良好的印刷性能
１.錫漿的粘度
錫漿的粘合性是指錫漿粘在一起的能力,其主要取決于錫漿中助焊劑系統的
成分以及其它的添加劑(例如膠粘劑,溶劑,觸變劑等)的配比量.如果錫漿本
身粘在一起的能力強,它就利于錫漿脫模,並能很好的固定其上的零件,減少
元件貼裝時的飛片或掉片,並能經受貼裝,傳送過程時的震動或顛簸.
粘度太大,錫漿不易穿過鋼网的開孔,印出的線條殘缺不全;粘度太低,容易
流淌和塌邊,影響印刷的分辨率和線條的平整性.
２.錫漿的熔點
對于生產線來說,一般選擇(SN63/Pb37)錫/鉛合金,這种錫漿不但具有較低的熔點, 而且焊點強度也比較高,可較好地滿足焊接要求.不同熔點錫漿往往用于雙面貼裝PCB板的生產,要求第一面的錫漿熔點比第二面元件高几十度,以防止在焊接第二面元件時第一面元件脫落.
３.助焊劑种類
錫漿中助焊劑作用有﹕(１)清除焊盤的氧化層(２)保護焊盤表面不再氧化 (３)減少焊接中焊料的表面張力,促進焊料流動和分散.由于回流焊時錫粉會加速氧化,因此助焊劑必須有足夠的活性來清除這些氧化物. 錫漿中的助焊劑有ＲＳＡ(強活化型),ＲＡ(活化型),ＲＭＡ(弱活化型),Ｒ(非活化型),
一般選用RMA型比較合適.
4.工作壽命與儲存期限
工作壽命是指錫漿印後到安放元件之間允許經歷的時間,若錫漿中所頷溶劑
揮發性過大,則易使錫漿干燥而不易作業,且易失去對元件的粘著力.應選擇至少有小時有效工作時間的錫漿,否則會對批次生產造成困扰.
錫漿的儲存期限是指在規定的保存條件下,錫漿從出厂到性能不致嚴重降低的保存期限,一般規定為３~６個月.
５.錫漿的使用要求
錫漿出雪柜,室溫下解凍３小時,開蓋后12小時內用完,出雪柜后室溫下存放不超過24小時.錫漿的存儲溫度為2~10℃,期限三個月.
錫漿使用時的注意事項
１.錫漿的保存必須以密封形態存放在恒溫,恒濕的冰箱內,如溫度升高,錫漿中的合金粉末和焊劑化學反應后,使粘度上升而影響其印刷性,如果溫度過低(零度以下),焊劑中的松香成分會發生結晶現象,使錫漿形狀惡化.
２.錫漿從冰箱中取出不能直接使用,以免空气中的水气凝結而混入其中,必須在室溫下回溫,不可使用加熱的方法使其回溫,這會使錫漿性能劣化.
３.錫漿被印于后,放置于室溫過久會由于溶劑揮發,吸收水等原因造成性能劣化,因而要盡量縮短進入回流焊的等待時間.
４.使用前應用刮刀等工具對錫漿充分攪拌,以使錫漿內部顆粒均勻一致,并保持良好粘度.
錫漿印刷過程的工藝控制
１.刮刀壓力:刮刀壓力的改變,對印刷來說影響重大.太小的壓力,導致PCB板上錫漿量不足;太大的壓力,則導致錫漿印得太薄.
２.印刷速度:在印刷過程中,刮刀刮過鋼网的速度是相當重要的,因為錫漿需要時間滾動并流進网板的孔中,
最大印刷速度決定于上最小引腳間距.
3.印刷厚度:印刷厚度是由鋼网所決定的,鋼网厚度是与IC腳切密切相關的.
4.分离速度:分离速度太快,會使錫漿拉尖.
5.鋼网清洗:在錫漿印刷過程中一般每隔10塊板需對鋼网底部清洗一次,以消除其底部的附著物.通常采用
無水酒精作為清洗液.
6.另外一些值得考慮的地方:從印刷的觀點來看,最好是在工藝參數調整好后進行不間斷的成批印刷,這樣
就能保証印刷質量的一致性.
