表面组装工艺技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,表面组装工艺技术,第四章 胶黏剂和焊膏涂敷工艺,涂敷胶黏剂的目的？,暂时固定,SMD,器件在,PCB,板上,胶黏剂的涂敷质量影响,SMT,的工艺效率和工艺质量，甚至影响组件的可靠性等,。,4.1,胶黏剂涂敷工艺技术,典型的胶涂敷技术,分配器点涂技术,将胶黏剂一滴一滴地以点状形式涂敷在,PCB,上相应位置,针式转印技术,单点或成组将胶黏剂转印到,PCB,相应位置,丝网（模板）印刷技术,不同涂胶方式比较,SMT,工艺对胶涂敷的要求,必须对,PCB,表面有较强的吸附能力；,润湿力,（胶黏剂对,PCB,）,润湿力,（胶黏剂对针管和针头）,内聚力,（胶黏剂本身）,；,胶黏剂性能稳定，不易受外界影响；,胶黏剂本身洁净，且不能污染焊盘或引线；,具有可清除性；,与其他工艺相兼容。,分配器点涂技术,为精确控制胶点的大小和位置，同时提高点胶的效率，一般工艺线采用自动点胶机。,电动式螺杆阀,特 点,1,、采用步进马达驱动,2,、可任意设定点的大小,3,、最小单点直径可达,0.3mm,4,、最高涂料粘度可达,50,万,CPS,5,、最小单点胶量可达,0.04mg,6,、单点胶量误差可达,0.01mg,7,、最小划线宽度,0.35mm,8,、可选配自动恒温装置，确保涂料流动性一致,例：多功能高速点胶机,分配器点涂技术的特点,能够适应各种大小和形状电路板的涂胶工艺；,胶点大小和位置易于控制；,储胶器的密封环境，有利于保护胶黏剂的性能不受外界影响；,易于与,SMT,流水线其他工艺兼容，自动化程度高等。,点胶工艺主要参数,胶点轮廓：,胶点直径：,胶点高度：,点胶工艺主要参数,一般取：,R2*A+B,，保证,80%,的粘接,胶的触变性（流变性）,好的触变性有利于胶的顺利流出及形成合格胶点；,胶黏剂的湿强度,即贴片时，固化前，胶多具有的粘接强度。,能够克服元件的轻微移动。,等待,/,延滞时间,从发出点胶信号到实际出胶的时间。,点胶工艺主要参数,时间,/,压力等。,点胶工艺主要参数,Z,轴回复高度：,针对不同的产品，选择合适的胶黏剂；,合理的工艺参数；,正确的工艺操作规范。,点胶工艺注意事项,什么是针式转印？,针式转印技术,方法一：单针转印技术原理示意图,方法二：,先用针把胶涂到,SMD,上，再把,SMD,贴在,PCB,上。,缺点：涂敷和组装效率低。,实际工艺中采用,针矩阵,形式进行转印。,缺点：每种电路板需要专门设计并定制一套针矩阵。,优点,能够一次完成多个元件的涂胶工作，适合同一品种的大批量生产。,缺点,胶量不易控制；,胶黏剂易被污染；,胶点质量难控易，受环境影响；,对,PCB,板翘曲敏感等。,针式转印技术的特点,随着高速自动点胶机性能的不断提高，电子产品的微型化，针式转印技术正在逐渐淡出,SMT,涂敷工艺。,不良点胶现象,(1),拉丝,(,又称拖尾,),(2),过量,（,3),塌落,(4),失准,(5),空点,焊膏最终将形成永久性的焊点并联结,SMD,与,PCB,板，直接影响表面组装组件的性能和可靠性。,焊膏的涂敷主要有三种方式：,注射滴涂,（与胶的点涂工艺相似，小批量用）,印刷涂敷,焊膏喷印技术,4.2,焊膏涂敷工艺技术,丝网印刷,非接触方式,模板印刷,直接接触方式,印刷涂敷技术原理,丝网印刷技术,丝网制板技术,丝网印刷工艺,网框材料、尺寸、种类的选择与确定,丝网材料、尺寸、种类的选择与确定,绷网工艺,丝网材料、尺寸、种类的选择与确定,基板夹持,视觉对位,刮板组件及其驱动,刮板（刮刀）的速度和压力,丝网制板技术,网框选择,网框材料,木材、铝合金和不锈钢等。应具有较好的弹性；,网框尺寸,一般是印刷区域的两倍；,网框种类,常采用胶黏剂固定框。