03、焊膏通用工藝.doc

焊膏通用工藝3.1 工藝目的把適量的SnPb焊膏均勻地施加在PCB的焊盤上,以保證貼片元器件與PCB相對應的焊盤達到良好的電氣連接，并具有足夠的機械強度。3.2 施加焊膏技術要求 施加焊膏要求：a. 施加的焊膏量均勻,一致性好。焊膏圖形要清晰,相鄰的圖形之間盡量不要粘連。焊膏圖形與焊盤圖形要一致,盡量不要錯位。b. 在一般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應為0.8mg/mm2左右。對窄間距元器件，應為0.5mg/mm2左右。c. 印刷在基板上的焊膏與希望重量值相比，可允許有一定的偏差，至于焊膏覆蓋每個焊盤的面積，應在75%以上。采用免清洗技術時，要求焊膏全部位于焊盤上。d. 焊膏印刷后，應無嚴重塌落，邊緣整齊，錯位不大于0.2mm，對窄間距元器件焊盤，錯位不大于0.1mm?；灞砻娌辉试S被焊膏污染。采用免清洗技術時，可通過縮小模板開口尺寸的方法，使焊膏全部位于焊盤上。3.3 表面組裝工藝材料焊膏焊膏是表面組裝再流焊工藝必需材料。常溫下，由于焊膏具有一定的黏性，可將電子元器件暫時固定在PCB的既定位置上。當焊膏加熱到一定溫度時，焊膏中的合金粉末熔融再流動，液體焊料浸潤元器件的焊端與PCB焊盤，冷卻后元器件的焊端與PCB焊盤被焊料互聯(lián)在一起,形成電氣和機械連結的焊點。3.3.1 焊膏的分類a 按合金粉末的成分分：有鉛和無鉛，含銀和不含銀；b 按合金熔點分：高溫、中溫和低溫；c 按合金粉末的顆粒度可分為：一般間距和窄間距用；d 按焊劑的成分分：免清洗、有機溶劑清洗和水清洗e 按焊劑活性可分為：R（非活性）、RMA（中等活性）、RA（全活性）。 f 按黏度可分為：印刷用和滴涂用。3.3.2 焊膏的組成焊膏是由合金焊料粉、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的具有一定粘性和良好觸變特性的膏狀體。 表3-1 焊膏的組成與功能組成功能合金粉末元器件和電路的機械和電氣連接焊劑活化劑元器件和電路的機械和電氣連接粘接劑提供貼裝元器件所需的粘性潤濕劑增加焊膏和被焊件之間潤濕性溶劑調(diào)節(jié)焊膏特性觸變劑改善焊膏的觸變性其它添加劑改進焊膏的抗腐蝕性、焊點的光亮度及阻燃性能等 3.3.2.1 合金粉末合金粉末是焊膏的主要成分，合金粉末的組成、顆粒形狀和尺寸是決定焊膏特征以及焊點質(zhì)量的關鍵因素。目前最常用焊膏的金屬組分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。表3-2 常用焊膏的金屬組分、熔化溫度與用途金屬組份熔化溫度用 途液相線固相線Sn63Pb37183共晶適用于普通表面組裝板，不適用于含Ag、Ag/Pa材料電極的元器件。Sn60Pb40183188用途同上。Sn62Pb36Ag2179共晶適用于含Ag、Ag/Pa材料電極的元器件。（不適用于水金板）。Sn10Pb88Ag2268290適用于耐高溫元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的首次再流焊（不適用于水金板）Sn96.5Ag3.5221共晶適用于要求焊點強度較高的表面組裝板的焊接（不適用于水金板）。Sn42Bi58138共晶適用于熱敏元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的第二次再流焊。常用的合金粉末顆粒尺寸分為四個類型，對窄間距元器件，一般選用25-45 m 。 表3-3 四種粒度等級的焊膏80%以上的顆粒尺寸 （m)大顆粒要求微粉顆粒要求 1型 75150150m的顆粒應少于1%75m的顆粒應少于1%3型 204545m的顆粒應少于1%4型 203838m的顆粒應少于1%合金粉末顆粒形狀有球形和不定形（針狀、棒狀）。合金粉末表面氧化物含量應小于0.5%，最好控制在80ppm以下。3.3.2.2 焊劑焊劑是凈化焊接表面，提高潤濕性，防止焊料氧化和確保焊膏質(zhì)量以及優(yōu)良工藝性的關鍵材料。焊劑的組成對焊膏的擴展性、潤濕性、塌落度、粘性變化、清洗性、焊珠飛濺及儲存壽命均有較大的影響。 表3-4 焊劑的主要成分和功能焊劑成分使用的主要材料功能樹脂松香、合成樹脂凈化金屬表面、提高潤濕性粘接劑松香、松香脂、聚丁烯提供貼裝元器件所需的粘性活化劑胺、苯胺、聯(lián)氨鹵化鹽、硬脂酸等凈化金屬表面溶劑甘油、乙醇類、酮類調(diào)節(jié)焊膏工藝特性其它觸變劑、界面活性劑、消光劑防止分散和塌邊、調(diào)節(jié)工藝性3.3.3 對焊膏的技術要求要求焊膏與PCB焊盤、元件端頭或引腳可焊性（浸潤性）要好, 焊接時起球少，焊點強度較高；要求儲存期和室溫下使用壽命長；焊膏粘度要滿足工藝要求，既要保證印刷時具有優(yōu)良的印刷性、脫模性，又要保證良好的觸變性（保形性），印刷后焊膏不塌落。3.3.3.1 焊膏應用前a 焊膏制備后到印刷前的儲存期內(nèi)，在210下冷藏（或在常溫下）保存一年（至少3-6個月），焊膏的性能應保持不變；b 焊膏中的金屬粉末與焊劑不分層；c 吸濕性小，低毒、無臭、無腐蝕性。