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1、毕业设计计报告(论论文)报告(论论文)题题目:SSMT生生产过程程中的印印刷通用用工艺 作者所在在系部: 电电子与控控制工程程学院 完 成 时 间间 : 220155年6月月17日日 北华航天天工业学学院教务务处制北华航天天工业学学院电子子工程系系毕业设计计(论文文)任务务书姓 名:专 业:班 级:学号:指导教师师:职 称:完成时间间:20155.6.17毕业设计计(论文文)题目目:SMT生生产过程程中的印印刷通用用工艺设计目标标:通过写这这篇论文文了解更更多关于于SMTT生产过过程中的的印刷通通用工艺艺的知识识,对印印刷有一一个更深深层次的的理解。技术要求求:1 了解焊膏膏的使用用。2 认识
2、并了了解印刷刷机。3 能够分析析出模板板对印刷刷的影响响。4 能够找出出并解决决印刷缺缺陷。所需仪器器设备:手动印刷刷机、半半自动印印刷机、全全自动印印刷机 成果验收收形式:论文答辩辩参考文献献:表面组组装工艺艺基础、现现代电子子产品工工艺、电电子工艺艺与课程程设计时间安排15周-6周周立题论证证39周-133周导师更改改27周-8周周准备论文文414周-116周论文答辩辩指导教师师:教研室室主任:系主任任:北华航天工业学院毕业论文摘 要焊膏印刷刷是整个个SMTT中较为为关键的的一道程程序,印印刷工艺艺涉及到到印刷机机、焊膏膏、印刷刷网版以以及印刷刷过程和和各种参参数等诸诸多要素素。印刷刷的好
3、坏坏直接影影响到电电子产品品的性能能及质量量。随着着电子技技术的飞飞速发展展,PCCB板电电路的集集成度和和复杂度度越来越越高,贴贴片元件件占到了了元件总总数500990。表表面组装装技术(SSMT)已已成为当当今电子子装联技技术中最最通用的的技术,而而焊膏印印刷是SSMT基基本工艺艺中的一一道关键键工序,其其质量直直接影响响到SMMD组装装的质量量和效率率。在SMTT中印刷刷主要依依靠印刷刷机将焊焊膏印制制在电路路板上元元件放置置的焊盘盘上,再再由贴片片机将电电子元件件贴装到到电路板板的焊盘盘上,利利用焊膏膏的黏附附性将元元件暂时时固定,接接着进行行热熔焊焊接,焊焊膏在加加热至一一定温度度时
4、液化化,并在在重力和和表面张张力的作作用下铺铺展,冷冷却后便便将原件件与印刷刷电路板板连接在在一起焊焊点。印印刷质量量直接影影响到表表面组装装元件的的性能和和可靠性性。焊焊焊膏印刷刷工艺技技术是焊焊点质量量和产品品最终质质量的保保障。有有关统计计表明,SSMT生生产中66070的焊接接缺陷与与焊膏的的印刷有有关,由由此可见见焊膏印印刷的重重要性。本本文对SSMT实实际印刷刷工艺中中常见的的缺陷进进行分析析,得出出降低印印刷缺陷陷的具体体方法,最最终降低低印刷工工艺对产产品焊接接的缺陷陷。关键词 印刷刷工艺 SMMT 锡膏 模板板IV目 录第1章绪绪论1第2章焊焊锡膏222.1 印刷焊焊膏的原原
5、理22.2 焊膏的的分类222.3 焊锡膏膏的组成成22.4影影响焊膏膏特性的的主要参参数32.5焊焊膏使用用时的工工艺32.6焊焊膏的选选择52.7施施加焊膏膏的方法法62.8焊焊膏的储储存7第3章贴贴片胶883.1 贴片胶胶的分类类83.2 贴片胶胶的组成成83.3 贴片胶胶的性能能及其评评估93.4 表面组组装工艺艺对贴片片胶的要要求123.5贴贴片胶的的使用工工艺要求求12第4章印印刷模板板144.1 模板概概述144.2 印刷模模板类型型144.2.1 模模板的结结构144.2.2 金金属模板板的制造造方法1154.3 钢网设设计154.3.1 模模板的开开口尺寸寸154.3.2 模
6、模板的厚厚度154.3.3钢网对对锡膏的的影响116第5章印印刷机简简介175.1 印刷机机的分类类175.1.1 手手动印刷刷机175.1.2 半半自动印印刷机1185.1.3全自动动印刷机机195.2 印刷机机的作用用205.3 印刷机机的工作作原理2205.4焊焊膏印刷刷工艺2205.5影影响焊膏膏印刷的的主要工工艺参数数25第6章常常见的印印刷缺陷陷及解决决方法2286.1 少锡286.2 错位296.3 塌边296.4拉拉尖306.5 多锡或或焊膏厚厚度偏大大31第7章结结论33致谢344参考文献献35SMT生生产过程程中的印印刷通用用工艺第1章 绪论论从20世世纪600年代问问世以
