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焊膏全自動印刷機

設(shè)備參數(shù)：

• 直連式刮刀頭          

• 精確的運輸系統(tǒng)

• 自動有效的鋼網(wǎng)潔凈系統(tǒng)

• 整齊、方便的電氣安全排布

• 全自動的網(wǎng)框定位

• 人性化操作界面

• 重復(fù)精度:±0.01mm

• 網(wǎng)框調(diào)整：自動Automatic

• 印刷周期：<8S

• PCB(印刷)尺寸:50*50-400*340mm

• 網(wǎng)框尺寸：470*380-737*737mm

• 網(wǎng)框固定：氣缸Air Valve

• PCB厚度：0.4-5mm

• 精度印刷精度：±0.025mm

• 運輸傳送高度：900±40mm

• 運輸傳送寬度：50-340mm

  
  

• 焊膏印刷是焊膏分配的一種工藝方法。焊膏印刷工藝主要解決的是焊膏印刷量一致性的問題（填充與轉(zhuǎn)移），而不是每個焊點對焊膏量的需求問題。換句話說，焊膏印刷工藝解決的是一個焊接直通率波動的問題，而不是直通率高低的問題。要解決直通率高低的問題，關(guān)鍵在于焊膏的分配，即通過焊盤、阻焊與鋼網(wǎng)開窗的優(yōu)化與匹配設(shè)計，對每個焊點按需分配焊膏量。當(dāng)然，焊膏量的一致性與設(shè)計也有關(guān)聯(lián)，如下圖所示，PCB阻焊的不同設(shè)計提供的Cpk不同。

  
  

  

• 對比圖（a）和（b），我們可以很容易地做出這樣的結(jié)論：（b）圖所示的設(shè)計，其焊膏量的一致性要好很多。舉此例的目的是想說明，焊膏印刷質(zhì)量不完全取決于對印刷參數(shù)的調(diào)試，與設(shè)計也有一定的關(guān)系。影響焊膏量一致性的因素焊膏印刷理想的目標(biāo)是焊膏圖形完整、位置不偏、厚度一致，其核心就是“位置”和“量”符合要求并保持一致性。焊膏圖形位置的控制一般比較簡單，只要鋼網(wǎng)與焊盤對準(zhǔn)即可。真正難做的是保持焊膏印刷量符合要求并保持一致性。一般決定焊膏量的因素有：

• （1）焊膏的填充率，取決于刮刀及其運動參數(shù)的設(shè)置。

• （2）焊膏的轉(zhuǎn)移率，取決于鋼網(wǎng)開窗與側(cè)壁的面積比。

• （3）鋼網(wǎng)與PCB的間隙，取決于PCB的焊盤、阻焊設(shè)計與印刷支撐。上述的填充率是指印刷時鋼網(wǎng)開窗內(nèi)被焊膏填滿的體積百分比，轉(zhuǎn)移率是指鋼網(wǎng)開窗內(nèi)焊膏沉積到焊盤上的體積百分比，如圖3-14所示。

  
  

• 焊膏印刷的填充率、轉(zhuǎn)移率、間隙是焊膏印刷基本的控制因素。另外，焊膏性能、PCB的翹曲度、焊盤與阻焊的設(shè)計等也會影響到焊膏印刷的一致性，如下圖的標(biāo)簽就影響到焊膏量的一致性。因此，必須認(rèn)識到，雖然印刷工藝參數(shù)的調(diào)試與設(shè)置非常重要，但不是全部。

  
  

  
  

• 認(rèn)識并理解以上知識點，是做好SMT工藝的關(guān)鍵。下面我們將分別就填充率、轉(zhuǎn)移率、間隙的控制進(jìn)行討論。印刷原理焊膏印刷工藝類似絲網(wǎng)印刷工藝，主要的不同點就是焊膏印刷采用的是鋼制漏板而非絲網(wǎng)板。在SMT行業(yè)，稱鋼制漏板為鋼網(wǎng)（Stencil），也稱模板。印刷原理與參數(shù)如下圖所示。

  
  

  焊膏印刷工藝控制主要包括以下兩方面：

• （1）刮刀的參數(shù)設(shè)置。

• （2）PCB的合適支撐。

  印刷參數(shù)

• 1）刮刀角度刮刀角度越小，施加到焊膏向下的力也越大，但也越不容易刮凈鋼網(wǎng)表面的焊膏。角度太大，焊膏滾動不起來，焊膏填充效果同樣比較差。刮刀角度推薦45°～75°（一般全自動機都固定在60°左右）。

• 2）刮刀速度刮刀速度對焊膏圖形的影響是復(fù)雜的。一般而言，速度在100mm/s之前，填充時間起主導(dǎo)作用，在100mm/s之后，焊膏黏度起主導(dǎo)作用，但有一點是共同的，就是速度太快（高于180mm/s）或太慢（低于20mm/s），都不利于焊膏的填充。刮刀速度對填充率的影響如圖3-17所示。

  推薦的刮刀速度：

• （1）安裝普通間距元器件的板：140～160mm/s。

• （2）安裝精細(xì)間距元器件的板：25～60mm/s。

  

• （3）刮刀壓力

  刮刀壓力，實際是控制刮刀向下的行程。印刷時，只要鋼網(wǎng)底面與PCB無間隙接觸、表面焊膏刮干凈即可，在此狀況下壓力越小越好。如果過大，將導(dǎo)致大尺寸焊盤上焊膏圖形中間被挖現(xiàn)象；過小，填充不充分或刮不干凈，引起拉尖，如圖所示。

  