3.3.3.2 焊膏應用時a 要求焊膏的粘度隨時間變化小。室溫下連續(xù)印刷時，要求焊膏不易干燥，印刷性（滾動性）好，有較長的工作壽命。b 具有良好的脫模性，連續(xù)印刷時，不堵塞模板漏孔；c 印刷后保持原來的形狀和大小，不產(chǎn)生塌落具有良好的觸變性（保形性），；d 印刷后常溫下放置1224小時，至少4小時，其性能保持不變；3.3.3.3 再流焊時a 再流焊預熱過程中，要求焊膏塌落變形??；b 再流焊時潤濕性好，焊料飛濺少，形成最少量的焊料球；c 良好的潤濕性能；3.3.3.4 再流焊后a 形成的焊點有足夠的強度，確保不會因加電、振動等因素出現(xiàn)焊接點失效；b 焊后殘留物穩(wěn)定性好，無腐蝕，有較高的絕緣電阻，溶劑清洗與水清洗型焊膏要求焊后清洗性好。3.3.4 影響焊膏特性的主要參數(shù)3.3.4.1 合金焊料成份、焊劑的組成以及合金焊料與焊劑的配比合金焊料成份、焊劑的組成以及合金焊料與焊劑的配比是決定焊膏的熔點、焊膏的印刷性、可焊性以及焊點質(zhì)量的關鍵參數(shù)A-B-C線液相線A-D、C-E線固相線D-F、E-G線溶解度曲線D-B-E線共晶點L區(qū)液體狀態(tài)L+a、L+b區(qū)二相混合狀態(tài) a+b區(qū)凝固狀態(tài)要求焊膏的合金組分盡量達到共晶或近共晶。由于共晶焊料有共晶點，當溫度達到共晶點時焊料全部呈液相狀態(tài)，因此焊點凝固時形成的結晶顆粒最致密，焊點強度最高。 圖3-1 Sn/Pb合金二元晶相圖合金焊料與焊劑的配比是以合金焊料在焊膏中的重量百分含量來表示的。合金焊料重量百分含量直接影響焊膏的黏度和印刷性，因此要根據(jù)不同的焊劑系統(tǒng)以及施加焊膏的方法選擇合適的合金焊料重量百分含量。一般合金焊料粉百分含量在7590%。免清洗焊膏和模板印刷工藝用的合金焊料粉百分含量高一些，一般在8590%，滴涂工藝用的合金焊料粉百分含量低一些，在7585%。3.3.4.2合金焊料粉末顆粒尺寸、形狀和分布焊料合金粉末顆粒的尺寸、形狀及其均勻性是影響焊膏性能的重要參數(shù)，影響焊膏的印刷性、脫摸性和可焊性。細小顆粒的焊膏印刷性比較好，特別對于高密度、窄間距的產(chǎn)品，由于模板開口尺寸小，必須采用小顆粒合金粉末，否則會影響印刷性和脫摸性。一般焊料顆粒直徑約為模板開口尺寸的1/5。小顆粒合金粉的焊膏印刷圖形的清晰度高，但容易產(chǎn)生塌邊，由于細小顆粒的表面積大，被氧化的程度和機會也多。因此，組裝密度不高時，在不影響印刷性的情況下可適當選擇粗一點的合金粉末，既有利于提高可焊性，又可降低焊膏的成本。合金粉末的形狀也會影響焊膏的印刷性、脫摸性和可焊性。球形顆粒的合金粉末組成的焊膏粘度較低，印刷后焊膏圖形容易塌落，印刷性好，適用范圍廣，尤其適用于高密度窄間距的絲網(wǎng)與金屬模板印刷，同時適用于滴涂工藝。球形顆粒的表面積小，含氧量低，焊點光亮，有利于提高焊接質(zhì)量。因此目前一般都采用球形顆粒。不定形顆粒的合金粉末組成的焊膏粘度高，印刷后焊膏圖形不易塌落，由于不定形顆粒的尺寸大，印刷性較差，只適用于組裝密度較低的金屬模板及較粗的絲網(wǎng)印刷。另外由于不定形顆粒的表面積大，含氧量高，影響焊接質(zhì)量和焊點亮度。因此目前一般都不采用不定形顆粒。但由于不定形顆粒的加工成本較低，因此在組裝密度不大、要求不高、以及穿心電容等較大焊接點的場合可以應用。合金粉末顆粒的均勻性也會影響焊膏的印刷性和可焊性，要控制較大顆粒與微粉顆粒的含量，見表4。大顆粒影響漏印性，過細的微粉顆粒在再流焊預熱升溫階段容易隨溶劑的揮發(fā)飛濺，形成小錫珠。因此20m微粉顆粒應控制在10%以下。3.3.4.3 粘度焊膏是一種觸變性流體，在外力的作用下能產(chǎn)生流動。粘度是焊膏的主要特性指標，它是影響印刷性能的重要因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的圖形殘缺不全影響焊膏粘度的主要因素：合金焊料粉的百分含量：合金含量高，粘度就大； 焊劑百分含量高，粘度就小。 粘 度 合金粉末含量（%） 圖3-2 合金焊料粉含量與黏度的關系粉末顆粒大小：合金粉末顆粒尺寸增大，粘度減小，粉末顆粒尺寸減少，粘度增加。溫度：溫度增加，焊膏粘度減小，溫度降低，焊膏粘度增加。 粘 粘 度 度 T（） 粒度（m） 圖3-3 溫度對黏度的影響 圖3-4 合金粉末粒度對黏度的影響3.3.4.4 觸變指數(shù)和塌落度焊膏是觸變性流體，焊膏的塌落度主要與焊膏的粘度和觸變性有關。觸變指數(shù)高，塌落度??；觸變指數(shù)低，塌落度大。觸變指數(shù)和塌落度主要是由合金焊料與焊劑的配比，即合金粉末在焊膏中的重量百分含量有關，還與焊劑載體中的觸變劑性能和添加量有關。3.3.4.5 工作壽命和儲存期限 工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷時，焊膏的粘度隨時間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動性）穩(wěn)定，同時焊膏從被涂敷到PCB上后到貼裝元器件之前和再流焊不失效，一般要求在常溫下放置1224小時，至少4小時，其性能保持不變。