印刷行业--印刷不良的原因分析及对策

書式設定, 書式設定,第 2 ,第 3 ,第 4 ,第 5 ,*,印刷不良,的,的原因分,析,析及对策,2006,年,年10月25日,南京熊猫,日,日立有限,公,公司,Page,2,代表电子,产,产业的最,先,先端机器,数码相机,手机,环保车,电子产业,与,锡焊贴装,技,技术,是并存对,等,等的关系,锡焊贴装,技,技术,成就电子,产,产业。,体积（,mm,3,),97,96,99,98,03,02,01,00,04,元器件封,装,装技术,RoadMap,05,（年）,10,1,0.1,0.01,60,40,20,普及率,（）,QFP0.5QFP0.4,CSP0.5,CSP0.4,电解电容,接,接插,件,件 其,他,他,不规则部,品,品,高,功能化复合化,微细间距,化,化,（2010年）CSP0.15,化,CHIP,元器件体积普,及,及率趋势,概,概念图,0603,1005,1608,0402,W-CSP（WL,CSP,）,）,3,维,MCM,3,元器件封,装,装技术,RoadMap,元器件封,装,装技术,RoadMap,电解电容,BGA/CSP,1005,细间距化,焊膏量,小,小,细间距化,焊膏量,小,小,多,功能化,焊,焊膏量大,不规则元,器,器件,CSP,：,0.50.40.15,Chip,：,100506030402,元器件封,装,装技术,RoadMap,焊接的定,义,义,把低于母,材,材融点温,度,度可以,溶化的溶,加,加材溶化,、,、添加到,连接部位,使,使其溶到,母,母材内,焊锡膏：,金,金属的接,合,合中使用,融,融点,450,以下,的接合材,料,料,焊接,压焊,钎焊,（硬钎焊,）,）,通过热把,母,母材和焊,条,条溶化后,连,连接,把母材加,压,压（加,热,热）后连,接,接,钎焊,（软钎焊,）,）,融点,450,以上,属于“金,属,属焊接,”,焊接,钎焊,融点,450,未满,钎焊,（软钎,焊,焊）,焊接的,特,特征,因不需,要,要溶化,母,母材可,以,以用低,温,温连接,，,，所以,母,母材的,材质变,化,化、尺,寸,寸变化,少,少。,容易连,接,接异种,母,母材。,可以实,现,现密封,性,性的连,接,接。,可以连,接,接微小,部,部位。,可以同,时,时连接,多,多个点,。,。,可以应,用,用到组,装,装,加工技,术,术上。,因具有,其,其他的,连,连接方,法,法中没,有,有的许,多,多优秀,的,的特征,而,而被不,断,断地使,用,用,现代的,电,电器,电子器,械,械的连,接,接中不,可,可缺少,氧化膜,氧化膜,焊膏和,Cu,的表面,被,被氧化,膜,膜覆盖,CU,Sn,Ag,Sn-Ag-Cu,焊膏,加热使,焊,焊膏被,熔,熔化，,但,但是氧,化,化,膜,膜却,成,成为了,障,障害,助焊剂,将,将氧化,膜,膜除去,，,，相互,之,之间能,够,够直接,接,接触,焊膏中,的,的,Sn,扩散形,成,成合金,层,层。