• （4）脫網(wǎng)速度（比較復(fù)雜）一般而言，脫網(wǎng)速度快，會使孔壁處的焊膏被抽出，從而降低圖形的分辨率，污染鋼網(wǎng)的底部。當(dāng)脫網(wǎng)速度過快，還可能引起鋼網(wǎng)反彈，形成“狗耳朵”現(xiàn)象，如圖所示。具體多大合適，取決于焊膏本身的黏度。

  

  脫網(wǎng)速度影響焊膏的轉(zhuǎn)移及圖形形態(tài)，但圖形形態(tài)與焊膏的性能關(guān)系更大，特別是其所用溶劑與黏度，一般而言，焊膏黏度過高，容易出現(xiàn)塞孔、拉尖現(xiàn)象；使用低沸點溶劑時焊膏容易干，脫模性變差。分離時，焊膏并不完全靠焊膏的黏性留在PCB焊盤上，

  

• 正是因為這樣的原因，如果鋼網(wǎng)開窗下有焊膏殘留，則脫網(wǎng)時這些焊膏往往不是滯留在焊盤或阻焊膜上，而是在脫網(wǎng)時被拉起，形成超高的焊膏圖形，即我們所說的“拉尖”現(xiàn)象，同時往往還伴有焊膏圖形邊緣被擠的現(xiàn)象，

• 這種現(xiàn)象在0.4mmCSP焊膏印刷時經(jīng)?？吹剑瑸槭裁?？這是因為在精細(xì)間距元器件印刷時我們更傾向于使用比較大的壓力，以便更好地填充與刮凈焊膏。但這往往會將焊膏擠到鋼網(wǎng)下。

• （5）脫網(wǎng)距離

• 如果脫網(wǎng)距離比較短，容易發(fā)生拉尖抹偏的現(xiàn)象，如下圖所示。

  

  鋼網(wǎng)開窗對印刷的影響

• 刮刀移動相對于鋼網(wǎng)開窗的方向也會影響焊膏的沉積率（有填充率和轉(zhuǎn)移率共同作用的實際焊膏量）。一般而言，與刮刀移動方向平行的焊盤上的焊膏沉積量會比較多，且表面呈波浪式的不平形態(tài)（壓力釋放的結(jié)果）；而與刮刀移動方向垂直的焊盤上的焊膏沉積量比較少，且比較寬（這與印刷速度有關(guān)）

  

• 此現(xiàn)象說明，鋼網(wǎng)開窗圖形對填充率有影響，單個開窗內(nèi)已經(jīng)刮平的焊膏圖形會受到后續(xù)繼續(xù)填充的影響，不完全保持“刮平”狀態(tài)，有可能被擠而鼓起，這點如同界面金屬的耦合現(xiàn)象。支撐對印刷的影響PCB的支撐，是焊膏印刷最重要的調(diào)試內(nèi)容。PCB缺乏有效的支撐或支撐不合理，將導(dǎo)致焊膏增厚，這點對于精細(xì)間距元器件的焊接將是致命的。PCB支撐要達(dá)到的目標(biāo)是鋼網(wǎng)在刮刀壓力作用下能夠緊貼PCB表面。一般經(jīng)驗是將PCB支撐為在寬度方向略微向上變形的狀態(tài)，這樣能夠保證PCB與刮刀接觸的地方平行。

  
  

  擦網(wǎng)對印刷的影響

• 擦網(wǎng)的目的是保持印刷厚度的穩(wěn)定和圖形完整。

• 一般圖形完整性容易辨識，但厚度必須用專門的焊膏厚度測試儀來測量，目檢無法辨識。因此，定期抽檢焊膏厚度極其重要。除了開啟印刷機的自動擦洗功能，一般還需要定期手工擦洗。印刷過程中，隨著印刷次數(shù)的增加，鋼網(wǎng)底部會污染，在孔口周圍形成硬痂（相當(dāng)于鋼網(wǎng)變厚和開口面積變?。?，需要定期清除（用蘸有清洗劑的無紡布擦或鏟刀鏟除）。對于普通間距元器件的焊膏印刷，一般每印30～50塊板需要人工擦洗一次；如果連續(xù)印刷時間超過8h，應(yīng)該用清洗機徹底清洗一次，使孔口周圍干的焊膏硬痂清除掉。需要提醒的是：應(yīng)慎用濕擦功能。如果濕擦后不擱置幾分鐘立即印刷，會因清洗劑的揮發(fā)導(dǎo)致轉(zhuǎn)移不良。因此，濕擦之后建議再干擦后或擱置幾分鐘再投入生產(chǎn)。焊膏對印刷圖形的影響印刷的對象是焊膏，了解其物理性能對正確地使用焊膏非常重要。焊膏是一種具有觸變性的假塑性流體（Pseudoplastic），當(dāng)有恒定剪切應(yīng)力或拉伸應(yīng)力作用時，焊膏的黏度隨時間的延長而減小，隨應(yīng)力的增加而降低。簡單地講，就是有剪切應(yīng)力作用時（如刮刀刮動焊膏）焊膏變稀，沒有應(yīng)力作用時則變稠。焊膏的這一特性對于印刷是非常有意義的，印刷時，它的黏度降低，可以順利地實現(xiàn)填充與轉(zhuǎn)移，一旦印刷完成，焊膏又能保持需要的形狀而不塌落。焊膏黏度在印刷過程中的變化如圖3-25所示。

  
  

• 焊膏黏度與溶劑沸點，對焊膏的轉(zhuǎn)移率影響很大，如圖所示。

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  不良印刷圖形及原因常見焊膏印刷不良如圖下所示