儲存期限是指在規(guī)定的保存條件下，焊膏從出廠到性能不致嚴重降低，能夠不失效的正常使用之前的保存期限，一般規(guī)定在210下保存一年，至少36個月。3.3.5 無鉛焊料簡介3.3.5.1 無鉛焊料的發(fā)展動態(tài)鉛及其化合物會給人類生活環(huán)境和安全帶來較大的危害。電子工業(yè)中大量使用Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要來源之一。日本首先研制出無鉛焊料并應用到實際生產(chǎn)中，并提出2003年禁止使用。美國和歐洲提出2006年禁止使用。另外，特別強調(diào)電子產(chǎn)品的廢品回收問題。我國一些獨資、合資企業(yè)的出口產(chǎn)品也有了應用。無鉛焊料已進入實用性階段。我國目前還沒有具體政策，目前普通焊膏還繼續(xù)沿用，但發(fā)展是非?？斓?，加入WTO會加速跟上世界步伐。我們應該做好準備，例如收集資料、理論學習等。 3.3.5.2 對無鉛焊料的要求 a 熔點低，合金共晶溫度近似于Sn63/Pb37的共晶溫度183，大致在180 220 之間；b 無毒或毒性很低，所選用的材料現(xiàn)在和將來都不會污染環(huán)境； c 熱傳導率和導電率要與Sn63/Pb37的共晶焊料相當，具有良好的潤濕性；d 機械性能良好，焊點要有足夠的機械強度和抗熱老化性能；e 要與現(xiàn)有的焊接設備和工藝兼容，可在不更換設備不改變現(xiàn)行工藝的條件下進行焊接；f 焊接后對各焊點檢修容易；g 成本要低，所選用的材料能保證充分供應。3.3.5.3 目前最有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料最有可能替代Sn/Pb焊料的無毒合金是Sn基合金，以Sn為主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金屬元素，通過焊料合金化來改善合金性能，提高可焊性。目前常用的無鉛焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi為基體，添加適量的其它金屬元素組成三元合金和多元合金。a Sn-Ag系焊料Sn-Ag系焊料具有優(yōu)良的機械性能、拉伸強度、蠕變特性及耐熱老化比Sn-Pb共晶焊料優(yōu)越；延展性比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性隨時間加長而劣化的問題；Sn-Ag系焊料的主要缺點是熔點偏高，比Sn-Pb共晶焊料高30-40，潤濕性差，成本高。b Sn-Zn系焊料Sn-Zn系焊料機械性能好，拉伸強度比Sn-Pb共晶焊料好，可拉制成絲材使用；具有良好的蠕變特性，變形速度慢，至斷裂時間長；缺點是Zn極易氧化，潤濕性和穩(wěn)定性差，具有腐蝕性。c Sn-Bi系焊料Sn-Bi系焊料是以Sn-Ag(Cu)系合金為基體，添加適量的Bi組成的合金焊料；優(yōu)點是降低了熔點，使其與Sn-Pb共晶焊料相近；蠕變特性好，并增大了合金的拉伸強度；缺點是延展性變壞，變得硬而脆，加工性差，不能加工成線材使用。3.3.5.4 目前應用最廣泛的無鉛焊料Sn-3.2Ag-0.5Cu是目前應用最多的無鉛焊料。其熔點為217-218。3.3.5.5 無鉛焊接給帶來的問題 a 元器件要求元件體耐高溫，而且無鉛化。即元件的焊接端頭和引出線也要采用無鉛鍍層。b PCB要求PCB基材耐更高溫度，焊后不變形，表面鍍覆無鉛化，與組裝焊接用無鉛焊料兼容，要低成本。 c 助焊劑要開發(fā)新型的潤濕性更好的助焊劑，要與預熱溫度和焊接溫度相匹配，而且要滿足環(huán)保要求。 d 焊接設備要適應較高的焊接溫度要求，再流焊爐的預熱區(qū)要加長或更換新的加熱元件；波峰焊機的焊料槽、焊料波噴嘴、導軌傳輸爪的材料要耐高溫腐蝕。必要時（例如高密度窄間距時）采用新的抑制焊料氧化技術和采用惰性氣體N2保護焊接技術。 e 工藝無鉛焊料的印刷、貼片、焊接、清洗以及檢測都是新的課題，都要適應無鉛焊料的要求。f 廢料回收從無鉛焊料中回收Bi、Cu、Ag也是一個新課題。3.4 焊膏的選擇方法主要根據(jù)根據(jù)產(chǎn)品本身的價值和用途、表面組裝板的組裝密度、PCB和元器件存放時間和表面氧化程度、生產(chǎn)線工藝條件等實際情況來選擇焊膏。不同的產(chǎn)品要選擇不同的焊膏。焊膏合金粉末的組分、純度及含氧量、顆粒形狀和尺寸、焊劑的成分與性質(zhì)等是決定焊膏特性以及焊點質(zhì)量的關鍵因素。a 根據(jù)產(chǎn)品本身的價值和用途，高可靠性的產(chǎn)品需要高質(zhì)量的焊膏。b 根據(jù)PCB和元器件存放時間和表面氧化程度來決定焊膏的活性。