同,时,时，,Cu,也溶到,焊,焊膏中,液体状,氧,氧化物,合金,层,除去,氧化膜,的,的作用,还原作,用,用焊膏界,面,面的张,力,力降低,液界面,形,形成防止,再次氧,化,化,氧气被,隔,隔离,助焊剂,的,的作用,焊接的,过,过程,元器件温度差,引脚翘起变形,贴片偏离,浸润性低下,位置偏离,焊膏量过少,焊膏量过多,因素,不良内容,表示与,不,不良内,容,容相关,的,的主要,因,因素,桥连,无焊膏,位置偏,离,离,引脚翘,起,起,焊膏未,熔,熔化,移行,立碑,锡珠,不良内,容,容,及其原,因,因,焊膏量,过,过多,焊膏量,过,过少,印刷,偏离,贴装偏,离,离,引脚翘,起,起变形,表面温,度,度差,浸润性,低,低下,印刷,机,印刷条,件,件,印刷,网板,贴片机,回流炉,回流焊,条,条件,基板,焊膏,元器件,刮刀构,造,造,刮刀运,行,行的平,行,行度,网板与,基,基板的,平,平行度,和,和间隙,网板与,基,基板的,定,定位,基板的,固,固定精,度,度,离网机,构,构,机械刚,性,性和精,度,度,刮刀硬,度,度的选,择,择,刮刀的,角,角度,刮刀速,度,度,印刷压,力,力,离网特,性,性和速,度,度,选择接,触,触,/,非接触,式,式印刷,网板厚,度,度,网板开,口,口面积,网板开,口,口形状,网板断,面,面形状,网板材,料,料,网框的,变,变形,网板张,力,力,引脚变,形,形检测,基板、,元,元器件,识,识别精,度,度,重复精,度,度,贴片精,度,度,贴片元,器,器件精,度,度,贴片角度,贴片高度精,度,度,加热容量（,热,热量）,加热方式,温区数,炉内温度分,布,布,传送带速度,氧气浓度,温度曲线检,测,测传感器,传动带速度,预热、回流,焊,焊温度设定,生产节拍（,块,块,/,分）,基板的变形,基板分割部,位,位的设计,识别标记形,状,状和表面粗,糙,糙度,焊盘面的凹,凸,凸和阻焊层,厚,厚度,焊盘尺寸和,焊,焊盘精度,表面腐蚀（,保,保管状态）,焊盘的表面,处,处理材质,丝印层、文,字,字印刷高度,基板尺寸和,基,基板精度,粘着保持时,间,间,粘度,Ti,值,颗粒直径,颗粒分布,颗粒材质,助焊剂特性,和,和含有量,环境温度,元器件配置,和,和贴装密度,引脚表面的,腐,腐蚀,引脚材质和,表,表面处理,引脚间距和,引,引脚数,元器件的热,容,容量,元器件的电,极,极尺寸和间,距,距,引脚翘起和,变,变形,不良内容,和各种贴装,装,装置器材的,关,关系,检查,回流炉,贴装,修正,将元器件贴,装,装到基板上,的,的焊膏面上,加热将焊膏,熔,熔化使元器,件,件连接到基,板,板电极上,确认基板和,元,元器件的连,接,接是否牢固,修正焊接上,的,的不良情况,保管,搅拌,印刷,将焊膏和助,焊,焊剂均匀地,混,混合起来,通过网板,，,，将焊膏,印,印刷到基,板,板上,70%,的贴装不,良,良是在这,个,个过程中,发,发生的,回流炉焊,接,接的过程,冰箱,温度,：,37,焊膏,保管,开封,焊膏,取出,焊膏,回到室温,（,（,2,小时左右,）,）,达到室温,时,时开封,粘度,的稳定化,低温下开,封,封焊膏将,吸,吸湿发生,结,结露，从,而,而引起锡,珠,珠以及使,得,得焊膏的,寿,寿命降低,。,。,焊膏管理,方,方面的基,本,本事项,焊膏的保,管,管和开封,搅拌过剩,时,时,渗透,塌陷,搅拌不足,时,时,缺锡,无焊膏,搅拌良好,时,时的印刷,状,状态,焊膏,25,左右（目,标,标）,手动搅拌,减少人为,的,的差异，,设,设定目标,，,，减少空,气,气的混入,自动搅拌,不同设备,搅,搅拌时间,不,不同，第,一,一次搅拌,和,和再次搅,拌,拌的搅拌,时,时间不同,搅,拌,拌,对,对,印,印,刷,刷,的,的,影,影,响,响,混,入,入,空,气,气,混,入,入,水,分,分,焊,膏,膏,飞,飞,散,散,、,、,发,发,生,生,塌,塌,陷,陷,锡,