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表面贴装工程

表面贴装工程. ---- 关于 ScreenPrinter 的介绍. 目 录. SMA I ntroduce. 印刷制程. 贴装制程. 焊接制程. 检测制程. 质量控制. ESD. SMT 历史. Screen Printer 内部工作图. Screen Printer 的基本要素. 模板 (Stencil) 制造技术. 锡膏丝印缺陷分析. 在 SMT 中使用无铅焊料. SMT 工艺流程. SMA I ntroduce. Screen Printer. Mount. Reflow. AOI. Squeegee.

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表面贴装工程

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Presentation Transcript

  1. 表面贴装工程 ----关于ScreenPrinter的介绍

  2. 目 录 SMA Introduce 印刷制程 贴装制程 焊接制程 检测制程 质量控制 ESD SMT历史 Screen Printer 内部工作图 Screen Printer 的基本要素 模板(Stencil)制造技术 锡膏丝印缺陷分析 在SMT中使用无铅焊料

  3. SMT工艺流程 SMA Introduce Screen Printer Mount Reflow AOI

  4. Squeegee Solder paste Stencil SMA Introduce Screen Printer Screen Printer 内部工作图 STENCIL PRINTING

  5. SMA Introduce Screen Printer Screen Printer 的基本要素： Solder (又叫锡膏） 经验公式：三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位： 锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou) 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴， 如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之，粘度较差。

  6. 主 要 材 料 作 用 成 分 Sn/Pb Sn/Pb/Ag 焊料合 金粉末 SMD与电路的连接 松香，甘油硬脂酸脂 盐酸，联氨，三乙醇酸 活化剂 金属表面的净化 助 焊 剂 净化金属表面，与SMD保 持粘性 增粘剂 松香，松香脂，聚丁烯 溶 剂 丙三醇，乙二醇 对焊膏特性的适应性 Castor石腊（腊乳化液） 软膏基剂 摇溶性 附加剂 防离散，塌边等焊接不良 SMA Introduce Screen Printer 锡膏的主要成分：

  7. Squeegee Stencil 45-60度角 Squeegee 10mm Stencil 拖裙形刮刀 45度角 菱形刮刀 SMA Introduce Screen Printer 菱形刮刀 聚乙烯材料 或类似材料 Squeegee(又叫刮板或刮刀） 拖裙形刮刀 金属

  8. Squeegee的压力设定： SMA Introduce Screen Printer 第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。 第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加 1kg的压力 第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。 Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分： very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色

  9. Stencil (又叫模板）： SMA Introduce Screen Printer Stencil的梯形开口 PCB Stencil 激光切割模板和电铸成行模板 Stencil的刀锋形开口 PCB Stencil 化学蚀刻模板

  10. SMA Introduce Screen Printer

  11. 模板制造技术 缺 点 简 介 优 点 在金属箔上涂抗蚀保护剂 用销钉定位感光工具将图 形曝光在金属箔两面，然 后使用双面工艺同时从两 面腐蚀金属箔 形成刀锋或沙漏形状 成本最低 周转最快 化学蚀刻模板 纵横比1.5：1 要涉及一个感光工具 提供完美的工艺定位 通过在一个要形成开孔的 基板上显影刻胶，然后逐 个原子，逐层地在光刻胶 周围电镀出模板 电镀工艺不均匀失去 密封效果 没有几何形状的限制 电铸成行模板 改进锡膏的释放 密封块可能会去掉 纵横比1：1 错误减少 直接从客户的原始Gerber 数据产生，在作必要修改 后传送到激光机，由激光 光束进行切割 激光光束产生金属熔渣 消除位置不正机会 激光切割模板 造成孔壁粗糙 纵横比1：1 SMA Introduce Screen Printer 模板(Stencil)制造技术:

  12. 材 质 性 能 不 锈 钢 尼 龙 聚 脂 抗拉强度 极高 中等 高 耐化学性 极好 好 好 吸 水 率 不吸水 24% 0.4% 网目范围 30-500 16-400 60-390 尺寸稳定性 极佳 差 中等 极佳 耐磨性能 中等 中等 弹性及延伸率 差(0.1%) 极佳（2%） 佳（2%） 连续印次数 2万 4万 4万 破坏点延伸率 40-60% 20-24% 10-14% 油量控制 差 好 好 纤维粗细 细 较粗 粗 价 格 高 低 中 SMA Introduce Screen Printer 模板(Stencil)材料性能的比较:

  13. SMA Introduce Screen Printer 锡膏丝印缺陷分析: 问题及原因 对 策 • 搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。 • 提高锡膏中金属成份比例（提高到88 %以上）。 • 增加锡膏的粘度（70万 CPS以上） • 减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目） • 降低环境的温度（降至27OC以下） • 降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度） • 加强印膏的精准度。 • 调整印膏的各种施工参数。 • 减轻零件放置所施加的压力。 • 调整预热及熔焊的温度曲线。

  14. SMA Introduce Screen Printer 锡膏丝印缺陷分析: 问题及原因 对 策 • 2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致. • 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似. • 避免将锡膏暴露于湿气中. • 降低锡膏中的助焊剂的活性. • 降低金属中的铅含量. • 减少所印之锡膏厚度 • 提升印着的精准度. • 调整锡膏印刷的参数.

  15. SMA Introduce Screen Printer 锡膏丝印缺陷分析: 问题及原因 对 策 • 增加印膏厚度,如改变网布或板膜等. • 提升印着的精准度. • 调整锡膏印刷的参数. • 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。 • 降低金属含量的百分比。 • 降低锡膏粘度。 • 降低锡膏粒度。 • 调整锡膏粒度的分配。 • 4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因. • 5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.

  16. SMA Introduce Screen Printer 锡膏丝印缺陷分析: 问题及原因 对 策 • 增加锡膏中的金属含量百分比。 • 增加锡膏粘度。 • 降低锡膏粒度。 • 降低环境温度。 • 减少印膏的厚度。 • 减轻零件放置所施加的压力。 • 增加金属含量百分比。 • 增加锡膏粘度。 • 调整环境温度。 • 调整锡膏印刷的参数。 • 6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。 • 7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。

  17. SMA Introduce Screen Printer 在SMT中使用无铅焊料： 在前几个世纪，人们逐渐从 医学和化学上认识到了铅（PB） 的毒性。而被限制使用。现在电 子装配业面临同样的问题，人们 关心的是：焊料合金中的铅是否 真正的威胁到人们的健康以及环 境的安全。答案不明确，但无铅 焊料已经在使用。欧洲委员会初 步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是 要为将来的变化作准备。

  18. 熔点范围 说 明 无铅焊锡化学成份 48Sn/52In 118°C 共熔 低熔点、昂贵、强度低 42Sn/58Bi 138°C 共熔 已制定、Bi的可利用关注 91Sn/9Zn 199°C 共熔 渣多、潜在腐蚀性 218°C 共熔 93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu 高强度、很好的温度疲劳特性 95.5Sn/3.5Ag/1Zn 218~221°C 高强度、好的温度疲劳特性 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu 209°~ 212°C 高强度、好的温度疲劳特性 99.3Sn/0.7Cu 227°C 高强度、高熔点 232~240°C 95Sn/5Sb 好的剪切强度和温度疲劳特性 65Sn/25Ag/10Sb 233°C 摩托罗拉专利、高强度 96.5Sn/3.5Ag 221°C 共熔 高强度、高熔点 97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag 226~228°C 高熔点 SMA Introduce Screen Printer 无铅锡膏熔化温度范围：

  19. 无铅焊接的影响 无铅焊接的问题 最低成本超出45%左右 生产成本 高出传统焊料摄氏40度 元件和基板方面的开发 焊接温度提升 回流炉的性能问题 品质标准受到影响 生产线上的品质标准 稀有金属供应受限制 无铅焊料的应用问题 无铅焊料开发标准不统一 无铅焊料开发种类问题 焊点的寿命缺乏足够的实验证明 无铅焊料对焊料的可靠性问题 SMA Introduce Screen Printer 无铅焊接的问题和影响：

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