一般采用RMA級；高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品可選擇R級；PCB 、元器件存放時間長，表面嚴重氧化，應采用RA級，焊后清洗。c 根據(jù)產(chǎn)品的組裝工藝、印制板、元器件的具體情況選擇焊膏合金組分。一般鍍鉛錫印制板采用63Sn/37Pb；鈀金或鈀銀厚膜端頭和引腳可焊性較差的元器件、要求焊點質(zhì)量高的印制板采用62Sn/36 Pb /2Ag；水金板一般不要選擇含銀的焊膏；d 根據(jù)產(chǎn)品（表面組裝板）對清潔度的要求來選擇是否采用免清洗。對免清洗工藝要選用不含鹵素或其它強腐蝕性化合物的焊膏； 高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品以及高精度、微弱信號儀器儀表以及涉及生命安全的醫(yī)用器材要采用水清洗或溶劑清洗的焊膏，焊后必須清洗干凈。e BGA和CSP一般都需要采用免清洗焊膏；f 焊接熱敏元件時，應選用含鉍的低熔點焊膏。g 根據(jù)PCB的組裝密度（有無窄間距）來選擇合金粉末顆粒度，常用焊膏的合金粉末顆粒尺寸分為四種粒度等級，窄間距時一般選擇2045m，見表4。 SMD引腳間距也是選擇合金粉末顆粒度的重要因素之一。 表3-5 SMD引腳間距和焊料顆粒的關系引腳間距(mm)0.8以上0.650.50.4 顆粒直徑(m)75以下60以下50以下40以下h 根據(jù)施加焊膏的工藝以及組裝密度選擇焊膏的黏度，例如模板印刷工藝應選擇高黏度焊膏、點膠工藝選擇低黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。 表3-6 焊膏粘度施膏方法絲網(wǎng)印刷模板印刷注射滴涂粘度（Pa.s)300800普通密度： 500900高密度、窄間距SMD：70013001503003.5 焊膏的使用與保管a 必須儲存在510的條件下；b 要求使用前一天從冰箱取出焊膏（至少提前2小時），待焊膏達到室溫后才能打開容器蓋，防止水汽凝結；c 使用前用不銹鋼攪拌棒將焊膏攪拌均勻，攪拌棒一定要清潔；d 添加完焊膏后，應蓋好容器蓋；e 免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷間隔超過1小時，須將焊膏從模板上拭去。將焊膏回收到當天使用的容器中；f 印刷后盡量在4小時內(nèi)完成再流焊。g 免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗；h 需要清洗的產(chǎn)品，再流焊后應當天完成清洗；i 印刷焊膏和貼片操作時，要求拿PCB的邊緣或帶手套，以防污染PCB。3.6 施加焊膏的方法和各種方法的適用范圍 施加焊膏的方法有三種:滴涂式(即注射式，滴涂式又分為手動和自動滴涂機兩種方法)、 絲網(wǎng)印刷和金屬模板印刷。各種方法的適用范圍如下:a. 手工滴涂法用于極小批量生產(chǎn), 或新產(chǎn)品的模型樣機和性能樣機的研制階段，以及生產(chǎn)中修補,更換元件等。b. 絲網(wǎng)印刷用于元器件焊盤間距較大，組裝密度不高的中小批量生產(chǎn)中。c. 金屬模板印刷用于大批量生產(chǎn)、組裝密度大,以及有多引線窄間距器件的產(chǎn)品（窄間距器件是指引腳中心距不大于0.65mm的表面組裝器件;也指長寬不大于1.60.8mm的表面組裝元件）。由于金屬模板印刷的質(zhì)量比較好，而且金屬模板使用壽命長，因此一般應優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。3.7 全自動與半自動印刷機金屬模板印刷焊膏工藝3.7.1 工藝流程 印刷前準備工作 開機初始化 安裝模板 安裝利刀 連續(xù)生產(chǎn)老產(chǎn)品 印刷新產(chǎn)品 PCB定位 圖形對準 圖形對準 編程(設置印刷參數(shù)) 調(diào)老產(chǎn)品程序 制作視覺圖像 添加焊膏 首件試印刷并檢驗 Yes No 調(diào)整參數(shù)或?qū)蕡D形 用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷 不用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷 檢驗 結束 關機3.7.2 印刷前準備工作a 熟悉產(chǎn)品工藝要求b 按產(chǎn)品工藝文件，領取經(jīng)檢驗合格的PCB，如發(fā)現(xiàn)領取的PCB受潮或受污染，應進行清洗、烘干處理 。c 準備焊膏 按產(chǎn)品工藝文件規(guī)定選用焊膏； 使用要求按3.5有關條款執(zhí)行; 印刷前用不銹鋼攪拌棒,將焊膏向一個方向連續(xù)攪拌均勻。d 檢查模板應完好無損,漏孔完整不堵塞。e 設備狀態(tài)檢查 印刷前設備所有的開關必須處于關閉狀態(tài)； 接通空氣壓縮機的電源。開機前要求排放積水。確認氣壓滿足印刷機要求（一般在6kg/cm2）； 檢查空氣過濾器有無積水，有則放水; 檢查模板清潔器容器內(nèi)的酒精量，少于總?cè)萘康?