珠,珠桥,连,连,缺,缺,锡,锡,预,热,热,回,流,流,炉,炉,焊,膏,膏,劣,劣,化,化,使,使,得,得,印,印,刷,刷,性,性,能,能,降,降,低,低,焊,焊,膏,膏,粉,粉,末,末,被,被,氧,氧,化,化,发,生,生,印,印,刷,刷,缺,缺,锡,锡,和,和,印,印,刷,刷,后,后,无,无,焊,焊,膏,膏,连,接,接,强,强,度,度,降,降,低,低,焊,膏,膏,印,刷,刷,后,对,对,贴,贴,装,装,的,的,影,影,响,响,对,焊,焊,膏,膏,的,的,影,影,响,响,搅,拌,拌,时,时,混,混,入,入,空,空,气,气,、,、,水,水,分,分,的,的,后,后,果,果,刮,刀,刀,网,板,板,行,程,程,（,（,刮,刮,刀,刀,速,速,度,度,）,）,刮,刀,刀,离,离,开,开,滚,动,动,刮,刀,刀,压,压,力,力,开,口,口,部,部,位,位,助,走,走,距,离,离,焊,膏,膏,3mm,表,面,面,气,孔,孔,内,部,部,气,孔,孔,混,入,入,空,空,气,气,传感器,焊膏,分离,防,止,止,空,气,气,的,的,混,混,入,入,内,部,部,无,气,气,孔,孔,表,面,面,无,气,气,孔,孔,不,引,引,起,起,气,气,孔,孔,刮,刮,刀,刀,内,部,部,气,孔,孔,不,同,同,的,的,刮,刮,刀,刀,对,对,气,气,孔,孔,的,的,影,影,响,响,刮,刀,刀,滚,动,动,网,板,板,焊,膏,膏,的,的,拖,拖,带,带,焊,膏,膏,的,的,残,残,留,留,焊,膏,膏,的,的,残,残,留,留,现,现,象,象,使,使,得,得,焊,焊,膏,膏,量,量,过,过,多,多,通,过,过,刮,刮,刀,刀,动,动,作,作,，,，,改,改,善,善,焊,焊,膏,膏,残,残,留,留,的,的,现,现,象,象,发,生,生,残,残,留,留,防,止,止,残,留,留,改,善,善,刮,刀,刀,方,方,向,向,通,过,过,刮,刮,刀,刀,动,动,作,作,防,防,止,止,过,过,多,多,的,的,焊,焊,膏,膏,量,量,网板,行程（,刮,刮刀速,度,度）,刮刀离,开,开,滚动,刮刀压,力,力,间隙,焊膏,发生填,充,充偏离,、,、渗透,、,、缺锡,填充偏,离,离量,网板,a,b,防止填,充,充偏离,、,、渗透,、,、缺锡,必须有,离,离网机,构,构,间隙,非接触,式,式（有,间,间隙）,接触式,（,（无间,隙,隙）,改善,开口部,位,位变形,开口部,位,位,通过接,触,触式印,刷,刷法改,善,善印刷,网板,离网特,性,性,行程（,刮,刮刀速,度,度）,滚动,刮刀压,力,力,位置精,度,度,焊膏,PCB,离网时,间,间,离网距,离,离,通过离,网,网特性,改,改善印,刷,刷状态,【,HG,刮刀,】,145,159,162,157,154,168,53,89,99,97,90,102,104.1,119.6,126.3,125.6,118.7,126.1,0,30,60,90,120,150,180,210,240,0603chip,1005chip,1608chip,2012chip,QFN,其他,m,MAX,MIN,Ave,【,钢刮刀,】,183,180,174,193,181,221,0,72,96,80,54,96,105.8,117.2,121.9,123.0,115.8,121.8,0,30,60,90,120,150,180,210,240,0603,1005,1608,2012,QFN,其他,m,MAX,MIN,Ave,构造,HG,刮刀,钢刮刀,钢刮刀,的,的构造,和,和印刷,性,性能,良好,的印刷,缺锡,渗透,塌陷,偏离,拉尖,凹陷,印刷不,良,良,的主要,事,事例,缺锡现,象,象及其,影,影响,连接强,度,度不足,和剥离,的,的原因,缺锡现,象,象,焊膏量,焊膏体,积,积,2,（ ,1,）,1.2,（ ,2,）,焊膏体,积,积,1,假设助,焊,焊剂所,占,占焊膏,的,的体积,比,比为,50%,2,填充率,假,假设为,80%,引脚,必需的,焊,焊膏量,1/4,缺锡现,象,象,发生缺,锡,锡的原,因,因及改,善,善,确认网,板,板开口,部,部位有,无,无附着,焊,焊膏,开口部,位,位的面,壁,壁凹凸,大,大,开口部,位,位的面,壁,壁凹凸,小,小,开口部,位,位的角,是,是直角,开口部,位,位的角,是,是,R,形状,印刷,停止时,间,间长网,板,板开口,部,部位的,助,助焊剂,发,发生硬,化,化，开,口,口部位,将,将被堵,住,住,实施清,洁,洁，或,者,者在刚,开,开始印,刷,刷的时,候,候进行,往,往返印,刷,刷,附着以,后,后，通,常,常的自,动,动清洗,是,是难以,去,去除的,，,，必需,用,用手清,洗,洗,容易发,生,生缺锡,的,的开口,部,部位,难以发,生,生缺锡,的,的开口,部,部位,2/4,因素,改善,填充不,足,足引起,缺,缺锡的,原,原因及,其,其改善,确认刮,刀,刀运行,的,的平行,度,度,印刷压,力,力,低,高,印刷角,度,度,小,大,凹陷量,多,少,3/4,焊膏搅,拌,拌不足,引,引起滚,动,动不充,分,分,焊膏劣,化,化引起,粘,粘度高,、,、附着,力,力降低,贯彻对,焊,焊膏搅,拌,拌的管,理,理,贯彻对,焊,焊膏时,间,间的管,理,理,印刷压,力,力,刮刀速,度,度,高,低,慢,快,工作,台,台,刮刀,确认,印,印刷,机,机的,精,精度,确认,印,印刷,条,条件,刮刀,速,速度,和,和印,刷,刷压,力,力的,关,关系,因素,改善,焊膏,离网,特,特性,引,引起,缺,缺锡,的,的原,因,因及,其,其改,善,善,4/4,离网,时,时间,离网,距,距离,有的,离,离网,特,特性,会,会引,起,起缺,锡,锡。,选,选择,符,符合,焊,焊膏,特,特点,的,的离,网,网特,性,性，,能,能够,防,防止,缺,缺锡,的,的发,生,生。,缺锡,迹,迹象,离网,渗透,现,现象,及,及其,影,影响,锡珠,电极,间,间桥,连,连,扩大,1/4,预热,后,后塌,陷,陷多,的焊,膏,膏在,预,预热,阶段,发,发生,桥,桥连,渗透,现,现象,发生,渗,渗透,的,的原,因,因及,改,改善,确认,印,印刷,工,工作,台,台是,否,否倾,斜,斜,工作,台,台,网板,网板,和,和工,作,作台,不,不平,行,行,印刷,工作,台,台,印刷,工作,台,台,升降,螺,螺母,升降,轴,轴,4,根,同步,皮,皮带,升降,电,电机,升降,精密,升降,导,导轨,升降,装,装置,和,和电,机,机,升降,耗材,随着,时,时间,的,的推,移,移发,生,生劣,化,化，,引,引起,工,工作,台,台倾,斜,斜,无耗,材,材构,造,造能,够,够防,止,止工,作,作台,的,的倾,斜,斜,2/4,发生,渗,渗透,的,的原,因,因及,改,改善,确认,间,间隙,焊膏,方,方面,因,因素,过度,搅,搅拌,使,使得,粘,粘度,低,低下,粘度,低,低,Ti,值低,对焊,膏,膏进,行,行改,善,善,确认,基,基板,支,支撑,夹,夹具,和,和印,刷,刷压,力,力,印刷,工作,台,台,基板,P,基板,支撑,基板,支撑,夹,夹具,的,的距,离,离（,p,）,太大,，,，印,刷,刷时,基,基板,是,是否,发,发生,变,变形,。