常見缺陷及解決辦法
缺陷种類
產生原因
預防及解決辦法
印刷不 完全
開孔阻塞或部分錫漿粘在鋼网底部;錫漿粘度太小;錫漿中有較大尺寸金屬粉末顆粒;刮刀磨損
清洗鋼网;選擇粘度合适錫漿;選擇顆粒大小合适的錫漿;換新刮刀
塌邊
刮刀壓力太小;PCB板定位不牢;錫漿粘度或金屬含量太低
調整壓力;重新固定PCB板;選擇合适粘度的錫漿
錫漿
太薄
鋼网厚度不符合要求;刮刀壓力太小;錫漿流動性差
選擇厚度合适鋼网;調整刮刀壓力;選擇顆粒度和粘度合适的錫漿
厚度
不均
鋼网与PCB板不平行;錫漿攪拌不均勻,使得顆粒度不一致
調整PCB板的相對位置;印前充分攪拌錫漿
邊緣和表面有毛刺
產生的原因可能是錫漿粘度偏低;焊盤涂層太厚;鋼网孔壁粗糙
選擇粘度略高的錫漿;制板時嚴格控制涂層厚度;印刷前檢查鋼网開孔的質量
貼片机工作時易出現故障及排除方法
一.元件吸著不良
１.吸力不夠:(１)空壓不足;(２)吸嘴堵塞.
２.供料器卡帶:(１)齒孔間距誤差較大;(２)紙帶与塑料之間粘力過大;(３) 飛達不良.
３.供料器未安裝好:(１)料棧上有片狀元件等异物;(２)供料器卡銷未推到底部造成的.
４.吸取位置偏差:在使用管狀供料器或托盤供料器時,元件吸取位置需教示輸入.若偏差太大,就會導致吸取不良,因而需對吸取位置重新教示修正偏差值.
二.元件識別錯誤
１. 部品庫數据設置不當:(１)元件尺寸設置是否正确;(２)灰度設置是否合适.
２.識別鏡頭上有异物
三.光源強度不夠
當光源使用較長一段時間后,光源強度會逐漸下降,最終會導致机器無法正确識別元件,這時就需要更換燈管.
四.机器停止運行
１.供料器浮起
２.机器出口處是否有PCB板或异物.當机器出口處停有PCB板或异物(机器會判定為存在ＰＣＢ板)時,机器將會等待其送出后再繼續工作.
３.電壓供應是否正常.貼片机是由電腦控制的自動化設備,電壓的不穩對電腦本身有非常大的影響.最极端的例子就是電壓突然升高,將机箱內几乎所有部件燒毀.此外,電壓不穩對電腦部件的長期損害是長期的和隱性的.万一供應的電壓不穩定,甚至帶有尖峰,就會使電腦部件長期處在惡劣的供電環境下,大大縮短其工作壽命.尤其可怕的是這种損害短期內無法實現,當電腦某一部件損坏或老化時,用戶卻不知道是電壓不穩造成的,給故障修复和預防埋下隱患.另外,由于電网中的雜波很多,當這些雜波進入到電腦數据總線,极易造成電腦死机或重新啟動,從而導致整個貼片系統停止工作.
4.檢查机器前后机罩是否關好,緊急停机是否按下.
5.電壓供應是否正常.當電壓不足停止運行,此時應檢查供應是否正常.
6.對机器進行定期維護,更換不良零件,使之處于最佳工作狀態,亦會減少生產時的故障.
錫珠產生的原因
１. 模板(stencil)開孔的設計
模板開孔的形狀是在免洗錫膏應用中的一個關鍵設計參數,形成一個良好焊腳的高質量可靠的焊接點要求有足夠的錫膏,但過多的錫膏沉淀是錫珠產生的主要原因.
(1) 模板開口的寬厚比/面積比;
(2) 模板開口的形狀;
(3) 模板開口孔壁的粗糙度;
一般模板設計的開口尺寸比焊盤的尺寸小.适當減小開口尺寸和模板的不同開口形狀,對減少回流焊后的焊料球,橋接等缺陷有很大的幫助.開口有一個最小的圓角有利于減少焊料球的產生并有利于模板的清洗.
寬厚比=開口的寬度/模板的厚度=W/T
面積比=開口的面積/孔壁的面積=(L×W)/[2×(L+W)×T]
寬厚比/面積比是焊膏印刷后焊膏釋放到焊盤上效果的主要因素之一.一般要求寬厚比>1.5,面積比>0.66.
２. 錫膏配方
較新一代的錫膏提供較長的模板壽命,提高粘性時間,持續的印刷清晰度,對各种板和元件引腳的良好的可焊性,以及測試探針可測試殘留物.但是用來獲得這些特性的溶劑与活性劑成分也可能增加錫珠出現机會.