7、来来,历经经五十余余年的发发展,已已经进入入崭新的的成熟阶阶段,不不仅成为为现代电电子组装装技术的的主流,而而且将继继续向高高精度高高密度的的技术发发展。随随着电子子产品制制造技术术的进步步,微小小型的片片式单元元代替了了原有的的晶体类类电子元元器件。由由于SMMT组装装的电子子产品在在体积、性性能、功功能以及及价位等等方面具具有综合合优势,故故作为新新兴的电电子组装装技术,SSMT已已经广泛泛地应用用到电子子产品组组装的各各个领域域。随着元件件封装的的飞速发发展,越越来越多多的PBBGA、CCBGAA、CCCGA、QQFN、002011和0110055阻容元元件等得得到广泛泛应用,表表面贴装
8、装技术亦亦随之快快速发展展,在其其生产过过程中,焊焊膏印刷刷对于整整个生产产过程的的影响和和作用越越来越受受到工程程师们的的重视。获获得好的的焊接质质量,首首先要重重视的就就是焊膏膏的印刷刷。生产产中不但但要掌握握和运用用焊膏印印刷技术术,并且且要求能能分析其其中产生生问题的的原因,并并将改进进措施运运用回生生产实践践中。印印刷机是是用来印印刷焊膏膏或贴片片胶的。印印刷机将将在PCCB的焊焊盘上施施加适量量的焊膏膏,这样样就能够够使贴片片元器件件与PCCB相对对应的焊焊盘达到到良好的的电气连连接,而而且机械械强度也也会达到到要求的的相应值值。印刷刷在保证证SMTT质量方方面起着着非常重重要的作
9、作用。根根据相关关资料我我们得知知,如果果PCBB设计、印印刷板与与元器件件质量都都没有问问题,那那么在表表面组装装问题中中出现的的质量问问题700%都是是在印刷刷工艺方方面。本课题就就从印刷刷工艺入入手,讲讲述从焊焊膏到印印刷机再再到印刷刷后出现现的缺陷陷等一系系列的有有关印刷刷的问题题。第2章 焊锡锡膏2.1 印刷焊焊膏的原原理焊膏和贴贴片胶都都是触变变流体,具具有粘性性。当刮刮刀以一一定速度度和角度度向前移移动时,对对焊膏(或或贴片胶胶)产生生一定的的压力,推推动焊膏膏(或贴贴片胶)在在刮板前前滚动,产产生将焊焊膏(或或贴片胶胶)注入入网孔或或漏孔所所需的压压力,焊焊膏(或或贴片胶胶)的
10、粘粘性摩擦擦力使焊焊膏(或或贴片胶胶)在刮刮板与网网板交接接处产生生切变力力,切变变力使焊焊膏(或或贴片胶胶)的粘粘性下降降,有利利于焊膏膏(或贴贴片胶)顺顺利地注注入网孔孔或漏孔孔。刮刀刀速度、刮刮刀压力力、刮刀刀与网板板的角度度以及焊焊膏(或或贴片胶胶)的粘粘度之间间都存在在一定的的制约关关系。因因此,只只有正确确地控制制这些参参数才能能保证焊焊膏(或或贴片胶胶)的印印刷质量量。2.2焊焊膏的分分类(1)按按合金粉粉末的成成分可分分为:有有铅和无无铅,含含银和不不含银。(22)按合合金熔点点分:高高温、中中温和低低温。(33)按合合金粉末末的颗粒粒度可分分为:一一般间距距和窄间间距。(44
11、)按焊焊剂的成成分可分分为:免免清洗、有有机溶剂剂清洗和和水清洗洗。(55)按焊焊剂活性性可分为为:R(非非活性)、RRMA(中中等活性性)、RRA(全全活性)。(66)按黏黏度可分分为:印印刷用和和滴涂用用。2.3 焊锡膏膏的组成成表2-1 焊膏的组成与功能焊膏是由由合金焊焊料粉、糊糊状焊剂剂和一些些添加剂剂混合而而成的具具有一定定粘性和和良好触触变性的的膏状体体,焊膏膏的组成成与功能能见表22-1。组成功能合金粉末末元器件和和电路的的机械和和电气连连接焊剂活化剂元器件和和电路的的机械和和电气连连接粘接剂提供贴装装元器件件所需的的粘性润湿剂增加焊膏膏和被焊焊件之间间润湿性性溶剂调节焊膏膏特性
12、触变剂改善焊膏膏的触变变性其它添加加剂改进焊膏膏的抗腐腐蚀性、焊焊点的光光亮度及及阻燃性性能等(1)合合金粉末末合金粉末末是焊膏膏的主要要成分。合合金粉末末的组成成、颗粒粒形状和和尺寸是是决定焊焊膏特征征以及焊焊点质量量的关键键因素。目目前最常常用焊膏膏的金属属组分为为Sn663Pbb37和和Sn662Pbb36AAg2。常见焊膏的金属组分、熔化温度与用途见表2-2。表2-22 常见见焊膏的的金属组组分、熔熔化温度度与用途途金属组份熔化温度用途液相线固相线Sn63Pb37183共晶适用于普通表面组装板不适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件Sn60Pb40183188用途同上Sn62Pb36