,。支,撑,撑夹,具,具的,高,高度,是,是否,均,均一,。,。,压入,力,力,高,低,印刷,压,压力,低,高,F,F,印刷,压,压力,3/4,印刷,压,压力,是,是否,高,高,发生,渗,渗透,的,的原,因,因及,改,改善,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,100,200,300,400,滚动,不,不良,渗透,缺,缺锡,小,小,渗透,缺,缺锡,小,小,渗透,缺,缺锡,小,小,滚动,不,不良,滚动,良,良好,滚动,不,不良,滚动,不,不良,滚动,良,良好,渗透,缺,缺锡,大,大,渗透,缺,缺锡,大,大,滚动,良,良好,渗透,缺,缺锡,大,大,滚动,良,良好,渗透,缺,缺锡,大,大,BUMP,印刷,的理,想,想领,域,域,(,使用,VELLA,网板,）,）,Ti,值,粘度,Pa,s,0,量小,拉尖,大,大,一般,的,SMT,印刷,4/4,焊膏,的,的特,性,性,塌陷,（,（桥,连,连）,的,的现,象,象及,其,其影,响,响,锡珠,电极,间,间桥,连,连,放大,印刷,时,发生桥连,塌陷现象,1/2,发生塌陷,（,（桥连）,的,的原因及,改,改善,焊膏方面,因,因素,确认基板,支,支撑夹具,和,和印刷压,力,力,与渗透的,改,改善方法,相,相同,基板,焊盘之间,阻,阻焊层的,有,有无,网板,基板,焊盘间无,阻,阻焊层,焊盘间有,阻,阻焊层,容易塌陷,难以塌陷,网板表面,的,的凹凸和,附,附着焊膏,的,的影响,凹凸,的改善和,清,清洁,焊膏,2/2,偏离的现,象,象及其影,响,响,锡珠,桥连,无铅材料,在,在偏离,状态下焊,接,接,电极露出,放大,偏离现象,无铅材料,没,没有,自动扶正,功,功能,1/,7,偏离的现,象,象及其改,善,善,无偏离的,印,印刷,偏离,30m,的 印刷,偏离,500m,的印刷,偏离,0603Chip,的印刷,回流焊以,后,后的状态,能够看到,露,露出的电,极,极,无铅焊膏,正,正确印刷,到,到电极上,能,能够防止,不,不良的发,生,生,2/7,偏离的现,象,象及其改,善,善,3/7,网板的张,力,力因素,网板张力,弱,弱时向印,刷,刷方向偏,离,离,印刷方向,印刷方向,网板的偏,离,离方向,网板的偏,离,离方向,制作网板,时,时对张力,进,进行管理,定期,管理张力,张力的管,理,理,使用,开始时的,值,值,使用中,的値,比较管理,使,使用开始,时,时和使用,中,中的数值,偏离的现,象,象及其改,善,善,网板和基,板,板的定位,机,机构,网板夹紧,网板,支,支撑,台,台,CCD,摄像头,基板,CCD,摄像头移,动,动方向,网板,X,Y,印刷,工作台,基板,网板,偏离量,无偏离,有偏离,重复识别,精,精度：,2.5,m,网板是固定,的,的，基板通,过,过,Z,轴可动,摄像头可动,、,、光轴是同,心,心的,网板支撑台,和,和印刷工作,台,台的平行,定位软件和,照,照明技术,机构,改善,的要点,4/7,偏离的现象,及,及其改善,2,点,识别,4,点,识别,识别定位点,识别定位点,基板,尺寸不一致