,丝网材料,聚酯丝、不锈钢丝等；,丝网结构,平纹,/,斜纹、低,/,中,/,高目数等；,丝网几何特性,目数,M,、厚度,T,、线径,D,、开孔,O,、开孔率、透过体积、分辨率等；,丝网制板技术,丝网选择,综合考虑焊膏特性，,PCB,板的设计参数，丝网本身的几何特性等因素，才能设计出合适的丝网结构。,将丝网固定在网框上的过程,丝网的拉伸强度和控制丝网的张力很重要。,丝网制板技术,绷网工艺,丝网制板技术,感光制板,丝网的预处理,涂感光剂,曝光,显影和冲洗,检查和贮存,丝网印刷技术,准备印刷：,图形对准、固定,PCB,板、上锡膏。,开始印刷：,刮刀移动并推动焊膏,PCB,板上移动，焊膏由开孔处进入,PCB,焊盘。,结束印刷：,丝网抬升，焊膏留在,PCB,焊盘上。,基板夹持,采用定位销、真空洗盘等；,视觉对位,利用一些有颜色的对位标记；,刮板组件工作,溢流、接触、印刷；,刮刀速度和压力,速度要恒定、压力要适中。,丝网印刷技术,主要组成,模板印刷技术,特点：,PCB,与模板直接接触；,焊膏不需要溢流；,焊膏从金属模板上的开孔流入,PCB,；,柔性版和刚性板之分；,制板复杂，成本高；,对焊膏粒度和黏度不敏感，不易堵塞；,焊膏图形清晰，易于清洗，可,长期使用,；,适用于大批量、高密度组装。,模板印刷技术,模板与丝网印刷的比较,激,光,刻,模,板,关于金属模板的设计,模板开口的宽厚比,/,面积比；,一般要求宽厚比,1.5,，面积比,0.66,模板开口形状,由,SMD,焊盘的形状决定。,手 动 丝 网 印 机,Screen printer,焊膏印刷过程的工艺控制,主要工序：,基板输入,基板定位,图像识别,焊膏印刷,基板输出,工艺重点！,焊膏的印刷,第一步：刮刀移动，转移焊膏。,第二步：模板上升，完成转移。,为保证刮板与基板的严格平行，必须引入浮动调整机构,前半期，脱板速度,慢,些；,后半期，脱板速度,快,些；,脱板,速度的要求,基板解除固定，输出下道工序,印刷工艺参数及其设置,刮刀速度,与焊膏的触变性有关；,刮刀角度,角度小有利于增大转移深度（纵向力大），但容易漏膏；角度大不容易漏膏，但转移深度小；,最佳角度范围,印刷压力,刚好把焊膏从模板刮净，为消除基板的不平整因素，压力稍大些；,印刷工艺参数及其设置,增加支撑杆，增大基板与刮刀的接触面积,焊膏供给量,刮刀角度大于,60,时，供给量不是敏感因素；,刮刀材质和硬度,合金刀（硬度好，易磨损），聚酯橡胶（追随性好，硬度可满足要求）。,切入量,调整压力、共面性及引入浮动机构；,脱板速度；,印刷工艺参数及其设置,焊膏印刷厚度,主要由模板厚度决定；,同时，可通过刮刀速度和压力微调之；,SMD,引脚间距越大，厚度可越厚；,模板的清洗,主要去除印刷模板底面一侧的污物。,印刷工艺参数及其设置,印刷工艺参数及其设置,印刷工艺控制小结, 图形对准,通过对工作台或对模板作,X,、,Y,、,的精细调整，使,PCB,的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。, 刮刀与网板的角度,角度越小，向下的压力越大，容易将焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，造成焊膏图形粘连。目前自动和半自动印刷机大多采用,60,。,焊膏的投入量（滚动直径）,焊膏的滚动直径,h,915mm,较合适,。,h,过小不利于焊膏漏印（印刷的填充性）,h,过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，对焊膏质量不利。,焊膏的投入量应根据刮刀的长度加入。根据,PCB,组装密度（每快,PCB,的焊膏用量），估计出印刷,100,快还是,150,快添加一次焊膏。