13、Ag2179共晶适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件(不适用于水金板)Sn10Pb88Ag2268290适用于耐高温元器件及需要两次再流焊表面组装板的首次再流焊(不适用于水金板)Sn96.5Ag3.5221共晶适用于要求焊点强度较高的表面组装板的焊接(不适用于水金板)Sn42Bi58138共晶适用于热敏元器件及需要两次再流焊表面组装板的第二次再流焊(2)焊焊剂焊剂是净净化焊接接表面、提提高润湿湿性、防防止焊料料氧化和和确保焊焊膏质量量以及优优良工艺艺性的关关键材料料。焊剂剂的组成成对焊膏膏的拓展展性、润润湿性、塌塌落度、粘粘性变化化、清洗洗性、焊焊珠飞溅溅及储存存寿命均均有较大大的影响响。
14、焊膏膏中焊剂剂的主要要成分和和功能见见表2-3。表2-33 焊剂的的主要成成分和功功能焊剂成分使用的主要材料功能树脂松香、合成树脂净化金属表面、提高润湿性粘接剂松香、松香脂、聚丁烯提供贴装元件所需的粘性活化剂胺、苯胺、联氨卢化盐、硬脂酸等净化金属表面溶剂甘油、乙醇类、酮类调节焊膏工艺特性其它触变剂、界面活性剂、消光剂防止分散和塌边、调节工艺性2.4影影响焊膏膏特性的的主要参参数(1)合合金焊料料成份、焊焊剂的组组成以及及合金焊焊料与焊焊剂的配配比合金焊料料成份、焊焊剂的组组成以及及合金焊焊料与焊焊剂的配配比是决决定焊膏膏的熔点点、焊膏膏的印刷刷性、可可焊性以以及焊点点质量的的关键参参数。焊焊膏
15、的合合金组分分应尽量量达到共共晶或近近共晶。由由于共晶晶焊料有有共晶点点,当温温度达到到共晶点点时焊料料全部呈呈液相状状态,因因此焊点点凝固时时形成的的结晶颗颗粒最致致密,焊焊点强度度最高。合金焊料料与焊剂剂的配比比是以合合金焊料料在焊膏膏中的重重量百分分含量来来表示的的。合金金焊料重重量百分分含量直直接影响响焊膏的的黏度和和印刷性性,因此此要根据据不同的的焊剂系系统以及及施加焊焊膏的方方法选择择合适的的合金焊焊料重量量百分含含量。一一般合金金焊料百百分含量量在755%990%。Sn/Pb合金二元晶相图如图2-1所示。免清洗焊焊膏和模模板印刷刷工艺用用的合金金焊料百百分含量量高一些些,一般般在
16、855%990%;滴涂工工艺用的的合金焊焊料百分分含量低低一些,一一般在775%85%。图2-11 SSn/PPb合金金二元晶晶相图(2)合合金焊料料粉末颗颗粒尺寸寸、形状状和分布布焊料合金金粉末颗颗粒尺寸寸、形状状及其均均匀性是是影响焊焊膏性能能的重要要参数,会会影响焊焊膏的印印刷性、脱脱模性和和可焊性性。细小小颗粒的的焊膏印印刷性比比较好,特特别是对对于高密密度、窄窄间距的的产品,由由于模板板开口尺尺寸小,必必须采用用小颗粒粒合金粉粉末,否否则会影影响印刷刷性和模模性。一一般焊料料颗粒直直径约为为模板开开口尺寸寸的1/5。小小颗粒合合金粉的的焊膏印印刷图形形清晰度度高,但但容易塌塌边,由由
17、于细小小颗粒的的表面积积大,被被氧化的的程度和和机会也也多,因因此,组组装密度度不高时时,在不不影响印印刷性的的情况下下可适当当选择粗粗一点的的合金粉粉末,既既有利于于提高可可焊性,又又可降低低焊膏的的成本。合金粉末末的形状状也会影影响焊膏膏的印刷刷性、脱脱模性和和可焊性性。球形形颗粒的的合金粉粉末组成成的焊膏膏粘度较较低,印印刷后焊焊膏图形形容易塌塌落,印印刷性好好,适用用范围广广,尤其其适用于于高密度度窄间距距的丝网网与金属属模板印印刷。球球形颗粒粒的表面面积小,含含氧量低低,焊点点光亮,有有利于提提高焊接接质量。因因此目前前一般都都采用球球形颗粒粒。不定定形颗粒粒的合金金粉末组组成的焊焊