/3應及時補充。3.7.3 開機a打開供氣管道閥門，檢查空氣壓力應符合印刷機要求。b 打開印刷機電源開關。c 打開UPS電源開關。d 打開計算機開關。e 等待屏幕提示進入初始化。3.7.4 安裝模板和刮刀 a 應先安裝模板，后安裝刮刀； b 安裝模板時應將模板插入模板軌道上，并推到最后位置，一定要卡緊； c 安裝刮刀時應選擇比PCB印刷寬度長20mm的不銹鋼刮刀一付。并調(diào)節(jié)導流板的高度，使導流板的底面略高于刮刀的底面； d 先裝后刮刀，后裝前刮刀。 注：印刷焊膏一般應選擇不銹鋼刮刀；特別是高密度印刷時，不銹鋼刮刀有利于提高印刷精度。3.7.5 PCB定位 PCB定位有邊夾緊定位和針定位兩種方法；目的是使PCB初步調(diào)整到與模板圖形相對應的位置上。3.7.5.1 PCB邊夾緊定位的操作步驟：a 首先松開工作臺的鎖定裝置；b 將工作臺上的X、Y、定位器設置為0，工作臺被定位在中心位置； c 采用邊夾緊定位時需要安裝夾持PCB的導軌和定位裝置。可通過用卷尺及目測，大致確定PCB在工作臺上的位置，使前后導軌平行，然后擰緊導軌固定鈕； d 把左右頂塊固定在印刷工作臺面適當位置上，將PCB定位在支撐導軌的中心；e 將磁性平頂柱或針狀頂柱，均勻地排列在PCB底部以下支撐PCB；f 把PCB放在磁性支撐柱上，先將PCB的后邊緣緊貼后支撐導軌，再調(diào)整前支撐導軌的位置，使PCB前、后導軌之間保留1mm2mm的間隙，應使導軌兩端刻度一致（使平行），擰緊導軌兩端的固定鈕；g 調(diào)整左、右頂塊上的滑動塊的位置，使PCB與左、右頂塊之間保留1mm2mm的間隙；h 松開導軌的鎖定鈕，調(diào)節(jié)兩個支撐軌的高度，用高度尺測量，同時用手撫摸PCB與導軌接觸處的頂面，使兩個導軌頂面與PCB頂面高度一致，然后擰緊鎖定鈕； i 用同樣的方法調(diào)整左右頂塊的高度； 注意： 前、后導軌和左、右頂塊的頂面絕對不能高于PCB頂面。以防印刷時損壞模板和刮刀。3.7.5.2 PCB針定位的操作步驟： a 根據(jù)印制板上定位孔的位置，將針定位調(diào)節(jié)裝置固定在工作臺的相應位置上； b 將真空支柱排放在PCB的底部左、右兩端。（印刷時真空支柱起支撐并吸住PCB的作用）； c 將磁性平頂柱和針狀頂柱均勻地排列在PCB底部，以支撐PCB。 注意： 雙面貼裝的PCB，當印刷第二面時，注意各種頂針要避開已經(jīng)貼裝好的元器件，不要頂在元器件上，以防損壞元器件。3.7.6 圖形對準圖形對準是通過對工作臺或?qū)δ０錢、Y、的精細調(diào)整，使PCB的焊盤圖形與模板漏孔圖形完全重合。究竟調(diào)整工作臺還是調(diào)整模板，要根據(jù)印刷機的構造而定，目前多數(shù)印刷機的模板是固定的，這種方式的印刷精度比較高。圖形對準的步驟： a 將PCB放在設置好的工作臺上，注意PCB的方向與模板印刷圖形一致； b 邊夾緊或氣動針定位裝置將PCB鎖定在工作臺上，并運行到印刷頭和模板下方； c 設置PCB與模板接觸高度，并升起工作臺，使PCB頂面剛好與模板底面接觸； d 此時即可進行圖形對準，從模板頂部垂直向下看，并通過工作臺X、Y、調(diào)節(jié)器進行微調(diào)PCB的位置，使PCB圖形與模板圖形完全重合。對準圖形時一般先調(diào)，使PCB圖形與模板圖形平行，再調(diào)X、Y。 然后再重復進行微細的調(diào)節(jié)，使PCB的焊盤圖形與模板圖形完全重合為止；3.7.7 制作Mark的視覺圖像Mark 是用來糾正PCB 加工誤差的，選擇PCB對角線上的一對Mark作為基準。制作Mark圖像時，要使圖像清晰、邊緣光滑、黑白分明。注意：PCB與模板圖形精確對中后到制作視覺圖像前PCB定位不能松開，否則會改變Mark的坐標位置。 做完兩個MARK的圖像后松開工作臺。3.7.8 設置印刷參數(shù) 設置印刷參數(shù)要根據(jù)根據(jù)印刷機的功能和配置進行，一般設置以下參數(shù)： a 設置前、后印刷極限該步驟是根據(jù)印刷圖形的長度和位置來確定印刷行程，前極限是指起始印刷的刮刀位置，前極限一般在模板圖形前20mm處；后極限是指結束一塊PCB印刷時的刮刀位置，后極限一般在模板圖形后20mm處。以防止焊膏漫流到模板的起始和終止印刷位置處的開口中，造成該處焊膏圖形粘連等印刷缺陷。b設置印刷速度一般設置為15mm/sec40mm/sec,有窄間距，高密度圖形時，速度要慢一些。c 設置刮刀壓力,一般設置為2kg5kg/cm2（不同廠家的印刷機略有差異） 。 d 設置模板分離速度, 有窄間距，高密度圖形時，速度要慢一些。 e 設置印刷前工作臺延時 f 設置刮刀延時 g 設置清洗模板模式，一般設置為一濕一干或二濕一干，如果印刷機配有真空吸裝置，還可設置真空吸。 h 設置模板清洗頻率，窄間距時最多可設置為每印1塊板清潔一次，無窄間距時可設置為20，50等，也可以不清洗，以保證印刷質(zhì)量為準； i 設置檢查頻率（設置印刷多少塊PCB進行一次質(zhì)量檢查，機器會自動停止印刷）；j 設置印刷遍數(shù), (一般為一遍或兩遍)；k 如果設備配有溫度和濕度控制裝置，還應設置溫度和濕度。