,刮刀运动方向,h,焊膏高度（滚动直径）,刮刀压力,压力太小，可能会发生两种情况：,第,1,种情况：刮刀在前进过程中产生的向下的,Y,分力也小，会造成漏印量不足；,第,2,种情况是：刮刀没有紧贴模板表面，印刷时由于刮刀与,PCB,之间存在微小的间隙，因此相当于增加了印刷厚度。,另外压力过小会使模板表面留有一层焊膏，容易造成图形粘连等印刷缺陷。因此,理想的刮刀压力应该恰好将焊膏从模板表面刮干净,。,印刷速度,由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反比关系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷缺陷。,在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在一定的关系，降速度相当于增加压力，适当降低压力可起到提高印刷速度的效果。, 网板（模板与,PCB,）分离速度,窄间距、高密度图形时，,网板分离速度,要慢一些。,分离速度增加时，模板与,PCB,间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，造成少印和粘连。,分离速度减慢时，,PCB,与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，而使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷状态良好。, 清洗模式和清洗频率,经常清洗模板底面也是保证印刷质量的因素。应根据焊膏、模板材料、厚度及开口大小等情况确定清洗模式,和,清洗频率。（印,20,块清洗一次或印,1,块清洗一次等）,模板污染主要是由于焊膏从开口边缘溢出造成的。如果不及时清洗，会污染,PCB,表面，模板开口四周的残留焊膏会变硬，严重时还会堵塞开口。,建立检验制度,必须严格首件检验。,有,BGA,、,CSP,、高密度时每一块,PCB,都要检验。,一般密度时可以抽检。,印刷焊膏取样规则,批次范围,取样数量,不合格品的允许数量,1,500,13,0,501,3200,50,1,3201,10000,80,2,10001,35000,125,3,焊膏印刷的不良现象和原因,位置偏移不良,重合精度不够，空气生存现象；,无焊膏,焊膏量不足,焊膏印刷的不良现象和原因,焊膏量过多,印刷形状不良,焊膏印刷的不良现象和原因,圆角性不良,延展不良,焊膏渗溢和桥连,漏印或印刷不完全,焊膏印刷的不良现象和原因,其他不良,塌陷与模糊,焊膏印刷的不良现象和原因,其他不良,Preferred,Acceptable,Rejected,焊膏印刷规格示例：,焊膏量不足、不均匀、偏移超过,20%,喷印工艺之比较,点涂工艺：利用点涂针头将焊膏涂敷，无需制作专门的印刷板，但是无法处理细间距、高密度元件的涂膏，可靠性较差。,印刷工艺：适合大批量生产，但小批量生产时成本较高，且焊膏高度不可调。,喷印工艺：可精确控制单个焊膏的涂敷量，可靠性高，简化的涂敷工艺，提高了生产效率，但设备昂贵。,焊膏喷印技术,喷射效果,气动式喷射阀,例：多功能高速点胶机,行程调节,力度调节,活塞腔体,气体入口,喷射腔体,涂料入口,加热器,出胶口,1,、高速喷射，,720,000,点,/h,2,、可任意设定点的大小,3,、最小单点直径可达,0.2mm,4,、最高涂料粘度可达,31,万,CPS,5,、最小单点胶量可达,0.01mg,6,、单点胶量误差可达,0.005mg,7,、胶点形状一致，无拉尖现象,8,、自动恒温装置，确保涂料流动性一致,特点,较之点胶工艺,分辨率更高,速度更快,避免了拉丝拖尾现象,可靠性更高,较之印刷技术,实现对单个焊点涂敷量的控制,不需要制作专用钢网，简化了工艺流程,免去了钢网的清洗和保存,产品换线快,$3040,万,/,台,维护和保养成本高,本章结束,