18、膏粘度度高,印印刷后焊焊膏图形形不易塌塌落,而而且不定定形颗粒粒的尺寸寸大,印印刷性较较差,只只适用于于组装密密度较低低的金属属模板及及较粗的的丝网印印刷。另另外由于于不定形形颗粒的的表面积积大,含含氧量高高,影响响焊接质质量和焊焊点亮度度。因此此目前一一般都不不采用不不定形颗颗粒。但但由于不不定形颗颗粒的加加工成本本较低,因因此在组组装密度度不大、要要求不高高以及穿穿心电容容等较大大焊接点点的场合合可以应应用。合金粉末末颗粒的的均匀性性也会影影响焊膏膏的印刷刷性和可可焊性,所所以要控控制较大大颗粒与与微粉颗颗粒的含含量。大大颗粒影影响漏印印性,过过细的微微粉颗粒粒在再流流焊预热热升温阶阶段容
19、易易随溶剂剂的挥发发飞溅,形形成小锡锡珠。因因此小于于20m的微微粉颗粒粒含量应应控制在在10%以下。(3)粘粘度焊膏是一一种触变变性流体体,在外外力的作作用下能能产生流流动。粘粘度是焊焊膏的主主要特性性指标,它它是影响响印刷性性能的重重要因素素。粘度度太大,焊焊膏不易易穿出模模板的漏漏孔,会会导致印印出的图图形残缺缺不全。影响焊膏膏粘度的的主要因因素有:合金焊焊料粉的的百分含含量、合合金粉末末颗粒大大小和温温度。合合金焊料料粉含量量高,粘粘度就大大;焊剂剂百分含含量高,粘粘度就小小。合金金焊料粉粉含量与与粘度的的关系如如图2-2所示。合合金粉末末颗粒尺尺寸增大大,粘度度减小;粉末颗颗粒尺寸寸
20、减少,粘粘度增加加。合金金粉末颗颗粒大小小对粘度度的影响响如图22-3所示。温温度增加加,焊膏膏粘度减减小;温温度降低低,焊膏膏粘度增增加。温温度对粘粘度的影影响如图图2-4所示。 图2-2 合金焊焊料粉含含量与粘粘度的关关系图2-33 合合金粉末末颗粒大大小对粘粘度的影影响 图2-4 温度对对粘度的的影响(4)触触变指数数和塌落落度焊膏是触触变性流流体,焊焊膏的塌塌落度主主要与焊焊膏的粘粘度和触触变性有有关。触触变指数数高,塌塌落度小小;触变变指数低低,塌落落度大。触触变指数数和塌落落度主要要和合金金焊料的的配比,即即合金粉粉末在含含高中的的重量百百分含量量有关,还还与焊接接载体中中的触变变
21、剂性能能和添加加量有关关。(5)工工作寿命命和储存存期限工作寿命命是指在在室温下下连续印印刷时,焊焊膏的粘粘度随时时间变化化小,焊焊膏不易易干燥,印印刷性(滚动性性)稳定,同同时焊膏膏从被涂涂敷到PPCB上上后至贴贴装元器器件之前前,以及及再流焊焊时不失失效的时时间长短短。一般般要求在在常温下下放置112224小时时,至少少4小时时,其性性能保持持不变。储存期限限是指在在规定的的保存条条件下,焊焊膏从出出厂到应应用,其其性能不不会严重重降低、能能够不失失效的正正常使用用前的保保存期限限。一般般规定在在2110下保存存一年,至至少36个月月。2.5焊焊膏使用用时的工工艺(1)使使用方法法(开封封
22、前)开封前须须将焊膏膏温度回回升到使使用环境境温度上上(232),回温温时间为为6112小时时,并禁禁止使用用其他加加热器使使其温度度瞬间上上升的做做法;回回温后须须充分搅搅拌,使使用搅拌拌机的搅搅拌时间间为34分钟钟,视搅搅拌机机机种而定定。或者者手动使使用搅拌拌刀顺着着一个方方向搅拌拌233分钟,然然后用搅搅拌刀挑挑起小许许焊膏,让让焊膏自自然落下下,焊膏膏慢慢逐逐段落下下,则搅搅拌充分分。(2)使使用方法法(开封封后)a.将焊焊膏约22/3的的量添加加于钢网网上,尽尽量保持持以不超超过1罐罐的量于于钢网上上。b.视生产产速度,以以少量多多次的添添加方式式补足钢钢网上的的焊膏量量,以维维持
23、焊膏膏的品质质。c.当天天未使用用完的焊焊膏,不不可与尚尚未使用用的焊膏膏共同放放置,应应另外存存放在别别的容器器之中。焊焊膏开封封后在室室温下建建议244小时内内用完。2.6焊焊膏的选选择主要根据据产品本本身的价价值和用用途、表表面组装装板的组组装密度度、PCCB和元元器件存存放时间间和表面面氧化程程度、生生产线工工艺条件件等实际际情况来来选择焊焊膏。不不同的产产品要选选择不同同的焊膏膏。焊膏合金金粉末的的组分、纯纯度及含含氧量、颗颗粒形状状和尺寸寸、焊剂剂的成分分与性质质等是决决定焊膏膏特性以以及焊点点质量的的关键因因素。(1)根根据产品品本身的的价值和和用途选选择。高高可靠性性的产品品需