3.7.9 添加焊膏 a 首次施加焊膏 用小刮勺將焊膏均勻沿刮刀寬度方向施加在模板的漏印圖形后面。注意不要將焊膏施加到模板的漏孔上。如果印刷機沒有恒溫恒濕的密閉裝置，建議焊膏量不要加得太多，能使印刷時沿刮刀寬度方向形成10mm左右的圓柱狀即可，印刷過程中隨時添加焊膏可減少焊膏長時間在空氣中吸收水分或溶劑揮發(fā)而影響焊接質(zhì)量。 b 在印刷過程中補充焊膏時，必須在印刷周期結束時進行。 c 施加焊膏完畢后，必須將刮勺，焊膏容器等工具從印刷機上拿走。3.7.10 首件試印刷并檢驗 a 按照印刷機的操作步驟進行首件試印刷 b印刷完畢按照檢查標準檢查首件印刷質(zhì)量， c 不良品的判定和調(diào)整方法參照表6。3.7.11 根據(jù)印刷結果調(diào)整參數(shù)或重新對準圖形 首件檢驗不符合要求時，必須重新調(diào)整印刷參數(shù)，嚴重時需重新對準圖形，然后再試印，符合質(zhì)量標準后才能正式連續(xù)印刷；3.7.12 連續(xù)印刷生產(chǎn)a 采用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷為了保證印刷精度，一般情況應采用視覺系統(tǒng)印刷。b 不采用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷 用于沒有窄間距，印刷精度要求不高時，為了提高印刷速度可不采用視覺系統(tǒng)進行印刷。3.7.13 檢驗由于印刷焊膏是保證SMT組裝質(zhì)量的關鍵工序，因此必須嚴格控制印刷焊膏的質(zhì)量。 a) 有窄間距(引線中心距0.65mm以下)時，必須全檢。b) 無窄間距時，可按以下取樣規(guī)則抽檢： 表3-7 印刷焊膏取樣規(guī)則批次范圍取樣數(shù)量不合格品的允許數(shù)量15001305013200501320110000802100013500012533.7.13.1 檢驗方法 a 目視檢驗，有窄間距時用25倍放大鏡或3.520倍顯微鏡檢驗。b 連續(xù)生產(chǎn)中不符合要求時必須重新調(diào)整印刷參數(shù)，嚴重時需重新對準圖形，然后再試印，符合質(zhì)量標準后才能繼續(xù)印刷。d 對印刷質(zhì)量不合格品的處理方法 如果只有個別焊盤漏印，可用手動點膠機或用細針補焊膏； 如果大面積不合格,必須用無水乙醇超聲清洗或刷洗干凈，將PCB板面和通孔中殘留焊膏全部清洗掉。并晾干或用吹風機吹干后再印刷。3.7.13.2 檢驗標準 按照本單位制定的企業(yè)標準或參照其它標準（例如IPC標準或SJ/T10670-1995表面組裝工藝通用技術要求）執(zhí)行。3.7.13.3 不良品的判定和調(diào)整方法 表3-8 不良品的判定和調(diào)整方法缺陷名稱和含義判定標準產(chǎn)生原因和解決措施印刷不完全，部分焊盤上沒有印上焊膏未印上部分應小于焊盤面積的251. 漏孔睹塞：擦模板底部,嚴重時用無纖維紙或軟毛牙刷蘸無水乙醇擦。2. 缺焊膏或在刮刀寬度方向焊膏不均勻：加焊膏，使均勻。3. 焊膏粘度不合適，印刷性不好：換焊膏。4. 焊膏滾動性不好：減慢印刷速度，適當增加刮刀延時，使刮刀上的焊膏充分流到模板上。5.焊膏粘在模板底部：減慢離板速度。焊膏太薄，焊膏厚度達不能規(guī)定要求焊膏在焊盤上的厚度同模板厚度，一般為0.150.2mm1. 減慢印刷速度。2. 增加印刷壓力。3. 增加印刷遍數(shù)。焊膏厚度不一致，焊盤上焊膏有的地方薄，有的地方厚小于或大于模板厚度1. 模板與PCB不平行：調(diào)PCB工作臺的水平。2. 焊膏不均勻：印刷前攪拌均勻。圖形坍塌，焊膏往四邊塌陷超出焊盤面積的25或焊膏圖形粘連1 焊膏粘度小、觸變性不好：應換焊膏。2 室溫過高，造成焊膏黏度下降，應控制室溫在233。焊膏圖形粘連相鄰焊盤圖形連在一起1. 模板底部不干凈：清潔模板底部。2. 印刷遍數(shù)多：修正參數(shù)。3. 壓力過大：修正參數(shù)。拉尖，焊盤上的焊膏呈小丘狀焊膏上表面不平度大于 0.2mm1. 焊膏粘度大：換焊膏。2. 離板速度快：調(diào)參數(shù)。PCB表面沾污PCB表面被焊膏沾污1. 模板底部被焊膏污染，清洗模板底面。2. 返工時PCB沒有清洗干凈。3. 在程序中增加清洗模板的頻率。PCB兩端沾污刮刀的前后極限離模板開口太近，沒有留出焊膏回流的足夠位置：調(diào)整刮刀的前后極限。3.7.14 轉(zhuǎn)貼裝工序3.7.15 結束 當完成一個產(chǎn)品的生產(chǎn)或結束一天工作時，必須將模板、刮刀全部清洗干凈。 a 打開印刷頭蓋 b 從印刷頭上卸下刮刀，用專用擦拭紙蘸無水乙醇，將刮刀擦洗干凈后安裝在印刷頭上或收到工具柜中。 c 清洗模板 用專用擦拭紙蘸無水乙醇，將焊膏清除，若漏孔堵塞，可用軟牙刷配合，切勿用堅硬針捅； 用壓縮空氣槍將模板漏孔中的殘留物吹干凈； 將模板裝在貼裝機上，否則收到工具柜中。 