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印刷紅膠工藝淺析

印刷紅膠工藝淺析
     1.隨著電子行業的飛速發展,一些大型的電子加工企業,從*初的珠江三角洲到長江三角洲,乃至到現在的津京和環渤海一帶,SMT已經成為主流,從*早的手貼片到現在的自動化設備貼片,大部分都是采用SMT焊茄子视频APP工藝,但是很多公司的產品有避免不了的插裝器件生產(如電腦顯示器等產品),於是出現了較早的紅膠工藝和較晚出現的通孔波峰焊工藝。但是紅膠工藝的生產對於波峰焊的控製和PCB的可製造性設計都有很嚴格的要求,以下我隻介紹印刷紅膠工藝的設計、工藝參數等一係列要求.

  2.通過產品的試驗,從器件的封裝、插孔的封裝、器件布局的合理設計、模板的開孔技術要求、波峰焊參數的合理調整,線路板焊接一次性合格率達到92%以上(該產品上有6個20pin以上的IC,一個48pin的QFP)。波峰焊接後隻做微小的修複就可以達到100%的合格率,但焊接效率和手工焊相比,提高了3倍以上。

  3.以下是一些具體設計要求共享給SMT同行和各位專家。

  a.對於模板的厚度和開口要求
  (1) 模板厚度:0.2mm
  (2) 模板開口要求:IC的開口寬度是兩個焊盤寬度的1/2,可以開多個小圓孔。

  b.器件的布局要求

  (1) Chip元件的長軸應垂直於波峰焊機的傳送帶方向;集成電路器件長軸應平行於波峰焊機的傳送帶方向。
  (2)為了避免陰影效應,同尺寸元件的端頭在平行於焊料波方向排成一直線;不同尺寸的大小元器件應交錯放置;小尺寸的元件要排布在大元件的前方;防止元件體遮擋焊接端頭和引腳。當不能按以上要求排布時,元件之間應留有3~5mm間距。
  (3)元器件的特征方向應一致。如:電解電容器極性、二極管的正極、三極管的單引腳端應該垂直於傳輸方向、集成電路的**腳等。

  c.元件孔徑和焊盤設計

  (1) 元件孔一定要安排在基本格、1/2基本格、1/4基本格上,插裝元件焊盤孔和引腳直徑的間隙為焊錫能很好的濕潤為止。
  (2) 高密度元件布線時應采用橢圓焊盤圖形,以減少連錫。

  d.波峰焊工藝對元器件和印製板的基本要求

  (1)應選擇三層端頭結構的表麵貼裝元件,元件體和焊端能經受兩次以上260攝氏度波峰焊的溫度衝擊。焊接後器件體不損壞或變形,片式元件端頭無脫帽現象。
  (2) 基板應能經受260攝氏度/50s的耐熱性。銅箔抗剝強度好,阻焊層在高溫下仍有足夠的粘附力,焊接後阻焊層不起皺。
  (3) 線路板翹曲度小於0.8-1.0%
  波峰焊參數的設計

  (1)助焊劑係統:發泡風量或助焊劑噴射壓力要根據助焊劑接觸PCB底麵的情況確定:助焊劑噴塗量要求在印製板底部有均勻而薄薄的一層,助焊劑塗覆方式有塗刷發泡和定量噴射兩種。
  A 采用塗覆和發泡方式必須控製助焊劑的比重,助焊劑的比重一般控製在0.8-0.83之間。
  B采用定量噴射方式時,焊劑是密閉在容器內的,不會揮發、不會吸收空氣中的水分、不會被汙染,因此焊劑成分能保持不變。關鍵要求噴頭能控製噴霧量,應經常清理噴頭,噴射孔不能堵。
  (2)預熱溫度:根據波峰焊機預熱區的實際情況設定(90-130攝氏度)。預熱的作用:將助焊劑中的溶劑揮發掉,這樣可以減少焊接時產生氣體;助焊劑中鬆香和活性劑開始分解和活性化,可以去除印製板焊盤、元器件端頭和引腳表麵的氧化膜以及其他汙染物,同時起到保護金屬表麵防止發生再氧化的作用;使得印製板和元器件充分預熱,避免焊接時急劇升溫產生熱應力損壞印製板和元器件。