24、要高高质量的的焊膏。(2)根根据PCCB和元元器件存存放时间间和表面面氧化程程度来选选择焊膏膏的活性性。一般般采用RRMA级级;高可可靠性产产品、航航天和军军工产品品可选择择R级;PCBB、元器器件存放放时间长长,表面面严重氧氧化,应应采用RRA级,焊焊后清洗洗。(3)根根据产品品的组装装工艺、印印制板、元元器件的的具体情情况选择择焊膏合合金组分分。一般般镀铅锡锡印制版版采用663Snn/377Pb;钯金或或钯银厚厚膜端头头和引脚脚可焊性性较差的的元器件件、要求求焊点质质量高的的印制板板采用662Snn/366Pb/2Agg;水金金板一般般不要选选择含银银的焊膏膏。(4)根根据产品品(表面面组
25、装板板)对清清洁度的的要求来来选择是是否采用用免清洗洗。对免免清洗工工艺要选选用不含含卤素或或其它强强腐蚀性性化合物物的焊膏膏;高可可靠性产产品、航航天和军军工产品品以及高高精度、微微弱信号号仪器仪仪表以及及涉及生生命安全全的医用用器材要要采用水水清洗或或溶剂清清洗的焊焊膏,焊焊后必须须清洗干干净。(5)BBGA和和CSPP一般都都需要采采用免清清洗焊膏膏。(6)焊焊接热敏敏元件时时,应选选用含铋铋的低熔熔点焊膏膏。(7)根根据PCCB的组组装密度度(有无无窄间距距)来选选择合金金粉末颗颗粒度。2.7施施加焊膏膏的方法法施加焊膏膏的方法法有三种种:滴涂涂式(即即注射式式,滴涂涂式又分分为手动动
26、和自动动滴涂机机两种方方法)、丝丝网印刷刷和金属属模板印印刷。各各种方法法的适用用范围如如下:(1)手手工滴涂涂法,手手工滴涂涂法用于于小批量量生产,或或新产品品的模型型样机和和性能样样机的研研制阶段段,以及及生产中中修补,更更换元件件等。(2)丝丝网印刷刷,丝网网印刷用用于元器器件焊盘盘间距较较大、组组装密度度不高的的中小批批量生产产中。(3)金金属模板板印刷,金金属模板板印刷用用于大批批量生产产、组装装密度大大以及有有多引线线窄间距距器件的的产品(窄间距距器件是是指引脚脚中心距距不大于于0.665的的表面组组装器件件,也指指长宽不不大于11.60.88的表表面组装装元件。)由于金属模板印刷
27、质量比较好,而且金属模板使用寿命长,因此一般应优先采用金属模板印刷工艺。2.8焊焊膏的储储存(1)焊焊膏应以以密封形形式保存存在恒温温、恒湿湿的专用用冷藏 柜内,有有铅与无无铅锡膏膏分开储储存。(2)温温度在约约为(210),温度度过高,焊焊剂与合合金焊料料粉起化化学反应应,使粘粘度上升升影响其其印刷和和焊接性性能;温温度过低低(低于00 ),焊剂剂中的松松香会产产生结晶晶现象,使使焊膏形形状恶化化,这样样在解冻冻后会危危及锡膏膏的流变变特征。(3)一一般保存存时间自自生产日日期起66个月。50第3章 贴片片胶贴片胶是是应用于于表面组组装的特特种胶黏黏剂,又又称为表表面组装装用黏结结剂、贴贴片
28、胶,有有些地方方还称为为“胶水”。之所所以称为为特种胶胶黏剂,这这是因为为它不仅仅能黏结结元器件件,而且且具有优优良的电电气性能能和多种种工艺性性能。3.1贴贴片胶的的分类贴片胶按按照分类类方式的的不同,分分类如下下:(1)按按贴片胶胶的粘结结材料分分类 环氧氧树脂贴贴片胶; 丙烯烯酸树脂脂贴片胶胶; 改性性环氧树树脂贴片片胶; 聚氨氨脂贴片片胶。(2)按按固化方方式分类类 热固固化型贴贴片胶; 光固固化型贴贴片胶; 光热热双重固固化型贴贴片胶; 超声声固化型型贴片胶胶。(3)按按涂布方方式分类类 针式式转移用用贴片胶胶; 压力力注射用用贴片胶胶; 模板板印刷用用贴片胶胶。3.2贴贴片胶的的组
29、成贴片胶通通常由粘粘接材料料、固化化剂、填填料以及及其他添添加剂组组成。粘接材料料是贴片片胶的核核心,一一般采用用环氧树树脂、丙丙烯般树树脂、改改性环氧氧树脂和和聚氨脂脂等作为为粘接材材料,其其中环氧氧树脂用用途最为为广泛,其其次为丙丙烯酸树树脂。固化剂的的作用是是使粘接接材料以以一定的的温度在在一定的的时间内内进行固固化。不不同的粘粘接材料料所使用用的固化化剂各不不相同。环环氧树脂脂粘接剂剂采用的的固化剂剂常用的的有胺类类固化剂剂(如二二乙胶、二二乙烯三三胺等)、酸酸酐类固固化剂(如如顺酐、苯苯酐等)、咪咪唑类同同化剂和和潜伏性性中混同同化剂。而而丙烯酸酸树脂粘粘接剂则则采用安安息香甲甲醚类
