1-印刷焊膏技术讲解

• 模板 • PCB • a焊膏在刮板前滚动前进 b产生将焊膏注入漏孔的压力 c切变力使焊膏注入漏孔
•
X
•
•
Y
F
• 刮刀的推动力F可分解为
• 推动焊膏前进分力X和
• 将焊膏注入漏孔的压力Y
•
• 焊膏印刷原理示意图
d焊膏释放（脱模）
焊膏在刮板前滚动，才能产生将焊膏注入开口的压力
• 刮板
焊膏
焊膏滚动
印刷时焊膏填充模板开口的情况 脱模
(e) 环境温度、湿度、以及环境卫生——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 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。
• （一般要求环境温度23±3℃，相对湿度45~70%）
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动态工艺。 ① 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。 ② 焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境 卫生而变化； ③ 模板底面的清洁程度及开口内壁的状态不断变化；
• 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； ②双向印刷
• 双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。
• 传统的印刷方式——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 种印刷方式。
• 新型的印刷方式——随着SMT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 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DEK公司和美国MPM公司推出的刮刀旋转 45°以及密封式ProFlow（捷流）导流包印刷技术。最近日本 Minami公司和Hitachi公司相继推出了单向旋转和双向密闭型 印刷技术。这些新技术适合免清洗、无铅焊接、高密度、高速 度印刷的要求。
(b) 其次是焊膏质量——焊膏的黏度、印刷性（滚动性、转移 性）、触变性、常温下的使用寿命等都会影响印刷质量。
(c) 印刷工艺参数——刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角 度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只有正 确控制这些参数，才能保证焊膏的印刷质量。
(d) 设备精度方面——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。
(c) 开口壁的形状和光滑度：开口壁光滑、喇叭口向 下或垂直时焊膏释放顺利。
开口面积B
开口壁面积A
PCB
放大后的焊膏印刷脱模示意图 Fs——焊膏与PCB焊盘之间的粘合力：与开口面积、焊膏黏度有关 Ft——焊膏与开口壁之间的摩檫阻力：与开口壁面积、光滑度有关 A——焊膏与模板开口壁之间的接触面积； B——焊膏与PCB焊盘之间的接触面积(开口面积)
1. 工艺目的
• 把适量的焊膏均匀地施加在PCB的焊盘上,以保证 贴片元器件与PCB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。
2. 施加焊膏要求
(a) 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 膏图形与焊盘图形要尽量不要错位。
(b) 在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右。对窄 间距元器件，应为0.5mg/mm2左右。
• (a) 传统开放式 (b) 单向旋转式 (c) 固定压入式 (d) 双向密闭型 各种不同形式的印刷技术示意图
4. 影响印刷质量的主要因素
(a) 首先是模板质量——模板印刷是接触印刷，因此模板厚度 与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接， 焊膏量过少会产生焊锡不足或虚焊。模板开口形状以及开口 是否光滑也会影响脱模质量。
(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 覆盖焊盘的面积，应在75%以上。
(d) 焊膏印刷后应无严重塌落，
• 边缘整齐，错位不大于0.2mm，
• 对窄间距元器件焊盘，Biblioteka • 错位不大于0.1mm。
(e) 基板不允许被焊膏污染。
•
SJ/T10670标准 免清洗要求 无铅要求
•
焊膏缺陷
3. 印刷焊膏的原理
• 焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定 速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动 焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的 压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产 生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入 网孔或漏孔。
• 刮板
焊膏
中间，前后呈45°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 焊膏量不易控制，并容易污染刮刀头。 • 拖尾形刮刀——一般都采用双刮刀形式。刮刀的角度 一般为45°~ 60°。
各种不同形状的刮刀
RUB
MET
橡胶刮刀 金属刮刀 橡胶＋金属刮刀
各种常用的刮刀
(d) 印刷方式 ①单向印刷（刮刀只能作一个方向印刷）
3.1 影响焊膏脱模质量的因素
(a) 模板开口尺寸：开口面积B与开口壁面积A比＞ 0.66时焊膏释放（脱模）顺利。 面积比＞0.66，焊膏释放体积百分比＞80% 面积比＜0.5，焊膏释放体积百分比＜ 60%
(b) 焊膏黏度：焊膏与PCB焊盘之间的粘合力Fs＞焊膏 与开口壁之间的摩擦力Ft时焊膏释放顺利。
• 橡胶刮刀的硬度： 肖氏（shore）75度~ 85度。 ②金属刮刀
• 金属刮刀耐磨、使用寿命长（约10万次，是聚胺酯的10倍左 右）。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 寿命长，应用最广泛。
(b) 刮刀形状和结构 • 橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种。 • 菱形刮刀——是将10mm×10mm的方形聚胺脂夹在支架
•
(a) 垂直开口
(b) 喇叭口向下 (c) 喇叭口向上
•
易脱模
易脱模
脱模差
• 模板开口形状示意图
3.2 刮刀材料、形状及印刷方式
(a) 刮刀材料
①橡胶（聚胺酯）刮刀
• 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）或印制板上已经做好倒装 片的（模板上加工了凸起保护）模板印刷。
1- 印刷焊膏技术
顾霭云 2009年
内容
1. 工艺目的 2. 施加焊膏要求 3. 印刷焊膏的原理 4. 影响印刷质量的主要因素 5. 提高印刷质量的措施
• 焊膏印刷是保证SMT质量的关键工序。 • 据资料统计，在PCB设计正确、元器件和印制板质
量有保证的前提下，表面组装质量问题中有70%的 质量问题出在印刷工艺。