀性化合物的焊膏；焊膏； 高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命安全的高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命安全的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗

15、的焊膏，焊后必须医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必须清洗干净。清洗干净。（e e）BGABGA和和CSPCSP一般都需要采用高质量的免清洗焊膏；一般都需要采用高质量的免清洗焊膏；（f）焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。）焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。合金粉末合金粉末 类型类型80%以上粉以上粉末颗粒尺寸末颗粒尺寸（m） 0.005%的粉末尺寸的粉末尺寸（m） 质量质量 1%的粉的粉末尺寸末尺寸（m） 10%的的微粉微粉颗粒颗粒尺寸尺寸（m）11507518015020275459075203452553452043820453820注：注：“” 表示此项为可选项目，经

16、供需双方同意，此要求表示此项为可选项目，经供需双方同意，此要求 可不作考核。可不作考核。 窄间距时一般选择窄间距时一般选择252545m45m。 SMD引脚间距和焊料颗粒的关系引脚间距和焊料颗粒的关系 细小颗粒的焊膏印刷性比较好，特别对于高密度、窄细小颗粒的焊膏印刷性比较好，特别对于高密度、窄间距的产品，由于模板开口尺寸小，必须采用小颗粒合金间距的产品，由于模板开口尺寸小，必须采用小颗粒合金粉末，否则会影响印刷性和脱摸性。粉末，否则会影响印刷性和脱摸性。 小颗粒合金粉的优点：印刷性好，印刷图形的清晰度高。小颗粒合金粉的优点：印刷性好，印刷图形的清晰度高。 缺点：易塌边，表面积大，易被氧化。缺点

17、：易塌边，表面积大，易被氧化。 长方形长方形 圆形开口圆形开口 球形颗粒的特点：焊膏粘度较低，印刷性好。球形颗球形颗粒的特点：焊膏粘度较低，印刷性好。球形颗粒的表面积小，含氧量低，有利于提高焊接质量，但印刷粒的表面积小，含氧量低，有利于提高焊接质量，但印刷后焊膏图形容易塌落。适用于高密度窄间距的模板印刷，后焊膏图形容易塌落。适用于高密度窄间距的模板印刷，滴涂工艺。目前一般都采用球形颗粒。滴涂工艺。目前一般都采用球形颗粒。 不定形颗粒的特点：合金粉末组成的焊膏粘度高，印不定形颗粒的特点：合金粉末组成的焊膏粘度高，印刷后焊膏图形不易塌落，但印刷性较差。不定形颗粒的表刷后焊膏图形不易塌落，但印刷性较

18、差。不定形颗粒的表面积大，含氧量高，影响焊接质量和焊点亮度。只适用于面积大，含氧量高，影响焊接质量和焊点亮度。只适用于组装密度较低的场合。因此目前一般都不采用不定形颗粒。组装密度较低的场合。因此目前一般都不采用不定形颗粒。可用于穿心电容等较大焊接点场合。可用于穿心电容等较大焊接点场合。 例如模板印刷工艺应选择高黏度焊膏、点胶工艺选择低例如模板印刷工艺应选择高黏度焊膏、点胶工艺选择低黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。 焊膏粘度焊膏粘度 焊膏是一种触变性流体，在外力的作用下能产生流动焊膏是一种触变性流体，在外力的作用下能产生流动 粘度是焊膏的主要特性指标，它是影响印刷

19、性能的重要因粘度是焊膏的主要特性指标，它是影响印刷性能的重要因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的图形残素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的图形残缺不全。缺不全。粘度太小，印刷后焊膏图形容易塌边。粘度太小，印刷后焊膏图形容易塌边。 影响焊膏粘度的主要因素：影响焊膏粘度的主要因素：合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊剂合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊剂百分含量高，粘度就小）百分含量高，粘度就小）粉末颗粒度（颗粒大，粘度减小；颗粒减小，粘度增加）粉末颗粒度（颗粒大，粘度减小；颗粒减小，粘度增加）温度（温度增加，粘度减小；温度降低，粘度增加）温度（温度增加

20、，粘度减小；温度降低，粘度增加） (a) 合金焊料粉含量与黏度的关系合金焊料粉含量与黏度的关系 (b) (b) 温度对黏度的影响温度对黏度的影响 (c) (c) 合金粉末粒度对黏度的影响合金粉末粒度对黏度的影响粘粘度度粘粘度度粘粘度度合金粉末含量（合金粉末含量（wt%）T（） 粒度（粒度（m）(a) (b) (c)(b) (c) 焊膏是触变性流体，焊膏的塌落度主要与焊膏的粘焊膏是触变性流体，焊膏的塌落度主要与焊膏的粘度和触变性有关。触变指数高，塌落度小；触变指度和触变性有关。触变指数高，塌落度小；触变指数低，塌落度大。数低，塌落度大。 影响触变指数和塌落度主要因素：影响触变指数和塌落度主要因素