30、作作固化剂剂。不同同的固化化剂材料料其固化化温度、固固化时间间也各不不相同。胺胺类固化化剂可实实现树脂脂室温固固化,咪咪唑类固固化剂可可实现树树脂的中中温固化化,酸酐酐类固化化剂可实实现树脂脂的高温温固化,而而潜伏性性中温固固化剂,可可实现树树脂在低低温时几几乎不发发生化学学反应,一一旦遇到到合适温温度,如如中温(ll201500)时,树树脂和固固化剂迅迅速发生生反应,所所以含伏伏性中温温固化剂剂的贴片片胶必须须低温储储藏,中中温固化化。贴片片胶所含含固化剂剂不同,则则固化方方式也不不相同。安安息香甲甲醚固化化剂只有有在紫外外光的照照射下才才能固化化,所以以丙烯酸酸类贴片片胶采用用紫外光光固化
31、工工艺;环环氧树脂脂贴片胶胶采用热热固化工工艺。填料的加加入改善善了贴片片胶的某某些特性性,如电电绝缘性性能和高高温性能能得到增增强,并并具有一一定的剪剪切强度度、良好好的触变变性能和和粘度的的可调性性,使得得贴片胶胶更好满满足工艺艺要求。常常用的填填料有硅硅微粉、氧氧化钵、三三氧化二二敏、甲甲基纤维维素等。贴片胶中中除粘接接材料、固固化剂、填填料外还还需有其其它添加加剂来实实现不同同的目的的。如加加入颜料料以利于于生产中中进行观观察;添添加润湿湿剂,增增加胶的的润湿能能力,以以达到好好的粘力力;添加加阻燃剂剂以达到到阻燃效效果。所所以常用用的添加加剂有颜颜料、润润湿剂和和阻燃剂剂。3.3贴贴
32、片胶的的性能及及其评估估贴片胶的的性能指指标是评评估各种种贴片胶胶质量优优劣的具具体依据据。了解解贴片胶胶的性能能就能在在生产中中对所施施加的贴贴片胶进进行选择择。(1)粘粘度粘度是贴贴片胶的的一项重重要指标标,不同同的粘度度适用于于不同的的涂敷工工艺。影影响贴片片胶粘度度的因素素有二个个:第一一温度:温度越越高,贴贴片胶的的粘度越越低;第第二压力力:压力力越大,贴贴片胶的的剪切速速率越高高,粘度度越低,温温度和剪剪切速率率对粘度度的影响响如图33-1所所示。图3-11 温度度、剪切切速率对对贴片胶胶粘度的的影响粘度测试试时应注注意所选选用的标标准是否否与供应应商一致致,特别别是粘度度计的型型
33、号、参参数不一一样,测测出的数数据差别别很大。一一般采用用旋转粘粘度计测测定。首首先选定定适宜的的转速,使使读数在在刻度盘盘的200%-880%范范围内。将将装有试试样的容容器放入入粘度测测试仪转转子下,然然后将转转子垂直直浸入试试样中心心部位,并并使液面面达到转转子液位位线,旋旋转粘度度计,读读取指针针在刻度度盘上不不变时的的读数。每每个试样样测定三三次,取取平均值值(单位位Pas)。测测试中应应保持试试样的温温度恒温温,使试试样温度度与试验验温度达达到平衡衡,并保保持试样样温度均均匀。(2)屈屈服强度度贴片胶固固化前抵抵抗外力力破坏的的能叫屈屈服强度度,它用用屈服值值来表征征。当外外力小于
34、于屈服强强度时,贴贴片胶仍仍保持固固态形状状,当外外力大于于屈服强强度时会会呈现流流体的流流动行为为。故贴贴片胶依依靠屈服服强度保保持元件件贴装后后进入固固化炉之之前的过过程中承承受一定定的外力力震动而而不出现现位移,一一旦外力力大于屈屈服强度度,则元元件出现现位移。影响屈服服强度的的因素,不不仅与贴贴片胶本本身的品品质、粘粘接物表表面状态态有关,而而且与贴贴片胶涂涂布后的的形状有有关,常常用形状状系数表表示,即即胶点阳阳积直径径W与胶胶点高度度H之比比,屈服服值胶点点尺寸(WW/H)关关系如图图3-22所示。形形状系数数越高,屈屈服强度度越低,最最佳W/H比为为2.774.5。(2)涂涂布性
35、贴片胶的的涂布性性,主要要反应在在通过各各种涂敷敷工艺所所涂敷的的胶点其其尺寸大大小、形形状是否否合适,胶胶点是否否均匀一一致。胶胶点的形形状和一一致性取取决于胶胶剂的流流变学特特性:屈屈服点与与塑性粘粘度。贴贴片胶的的涂布性性可以通通过实际际的涂敷敷工艺反反映出来来。在压压力注射射点胶工工艺中,贴贴片胶的的涂布性性反映在在胶点外外观光亮亮、饱满满、不拉拉丝、无无拖尾,并并有良好好的外形形和适宜宜的几何何尺寸。在在模板印印刷中其其涂布性性反应在在胶点的的理想形形状和实实际形状状基本一一样,胶胶点挺括括,不塌塌陷。压压力注射射点胶工工艺中,优优良的胶胶点外形形是尖峰峰形或圆圆头形,如如图3-3所