注意：拆卸模板和刮刀的順序應先拆刮刀，后拆模板。以防損壞刮刀。3.7.16 關機 將程序回到主菜單，從計算機中退出，先關計算機，再關UPS開關，最后關印刷機電源和壓縮空氣機。3.8 采用簡易印刷工裝手工印刷焊膏工藝介紹此方法用于沒有印刷設備或試驗樣機等小批量生產(chǎn)中。方法簡單，成本極低，使用方便靈活。比較適合一般密度的SMT產(chǎn)品。3.8.1 簡易漏印工裝制作方法用一塊大于PCB尺寸的平整的鋁板作為工裝的基板，其厚度為34mm；再用一條大約20mm寬、長度與鋁基板寬度相同、厚度與PCB厚度相同的鋁片或PCB板條作為定位墊片；再用一條與定位墊片長度、寬度相同、厚度為34 mm的鋁條作為固定模板用的壓板；然后在鋁基板的一端打兩個f3-4mm定位孔，同時在定位墊片和固定模板用壓板的相對應位置也打兩個與鋁基板相同直徑的定位孔；再準備兩付與定位孔徑相匹配的螺絲螺母作為固定件。再準備一塊比印刷寬度寬20mm的聚胺脂刮板，并將聚胺脂刮板打孔后固定在厚度為3-4mm的鋁板上，這樣就制成了一付簡易漏印工裝。3.8.2 金屬模板 金屬模板是用銅或不銹鋼薄板經(jīng)照相蝕刻法、激光加工、電鑄等方法制成的印刷用模板，根據(jù)PCB的組裝密度選擇模板的材料和加工方法，模板是外加工件。其加工要求與印刷機用的模板基本相同，不同處只是簡易印刷工裝用的模板不需要加工邊框，下面再介紹一下外協(xié)加工銅模板的要求：a 給加工單位提供制作銅模板的黑白膠片，膠片上只允許有表面組裝元器件（SMC/SMD）的焊盤圖形。也可以提供PCB的CAD文件，需要純貼片元器件的焊盤層以及帶PCB外邊框尺寸的絲網(wǎng)層。 一般組裝密度時，可采用單面腐蝕法。需要提供一張黑白膠片。膠片的外形尺寸與PCB的尺寸相同。高組裝密度或有多引線窄間距SMD時，應采用雙面腐蝕法。需要提供兩張相同的黑白膠片。膠片三邊的外形尺寸與PCB的尺寸相同，其中一個邊的尺寸要比PCB大10mm以上。 b 銅模板的材料以錫磷青銅為宜，亦可使用黃銅加工后鍍鎳，或使用黃銅、鈹青銅等材料。 c 銅模板的厚度根據(jù)產(chǎn)品需要，一般為0.100.30mm。 模板印刷時,模板的厚度就等于焊膏的厚度。對于一般密度的SMT產(chǎn)品采用0.2mm的銅板，對于多引線窄間距SMD的產(chǎn)品應采用0.150.10mm的銅板。d 單面腐蝕時,要求喇叭口向下。對于0.20mm厚的銅板，要求側(cè)腐蝕小于厚度的20%。 0.2mm 0.04mm 圖3-5 單面腐蝕側(cè)腐蝕要求 e 給加工單位提供制作銅模板的加工尺寸要求示意圖要求銅模板三邊的尺寸比漏印圖形至少大40mm，其中一邊比PCB板邊大40mm。 40 模板 PCB 焊盤圖形區(qū) W B 40 40 X L 40 A 圖 3-6 銅模板加工尺寸示意圖圖中：A銅模板的長度 B銅模板的寬度 L漏印圖形區(qū)長度 W漏印圖形區(qū)寬度 X漏印圖形區(qū)的外邊到PCB板邊的距離3.8.3 采用簡易印刷工裝手工印刷焊膏操作步驟 a 準備焊膏( 同3.7.2中的c) b 準備銅模板 檢查并修理銅模板 用放大鏡或立體顯微鏡檢查銅模板上的漏孔有無毛刺和腐蝕不透等缺陷，如果有缺陷用小什錦銼修理好。 用砂布或銼刀把銅模板四邊的毛刺打掉，以防刮手。 在銅模板的一端打固定模板的定位孔，孔徑略大于鋁基板的定位孔（比定位孔的孔徑放大2mm左右），孔距與鋁基板相同。 c 在工裝底板上做PCB定位銷 把PCB放在印刷工裝的底板上，把Cu模板平放在PCB上, 將定位墊片套在基板的裝配螺絲上，再將銅模板的定位孔套在基板的裝配螺絲上，盡量使螺絲對準孔的中心。再移動PCB位置，使Cu模板的漏孔圖形對準PCB相應的焊盤圖形。在對應于PCB兩個斜對角位置或在PCB長邊兩端定位孔位置的工裝基板上打兩個定位孔，其孔徑與PCB的定位孔一致（定位孔的直徑一般為3mm)。最后把f3mm的定位銷插入定位孔中，定位銷的高度略低于PCB的厚度。 d 安裝金屬（銅）模板并進行圖形對準 由于Cu模板的裝配孔比定位孔大,因此可以進行前、后、左、右微調(diào),使Cu模板的漏孔圖形對準PCB相應的焊盤圖形。如果模板上有窄間距(引腳中心距為0.8mm以下)的圖形，需要在立體顯微鏡下進行對準，最后在裝配螺絲上套上壓板并用螺母擰緊。 e 印刷 把攪拌均勻的焊膏放在Cu模板裝配孔一端。盡量放均勻，注意不要加在漏孔里。焊膏量不要太多。在操作過程中可以隨時添加。 用刮板從焊膏的前面向后均勻地刮動,刮刀角度為4560為宜。刮完后將多余的焊膏放回模板的前端。 抬起模板,將印好焊膏的PCB取下來,再放上第二塊PCB。 檢查印刷結果,根據(jù)印刷結果判斷造成印刷缺陷的原因,印刷下一塊PCB時,可適當改變刮板角度,壓力和印刷速度，直到滿意為止。 印刷時,要經(jīng)常檢查印刷質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)焊膏圖形沾污(連條),或模板漏孔堵塞時, 隨時用無水乙醇無纖維紙或紗布檫模板底面。印刷窄間距產(chǎn)品時，每印完一塊PCB都必須將模板底面擦干凈。