21、：合金焊料与焊剂的配比，即合金粉末在焊膏中的重合金焊料与焊剂的配比，即合金粉末在焊膏中的重量百分含量；量百分含量；焊剂载体中的触变剂性能和添加量；焊剂载体中的触变剂性能和添加量；颗粒形状、尺寸。颗粒形状、尺寸。 工作寿命是指在室温下连续印刷时，焊膏的粘度随时间工作寿命是指在室温下连续印刷时，焊膏的粘度随时间变化小，焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）稳定；同时变化小，焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）稳定；同时焊膏从被涂敷到焊膏从被涂敷到PCBPCB上上后后到贴装元器件之前保持到贴装元器件之前保持粘结性能；粘结性能；再流焊不失效。一般要求在再流焊不失效。一般要求在常温下放置常温下放置1224小时，至少小

22、时，至少4小时，其性能保持不变。小时，其性能保持不变。 储存期限储存期限是指是指在规定的保存条件下，焊膏从生产日期到在规定的保存条件下，焊膏从生产日期到使用前性能不严重降低，能不失效的正常使用之前的保使用前性能不严重降低，能不失效的正常使用之前的保存期限，一般规定在存期限，一般规定在2 21010下保存一年，至少下保存一年，至少3 36 6个月。个月。 a) a) 必须储存在必须储存在2 21010的条件下；的条件下； b) b) 要求使用前一天从冰箱取出焊膏（至少提前要求使用前一天从冰箱取出焊膏（至少提前2 2小时），待焊膏达小时），待焊膏达到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结；到室温后才能

23、打开容器盖，防止水汽凝结； c) c) 使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀，搅拌棒一定要清洁；使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀，搅拌棒一定要清洁； d) d) 添加完焊膏后，应盖好容器盖；添加完焊膏后，应盖好容器盖； e) e) 免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷间隔超过免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷间隔超过1 1小时，须小时，须将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中；将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中； f) f) 印刷后尽量在印刷后尽量在4 4小时内完成再流焊。小时内完成再流焊。 g) g) 免清洗焊膏修板后免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗；不能用酒精檫

24、洗； h) h) 需要清洗的产品，再流焊后应当天完成清洗；需要清洗的产品，再流焊后应当天完成清洗； i) i) 印刷操作时，要求拿印刷操作时，要求拿PCBPCB的边缘或带手套，以防污染的边缘或带手套，以防污染PCBPCB。 j) j) 回收的焊膏与新焊膏要分别存放回收的焊膏与新焊膏要分别存放通过人工对工作台或对模板作通过人工对工作台或对模板作X X、Y Y、的的精细调整，使精细调整，使PCBPCB的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。角度越小，向下的压力越大，容角度越小，向下的压力越大，容易将焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，易将焊膏注入漏孔中，但也容易

25、使焊膏污染模板底面，造成焊膏图形粘连。一般为造成焊膏图形粘连。一般为45456060。目前自动和半自动。目前自动和半自动印刷机大多采用印刷机大多采用6060。 焊膏的滚动直径焊膏的滚动直径h 915mm较合适较合适 h 过小不利于焊膏漏印（印刷的填充性）过小不利于焊膏漏印（印刷的填充性） h 过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，对焊膏质量不利。对焊膏质量不利。 焊膏的投入量应根据刮刀的长度加入。根据焊膏的投入量应根据刮刀的长度加入。根据PCB组装组装密度（每快密度（每快PCB的焊膏用量），估计出印刷的焊膏用量），估计出印刷100快还快还是是1

26、50快添加一次焊膏。快添加一次焊膏。 刮刀运动方向刮刀运动方向h 焊膏高度（滚动直径）焊膏高度（滚动直径）刮刀压力也是影响印刷质量的重要因素。刮刀压力也是影响印刷质量的重要因素。刮刀压力实际是指刮刀下降的深度，压力太小，可能会刮刀压力实际是指刮刀下降的深度，压力太小，可能会发生两种情况：发生两种情况：第第种情况种情况是由于刮刀压力小，刮刀在是由于刮刀压力小，刮刀在前进过程中产生的向下的前进过程中产生的向下的Y Y分力也小，会造成漏印量不分力也小，会造成漏印量不足；足；第第种情况种情况是由于刮刀压力小，刮刀没有紧贴模板是由于刮刀压力小，刮刀没有紧贴模板表面，印刷时由于刮刀与表面，印刷时由于刮刀与

27、PCBPCB之间存在微小的间隙，因之间存在微小的间隙，因此相当于增加了印刷厚度。另外压力过小会使模板表面此相当于增加了印刷厚度。另外压力过小会使模板表面留有一层焊膏，容易造成图形粘连等印刷缺陷。因此留有一层焊膏，容易造成图形粘连等印刷缺陷。因此。由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反比关由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反比关系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷渗入开口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷缺陷。缺陷

28、。 在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在一定的关系，降速度相当于增加压力，适当降低压力一定的关系，降速度相当于增加压力，适当降低压力可起到提高印刷速度的效果。可起到提高印刷速度的效果。 分离速度增加时，模板与分离速度增加时，模板与PCB间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，造成少印和粘连。小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，造成少印和粘连。 分离速度减慢时，分离速度减慢时，PCB与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，而使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷状态良好。而使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷状态良好。卷入残留焊膏大气压负压模板分离粘着力凝聚力印刷焊膏取样规则印刷焊膏取样规则批次范围取样数量不合格品的允许数量1500130501320050132011000080210001350001253 不良品的判定和调整方法不良品的判定和调整方法