,的,的原因,对于拼板、,变,变形基板，,采,采用均等定,位,位方式进行,改,改善,识别定位点,8,点,识别,采用增加识,别,别点数，将,偏,偏离量平均,分,分配的定位,方,方式进行改,善,善,一般方式,5/7,偏离的现象,及,及其改善,印刷,机的刚性和,构,构造的影响,框架的刚性,如,如果不够强,，,，机械部品,的,的稳定性就,不,不能保证,采用高刚性,一,一体化本体,采用适应基,板,板形状的边,夹,夹构造,6/7,偏离的现象,及,及其改善,设备引进时,的,的确认方法,初次印刷状,态,态,在初次印刷,状,状态,上,上重复印刷,重复印刷以,后,后，没有桥,连,连、缺锡、,印,印刷形状粗,等,等的现象，,能,能够初步确,认,认设备的识,别,别精度、机,械,械精度,7/7,拉尖现象及,其,其影响,锡珠,桥连,放大,印刷,功能、精度,、,、,印刷,机条件和网,板、焊膏的,关,关系,中发生,1/4,拉尖现象及,其,其改善,改善焊膏的,特,特性,放大,放大,通过对粘度,、,、,TI値等,的焊膏特性,的,的变更改善,拉,拉尖情况,2/4,拉尖现象及,其,其改善,与网板的开,口,口形状的关,系,系,面,壁凹凸,开口斜度,现象,拉尖,角部,R,的有无,2,3,或者,3,5,T,T,锥形,倒锥形,细,粗,有,无,改善,改善,改善,表示与现象,有,有很大的关,系,系,3/4,拉尖现象及,其,其改善,离网不良,L1,L,2,L,3,T,1,T,2,离网距离,离网时间,可以任意设,定,定特性,离网特性的,设,设定,通过对符合,焊,焊膏特性的,离,离网特性进,行,行设定，改,善,善拉尖现象,4/4,凹陷现象及,其,其影响,无焊膏,强度不足,剥离,位置偏离,立碑,1/5,由机械精度,、,、刮刀的,材质和硬度,、,、印刷压,力、网板的,设,设计引起,凹陷现象及,其,其改善,刮刀的适应,性,性,适应基板形,状,状的印刷控,制,制方式,印刷方向,网板,基板,边夹,印刷方向,是，刮刀的,动,动作（上下,移,移动）不受,边,边夹等制约,的,的方向。采,用,用对刮刀进,行,行精密控制,，,，使刮刀根,据,据基板的形,状,状印刷的方,式,式进行改善,上下,移动,印刷压力高,刮,刮刀陷入开,口,口部位内,2/5,凹陷现象及,其,其改善,0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18,0.20,5,9,14,23,37,52,实际印刷压,力,力（,gmm,）,变形量（,mm,）,60,70,80,90,刮刀硬度,变形量,刮刀,实际印,刷,刷压力,1mm,0.16mm,变形部位测,量,量的详细内,容,容,实际印刷压,力,力,刮刀压力（,g,）,刮刀全长（,mm,）,刮刀硬度和,变,变形量的关,系,系,硬度高,变形量少，,凹,凹陷量也少,3/5,凹陷现象及,其,其改善,将刮刀端面研磨掉,1mm,左右，可再次使用。,3,能否再次研磨刮刀,刮刀端面与刮刀架基准面的平行度在,0.05mm,以内。,2,与刮刀支架的安装精度,电铸法生产的网板上印刷是,5,7,万,次,，或者，网板上有,一条条,焊膏、残留焊膏,的时候需要更换。,1,更换刮刀的判断,支架基准面,印刷方向,残留焊膏,刮刀的端面,状,状态,网板面,橡胶刮刀的,管,管理,4/5,端面正常,端面,磨损,凹陷现象及,其,其改善,网板开口部,位,位的设计变,更,更,开口部位,5/5,