3.8.4 影響金屬模板漏印Sn/Pb焊膏質(zhì)量的工藝參數(shù) a 刮板角度一般為45度至60度。角度太大，易產(chǎn)生焊膏圖形不飽滿，角度太小，易產(chǎn)生焊膏圖形沾污。 b 刮板壓力由于是手工印刷,在刮板的長度和寬度方向受力不容易均勻,因此剛開始印刷時, 一定要多觀察,細體會,要掌握好適當?shù)墓伟鍓毫?。壓力太?容易使焊膏圖形沾污(連條),壓力太小,留在模板表面的焊膏容易把漏孔中的焊膏一起帶上來，造成漏印,并容易使焊膏堵塞模板的漏印孔。c 印刷速度手工印刷的速度不要太快，速度太快容易造成焊膏圖形不飽滿的印刷缺陷。3.8.5 注意事項 a 印刷時,要經(jīng)常檢查印刷質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)焊膏圖形沾污(連條),或模板漏孔堵塞時, 隨時用無水乙醇紗布檫模板底面。 b 在正常生產(chǎn)過程中,印刷速度一般都比貼片速度快,而Sn/Pb焊膏露在空氣中很容易干燥, 印好焊膏的PCB一般可在空氣中放置2-4小時,具體要根據(jù)所用焊膏的粘度,空氣濕度等情況來決定。因此印刷完一批PCB后, 要把焊膏回收到容器中,以免助焊劑中的溶劑揮發(fā)太快,而使焊膏失效。另外，暫停印刷時要把模板底面檫干凈，特別注意漏孔不能堵塞。 c 如果雙面貼片的話,印刷第二面時需要加工專門的印刷工裝。即在印刷工裝的臺面上加工墊條, 把PCB架起來。墊條必須加在PCB第一面（這一面已經(jīng)完成貼裝和焊接）沒有貼片元器件的相應位置上,墊條的材料可采用印制板的邊角料或窄鋁條，墊條的高度略高于PCB第一面上最高的元器件。由于PCB在印刷工裝臺面上的高度提高了，在印刷工裝固定銅模板處墊片的高度和印刷工裝臺面上PCB定位銷的高度也要相應提高。 d 一般應先印元件小,元件少的一面,待第一面貼片,焊接完成以后,再進行元件多或有大器件一面的印刷,貼片和焊接。3.9 手動點膠機滴涂焊膏工藝介紹 手動滴涂機用于極小批量生產(chǎn), 或新產(chǎn)品的模型樣機和性能樣機的研制階段，以及生產(chǎn)中修補,更換元件時滴涂Sn/Pb焊膏或貼裝膠。3.9.1 開機前準備 a 將焊膏裝入手動滴涂機的5cc塑料針筒內(nèi)。根據(jù)PCB焊盤的尺寸大小選擇不同內(nèi)徑的塑料漸尖式針嘴。一般情況選用18號或20號針嘴,大焊盤可選擇23號針嘴,如有窄間距的圖形,應選用16號（孔徑0.2mm）針嘴。 b 裝入轉(zhuǎn)接器接頭,并扭轉(zhuǎn)鎖緊,垂直放在針筒架上。3.9.2 開機并調(diào)整滴涂量 a 打開總電源和壓縮空氣源。 b 按機器電源鍵,開啟滴涂機。綠色指示燈亮。 c 調(diào)整氣壓,順時針方向旋轉(zhuǎn)增加氣壓, 逆時針方向旋轉(zhuǎn)減小氣壓。 d 調(diào)節(jié)時間控制旋鈕,控制滴涂時間,順時針方向旋轉(zhuǎn)滴放時間短,逆時針方向旋轉(zhuǎn)滴放時間長。 e 如果選擇連續(xù)滴涂方式,再按時間/非時間 選擇鍵,使黃褐色小燈亮,這時只要踏下開關,就不斷有焊膏滴出,直到放松開關為止。 f 反復調(diào)整滴出的焊膏量。焊膏的滴出量由氣壓、放氣時間、焊膏粘度和針嘴的粗細決定的,因此具體參數(shù)要根據(jù)具體情況設定。主要依據(jù)滴在PCB焊盤上的焊膏量來調(diào)整參數(shù)。焊膏滴出量調(diào)整合適后,即可在PCB上進行滴涂。3.9.3 滴涂操作程序 a 把PCB平放在工作臺上 b 手持針管，使針嘴與PCB的角度大約成45度。 c 腳踩腳踏開關, 焊膏就會象事先調(diào)整合適的量滴出，此時即可在PCB上從左到右,自上而下進行滴涂。3.9.4 關機程序 a 關掉機器電源，逆時針方向旋轉(zhuǎn)氣壓鈕，使氣壓表回零。 b 在針嘴上套一個一端封口的塑料套管。以免焊膏揮發(fā)。 c 關總電源和壓縮空氣源。 3.9.5 安全操作注意事項 a 不要翻轉(zhuǎn)針筒, 避免使焊膏流入導管內(nèi)。 b 加焊膏時要盡量避免進入空氣。 c 攪拌棒與加料棒一定要干凈, 不能有棉花毛等雜物, 以免帶到焊膏中,堵塞滴液針嘴。如有堵塞現(xiàn)象可用0.20.4mm的不銹鋼絲捅開。嚴重時清洗或更換針嘴。d 滴放時須將針嘴擺放成圖1所示的角度,并接觸到PCB表面。一定要踏緊開關,直到一個滴點的滴放程序完成為止。太早放松開關會中斷滴點的形成。 (a)針嘴接觸在PCB上 (b)滴放 (c)垂直向上將針嘴拔離PCB 圖3-7 針嘴滴放示意圖3.10 ProFlow DirEkt焊膏印刷新技術介紹ProFlow由兩個部分組成：一個轉(zhuǎn)接頭和一個密封的焊膏包裝匣。ProFlow不使用刮刀，它采用一個密封的焊膏輥直接利用驅(qū)動活塞產(chǎn)生的動力，將焊膏壓向不銹鋼板漏孔。當它通過鋼板時，會滾動內(nèi)部的焊膏，達到最佳的控制性和重復性，有利于提高印刷質(zhì)量。由于焊膏不會在不銹鋼模板表面來回流動，焊膏不接觸空氣，因此有利于保證焊接質(zhì)量。ProFlow采用標