３. 阻焊層的選擇
阻焊涂層可以影響到錫膏.阻焊層可以有一种不光滑的或光滑的表面涂層.不光滑的表面涂層傾向于產生較少的錫珠,因為它提供對殘留的立足之地,因而減少殘留的擴散.光滑的涂層產生較多的錫珠,因為助焊劑在液態時可能更容易擴散.
４. 模板清洁度
模板底面的弄臟可能造成錫珠和錫橋.可能的原因包括過高的刮刀(squeegee)壓力,不經常与不正确的模板底部擦拭或圓頂狀焊盤的密封性差,圓頂狀焊盤是在使用熱風焊錫均涂法(HASL)對板進行表面涂敷時形成的.
５.定位
印刷的定位對維持良好的工藝持續性是關鍵的.錫膏對准不好可能造成錫橋,在焊盤与阻焊之間間隙中的錫塵和錫珠.對准不好可能造成錫膏的滲溢.印偏出焊盤的錫膏會在回流期間不能完全集結而產生缺陷.
５. 錫膏的疊印与焊盤的過分腐蝕
制造比設計大的模板開孔和焊盤的過分腐蝕是疊印的兩個潛在原因.過多的錫膏沉淀在焊盤上是錫珠產生的主要原因.
對于細間距的元件,存在錫塵的危險.在助焊劑液化和在焊盤之間流動時,錫塵可以到達焊盤与阻焊之間的間隙內.這些錫塵可能留在間隙內,回流時不會吸回到焊接點上.雖然有免洗助焊劑包圍住,不會移動.但是錫塵不能出現在相鄰焊盤之間,特別是對于QFP(quad flat pack).
在細間距引腳之間的阻焊劑數量与錫塵的產生有關.減少或消除兩個QFP焊盤之間的阻焊區域可能增加錫塵問題.
開孔的尺寸減小,以提供密封和錫膏在焊盤上干淨地釋放.可明顯地減少錫塵的產生.
６.元件貼裝壓力
錫膏的任何塌落或過高的貼裝壓力都將造成一些錫膏沉淀跑出焊盤,大大地增加回流期間錫珠形成的机會.在元件貼裝時使用适當的壓力將元件直接放到錫膏中,但不能將錫膏擠到一個不希望的位置.
７.回流溫度曲線
從錫膏制造商那里得到的回流溫度曲線一般提供一個較寬的操作范圍.在這個可接受的范圍內,几個不同的特性影響助焊劑和焊接點形成的效果..
一個慢的線性預熱允許錫膏中的溶劑逐漸蒸發,減少諸如熱塌落和飛濺發生的机會.可接受的升溫率一般低于每秒2℃.已經發現每秒1.3℃的速率是最有效的.這個速率允許助焊劑緩慢激化,在完成其功效之前不被蒸發掉.
峰值溫度可以影響產品的長期壽命.溫度越低,元件上的應力越小.一般,除非特殊零件要求,230℃是最高溫度.
８.波峰焊錫飛濺
波峰焊接工藝也可能造成PCB的元件面上的錫珠.如果助焊劑預熱不适當,在PCB進入波峰之前有水留在板上的話,飛濺就可能發生.隨机的錫球可能附著在PCB元件上.波峰高度可能造成過多的焊錫在通孔或旁路孔內起泡和飛濺,發生錫球.
電子工業中的免清洗技術
免清洗技術是指在電子裝聯生產中,采用低固態含量的免洗助焊劑或焊膏和惰性气体保護兩种方式完成焊接,經過焊接后的ＰＣＢ板上殘余物极微,無腐蝕,且具有极高的表面絕緣電阻.一般情況下,不需再清洗既能達到离子淨度的要求,直接進入下道工序的技術.
免清洗焊劑及免清洗焊膏的主要特點
免清洗助焊劑的特點:
１.無鹵化物,無松香
２.固体含量
３.濕潤性良好
４.具有絕緣性
５.無毒
免清洗技術是一項系統工程,選定的免洗助焊劑必須是与焊接焊接設備,材料和工藝參數等相适應,才能充分發揮免清洗的作用.工藝參數如:免清洗焊劑PH值的調控,預熱條件等都是保証焊接質量得到最佳效果的方面,只有各种因素配合得當才能取得滿意的免清洗焊接效果.
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