36、示示。尖峰峰形胶点点的屈服服值高,抗抗性好,但但易发生生拖尾现现象,多多用于胶胶量大的的元件;圆头形形胶点屈屈服值偏偏低,易易实现高高速点胶胶,不易易发生拖拖尾现象象,多用用于圆柱柱形元件件。图3-33 尖峰峰形和圆圆头形胶胶点 图3-2 屈屈服值胶胶点尺寸寸(W/H)关关系(3)触触变性贴片胶应应具有良良好的触触变性,涂涂敷后胶胶滴不变变形,不不塌落,能能保到足足够的高高度,在在贴片后后到固化化前胶滴滴不漫流流。 (4)粘粘接强度度粘接强度度是贴片片胶的关关键性能能指标。粘粘接强度度有几个个方面的的要求: 在元元件贴装装后固化化前,元元件经历历传输、震震动后贴贴片胶能能保持元元件不位位移。贴
37、贴片胶在在固化前前的粘接接强度与与它的初初粘力有有关,初初粘力又又称润湿湿力,是是指元件件粘合后后不久(5分钟钟内)所测得得的剥离离强度,它它能迅速速地粘牢牢被粘物物,使元元件贴装装后能有有效地被被固定,并并具有一一定的抗抗震动能能力。在在选择贴贴片胶时时要考虑虑这一参参数。 元件件固化后后贴片胶胶保持元元件具有有足够的的粘接强强度和剪剪切强度度。这一一强度与与固化温温度、固固化曲线线有关。通通常元件件经过固固化后,用用专用的的推拉规规来测其其粘接强强度。方方法是推推拉规的的测试端端紧靠在在被测元元件的一一个端面面,保持持推拉规规和被测测元件在在同一平平面,缓缓慢施力力于被测测元件,并并读取数
38、数据,如如图3-4所示示。各种种元件粘粘结强度度见表33-1。表3-11 元件件的粘接接强度元件名称(英制)060308053216SOT23钽电解SOIC焊料波峰冲击时粘接强度(N)1015202025302 在波波峰焊时时,固化化后的贴贴片胶具具有能保保证元件件不位移移、不脱脱落的粘粘接强度度。在2240-2600温度下下,贴片片胶受到到焊料波波剪切力力的冲击击,承受受短时间间的焊接接热,贴贴片胶的的粘接强强度会降降低,如如图3-5所示示。由于于生产中中时常发发生SOOIC元元件引脚脚位置偏偏移或元元件掉片片的现象象,所以以工艺师师必须考考虑这一一参数,可可通过高高温位移移试验来来判断贴贴
39、片胶的的性能及及固化工工艺的可可靠性。图3-55 高温温下粘结结强度下下降图图3-44 推拉拉规测元元件粘结结强度 波峰峰焊后的的贴片胶胶,已完完成粘接接使命。当当SMAA出现元元件损坏坏时,要要求贴片片胶在一一定温度度下,粘粘接力很很低,便便于更换换不合格格的元器器件,而而不影响响PCBB的性能能。(5)铺铺展/塌塌落性贴片胶不不仅要粘粘牢元件件,还应应具有润润湿能力力,即铺铺展性。但但不应过过分地铺铺展,否否则会出出现塌落落,以致致漫流到到焊盘上上造成焊焊接缺陷陷。可通通过铺展展/塌落落试验来来考核贴贴片胶初初粘力及及流变性性。(6)固固化性能能贴片胶应应能在尽尽可能低低的温度度,以最最快
40、速度度固化。固固化后胶胶点表面面硬化、光光滑。如如果贴片片胶固化化性能不不好,一一旦升温温速度过过快,贴贴片胶中中夹杂的的空气、水水气以及及挥发性性物质来来不及挥挥发,就就可能导导致固化化后的贴贴片胶出出现表面面不平滑滑、针孔孔和气泡泡,不仅仅影响粘粘接强度度,而且且在波峰峰焊或清清洗时,气气泡或针针孔会吸吸收助焊焊剂、清清洗剂,从从而导致致电气性性能的降降低。目目前有些些贴片胶胶的固化化性能已已达到1150下3分分钟以内内即能固固化的水水平。(7)储储存期和和放置时时间储存期是是指贴片片胶的使使用寿命命。贴片片胶按照照储存条条件和储储存期进进行储存存,贴片片胶的粘粘度、剪剪切强度度和固化化三
41、项性性能变化化幅度应应符合规规定要求求。通常常要求在在室温下下储存ll1.5个月月,5以下储储存36个月月,其性性能不发发生变化化,仍能能使用。放放置时间间是指贴贴片胶涂涂布到PPCB上上后,存存放一段段时间后后仍应具具有可靠靠的粘结结力。(8)电电性能固化后的的贴片胶胶应具有有优良电电性能,如如高频特特性好,绝绝缘电阻阻高等。对对所选的的贴片胶胶需做电电气性能能试验,试试验包括括:耐压压、介电电常数、介介电损耗耗因数、体体积电阻阻、表面面电阻、湿湿热后绝绝缘电阻阻和电迁迁移等。(9)化化学性能能贴片胶固固化后不不应腐蚀蚀元器件件和PCCB,与与助焊剂剂、阻焊焊剂和清清洗剂不不应发生生化学反反
