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PCB加工质量对焊膏印刷的影响

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刮刀移动相对于钢网开窗的方向也影响焊膏的沉积率(有填充率和转移率共同作用的实际焊膏量)。一般而言,与刮刀移动方向平行的焊盘上的焊膏沉积量会比较多,且表面呈波浪式的不平形态(压力释放的结果);而与刮刀移动方向垂直的焊盘沉积量比较少,且比较宽(这与印刷速度有关),如图所示。

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  此现象说明,钢网开窗图形对填充率有影响,单个开窗内已经刮平的焊膏图形会受到后续继续填充的影响,不完全保持“刮平”状态,有可能被剂而鼓起,这点如同界面金属的偶合现象。

  PCB的支撑,是焊膏印刷最重要的调试内容。

  PCB缺乏有效的支撑或支撑不合理,将导致焊膏增厚,这对于精细间距元器件的焊接将是致命的。

  PCB支撑要达到的目标是钢网在刮刀压力作用下能够紧贴PCB表面。

  一般经验是将PCB支撑为在宽度方向略微向上变形的状态,如图所示,这样能够保证PCB与刮刀接触的地方平行。

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  擦网的目的是保持印刷图形完整。

  随着印刷次数的增加,钢网底部会黏附焊膏,不仅影响钢网与PCB的紧密接触,还会堵塞孔口,影响漏印。目前全自动印刷机都具备自动擦网功能,可进行湿擦、干擦、真空擦及其组合擦,如“湿擦+真空擦+干擦”或“湿擦+干擦+真空擦。为了彻底清除孔口周围已经结成硬痂的焊膏,一般在印刷30~50次后增加一道人工清除工艺。

  这里需要了解一点,钢网孔壁粗糙度对擦网后印刷结果影响不同。孔壁粗糙,容易吸附焊膏中的焊剂,会提高孔壁处焊膏的黏度,影响焊膏的转移。对于孔壁粗糙的钢网,湿擦后钢网孔口比较干净,但往往首块PCB印刷会少锡,干擦反而不会少锡,这一现象并非擦网方式所导致,而是钢网孔壁粗糙所导致的。如果采用FG钢网(细晶粒钢网)则不会有此现象。

  印刷的对象是焊膏,了解其物理性能对正确的使用焊膏非常重要。

  焊膏是一种具有触变性的假塑性流体,当有恒定剪切应力或拉伸应力作用时,焊膏的黏度随时间的延长而减少,随应力的增加而降低。简单地讲,就是有剪切应力作用时(如刮刀刮动焊膏)焊膏变稀,没有剪切应力作用时则变稠。焊膏的这一特性对于印刷是非常有意义的,印刷时,它的黏度降低,可以顺利地实现填充与转移;一旦印刷完成,焊膏又能保持需要的形状而不塌落。

  焊膏黏度在印刷过程中变化如图所示。

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  焊膏黏度与溶剂沸点对焊膏的转移率影响很大,如图所示。

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  常见焊膏印刷不良图形如图所示。

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  前面详细介绍了印刷工艺的原理,这些知识非常重要,也是必须掌握的基本知识。必须意识到,讨论这些因素时假定设备、钢网、刮刀、焊膏等都是正常的,也就是无问题的。事实上,这样的假设是不存在的,因此实际生产中所出现的印刷问题成因是多方面的、复杂的。

   图所示为某公司统计的影响焊膏桥连的主要原因及发生次数,OG视讯|og平台|og娱乐场:可以看到,“参数问题”只是造成印刷桥连的第三位因素,有很多原因属于设备、刮刀‘钢网等异常。

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1)  印刷支撑

印刷支撑是印刷工艺控制最主要的因素之一。无支撑或支撑不起作用等情况都会使PCB与钢网之间产生间隙,最终导致焊膏过厚,直接的表现就是焊膏图形拉尖。这是精细间距元器件桥连的主要原因之一。

2)  擦网

 对于精细间距元器件,焊盘图形一般都比较小,开窗的面积比往往接近甚至小于0.66。如果擦网不合适,往往会堵孔。擦网不干净常见的原因有擦网装置高度设置不适合,没有接触到钢网;酒精喷涂太多或不喷酒精;机器故障,不执行擦网动作。这些看似不应该发生的问题往往发生的问题往往发生的概率很高。从这点可以看到,工艺是一个复杂的系统工程技术问题。

 为什么酒精喷涂太多,会有问题?这点往往多数人不注意。其实,焊膏本身具有一定的润滑作用,如果把开窗的四壁都清洗干净,那么焊膏的沉积就会不良,这也是为什么焊膏印刷的首块往往会少锡的原因,也是前面提到的应该慎用湿锡功能的原因。

3)  钢网变形

 通信产品板,属于“宽”的大小元器件混装的应用组件,往往需要使用阶梯钢网,而阶梯钢网最容易出现的问题就是局部鼓起来或者说变形。这个变形也是引起焊膏厚度变化的重要因素。

4)  其他

  元器件布局等其他因素,也是影响焊膏印刷厚度的重要因素,在此不再一一介绍。

案例:PCB加工质量对焊膏印刷影响

   某公司在生产同一产品时,发现来自两个不同板厂生产的PCB焊膏印刷效果不一样,A厂的PCB焊膏印刷图形正常,而B厂的则拉尖,如图所示。

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分析:

用同一生产线、钢网及参数,分别对       AB厂的PCB进行印刷,然后分析印刷图形差异的原因。

   0.4mm间距的CSP,一般焊盘直经设计0.25mm。若采用0.1mm厚钢网印刷,则钢网开口面积比为0.625,小于公认的最小面积比0.66,容易引起堵孔现象。

   对比两种PCB的加工质量,发现出现印刷拉尖的PCB往往阻焊开窗偏位,如图所示。

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   之所以出现此情况,是阻焊开窗偏位间隙比较窄的地方抬高来钢网,使焊盘其他部分与钢网之间形成间隙的结果。

   此案例说明,PCB的制造质量影响钢网的擦拭频率与焊膏印刷图形的质量。因此,对于布局有精细间距元器件的PCB,阻焊的偏位比厚度控制也许更有意义!

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文章来源:靖邦

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