  4.焊接溫度和時間:焊接過程是焊接金屬表麵、熔融焊料和空氣等之間相互作用的複雜過程,必須控製好焊接溫度和時間。如果焊接溫度偏低,液體焊料的粘度大,不能很好的在金屬表麵潤濕和擴散,容易產生拉尖、橋連和焊接表麵粗糙等缺陷,如果焊接溫度過高,容易損壞元器件,還會產生焊點氧化速度加快、焊點發烏、焊點不飽滿等問題。根據印製板的大小、厚度、印製板上元器件的多少和大小來確定波峰焊溫度,波峰焊溫度一般為250攝氏度正負5攝氏度,由於熱量是溫度和時間的函數,在一定溫度下焊點和元件受熱的熱量隨時間的增加而增加,波峰焊的焊接時間通過調整傳輸帶的速度來控製,傳輸帶的速度要根據不同型號波峰焊的長度和波峰寬度來調整,以每個焊點接觸波峰的時間來表示焊接時間,一般**波峰焊接時間為2.5-4s。板爬坡角度和波峰高度:印製板爬坡角度一般為3-7度,建議5.5-6度。有利於排除殘留在焊點和元件周圍由焊劑產生的氣體。例如:有SMD時如果設計時通孔比較少,爬坡角度(傾斜角)應該大一些,適當的爬坡角度可以避免漏焊,起到排氣作用;波峰高度一般控製在印製板厚的2/3和3/4處。

  5.波峰焊工藝參數的綜合調整:這對提高波峰焊質量非常重要的。焊接溫度和時間是形成良好焊點的首要條件。焊接溫度和時間與預熱溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關係。綜合調整工藝參數時首先要保證焊接溫度和時間。有鉛雙波峰焊的**個波峰一般在220-230攝氏度/1s左右,**個波峰一般在230-240攝氏度/3s左右,兩個波峰的總時間控製在4-7s左右。銅含量不能超過1%,銅含量增大後,錫的表麵張力也增大,熔點也高了,所以建議波峰焊一個月撈一次銅,維護是將錫爐設在200度左右等待4-8小時後再撈錫爐表麵的含銅雜(Cn6Sn5)。
 6.紅膠的選擇和使用

  (1)由於不是點膠工藝,而是印刷紅膠工藝,所以對紅膠的觸變指數和粘度有一定要求,如果觸變指數和粘度不好,印刷後成型不好,即塌陷現象,這樣會有部分IC的本體粘不上紅膠而備掉。(參考觸變指數:4-5;參考粘度:(8-10)x1000000)

  (2) 粘在線路板上未固化的膠可用丙酮或丙二醇醚類擦掉或用紅膠專用清洗劑清洗。

  (3)將未開口的產品冷藏於2-10℃的幹燥處,存儲期為6個月(以包裝外出廠日期為準)。使用前,先將產品恢複至室溫,回溫4小時以上。

  (4) 選擇固化時間小90-120秒,而固化溫度在150度左右較好。

  (5) 要有良好的耐熱性和優良的電氣性能,以及極低的吸濕性和高的穩定性。

  7.印刷機參數調整注意事項

  (1) 壓力在4.5公斤左右
  (2) 紅膠加量要使紅膠在模板上滾動為*好
  (3) SNAP OFF中距離設為0.05mm,速度設為:2等級。
  (4) 自動擦網頻率設為2。
  (5) 生產結束後模板上的紅膠在5天內不再使用時報廢處理
  (6) 紅膠一定要準確印刷在兩個焊盤中間,不能偏移。

 

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