42、应。贴贴片胶固固化后可可进行耐耐溶剂性性及水解解稳定性性试验以以检验其其耐助焊焊剂和清清洗剂性性能。 (10)安全性贴片胶应应无毒、无无臭、阻阻燃、不不具挥发发性,对对环境和和人体安安全无害害,符合合环保要要求。(11)防潮、防霉性.对于严酷酷环境条条件下使使用的产产品,所所选的贴贴片胶还还需防潮潮、防霉霉。(12)外观和颜色贴片胶的的外观包包装应完完好,标标志清晰晰,品种种、型号号、生产产日期和和制度指指标明确确。胶体体粘稠均均匀、细细腻、元元异物、无无粗粒,颜颜色明亮亮,如红红色、黄黄色或白白色,以以便在进进行目测测检查和和自动检检测中易易于辨别别。加入入的颜色色不应参参与贴片片胶的化化学
43、反应应,而且且色泽具具有稳定定性。3.4表表面组装装工艺对对贴片胶胶的要求求(1)具具有一定定的黏度度,胶滴滴之间不不拉丝;在元器器件与PPCB之之间有一一定的粘粘接强度度,元器器件贴装装后在搬搬运过程程中不掉掉落。(2)触触变性好好,涂敷敷后胶滴滴不变形形,不漫漫流,能能保持足足够的高高度。(3)对对印制板板和元器器件体无无腐蚀,绝绝缘电阻阻高和高高频特性性好。(4)室室温使用用寿命长长(室温温下固化化速度慢慢)。(5)在在固化温温度下固固化速度度快:固固化温度度要求在在1500以下,55分钟以以内完全全固化。(6)固固化后粘粘接强度度高,能能经得住住波峰焊焊的2660高温以以及熔融融的锡流
44、流波剪切切力的冲冲击作用用,在焊焊接过程程中无释释放气体体现象,波波峰焊过过程中元元件不掉掉落。(7)有有颜色,便便于目视视检查和和自动检检测。(8)应应无毒、无无嗅、不不可燃,符符合环保保要求。3.5贴贴片胶使使用工艺艺要求(1)使使用时应应在前一一天从冷冷藏柜内内取出贴贴片胶,待待其恢复复到室温温后方可可使用。(2)使使用时注注意胶的的型号、粘粘度,根根据当前前产品的的要求,注注意跟踪踪首件产产品,实实际观察察、测试试新换上上的贴片片胶的各各方面性性能。(3)不不要将不不同型号号、不同同厂家的的贴片胶胶互相混混用,更更换胶的的品种时时,一切切与胶接接触的工工具都应应彻底清清洗干净净。(4)
45、点点胶或印印刷操作作应在恒恒温下进进行(23土2)。(5)采采用印刷刷工艺时时,不能能使用回回收的贴贴片胶。(6)需需要分装装的贴片片胶,待待恢复到到室温后后方可打打开包装装容器盖盖,防止止水汽凝凝结。用用不锈钢钢棒将胶胶搅拌均均匀,待待贴片胶胶完全无无气泡状状态下装装入清洁洁的注射射管。管管不要装装得太满满(2/33体积),进行行脱气泡泡处理添添加完贴贴片胶后后盖好容容器盖。为为了防止止贴片胶胶硬化或或变质,搅搅拌后的的贴片胶胶应在224小时时内使用用完,剩剩余的贴贴片胶要要单独存存放,不不能与新新胶混在在一起。(7)压压力注射射滴涂时时,应进进行胶点点直径的的检查,一一般可在在PCBB板的
46、工工艺边处处设1-2个测测试胶点点,经常常观察固固化后胶胶点直径径的变化化,对使使用的贴贴片胶品品质真正正做到心心中有数数。(8)点点胶或印印刷后及及时贴片片,并在在4小时时内完成成固化。(9)操操作者应应尽量避避免贴片片胶与皮皮肤接触触,不慎慎接触时时应及时时用乙醇醇擦洗干干净。第4章 印刷刷模板4.1模模板概述述模板是焊焊膏印刷刷的关键键部件,也也是影响响印刷工工艺的因因素之一一。模板板(Sttenccilss)又称称为漏板板或网板板,它用用来定量量分配焊焊膏,是是焊膏印印刷的关关键工具具之一。由由于焊膏膏的印刷刷来源于于丝网印印刷技术术,因此此早期的的焊膏印印刷多采采用丝网网印刷。但但由于丝丝网制作作的漏板板,其窗窗口开口口面积要要被丝网网本身占占用一部部分,即即开口率率达不到到1000%,不不适合于于焊膏印印刷工艺艺,故很很快被镂镂空的金金属板所所取代。此此外,丝丝网漏板板的使用用寿命也也远远不不及金属属模板,所所以现在在基本上上已被淘淘汰。4.2印印刷模板板类型模板是表表面组装装工艺中中的重要要部件之之一,其其主要功功能是将将准确数数量的印印刷材料料转移到