锡膏

锡膏印刷

据研究,在SMT贴片加工产生的缺陷中,由锡膏印刷工艺产生的缺陷占了整个缺陷比例的60%左右,管控及优化锡膏印刷工艺流程是一个非常重要的内容,对提升产品的品质起到非常重要的作用。

锡膏印刷

一、锡膏的保存使用

1、锡膏保存

锡膏在购买回来之后,需在半个小时之内将锡膏放入冰箱进行存储,存储的温度控制在0-10℃,湿度控制在30-60%RH。仓库人员必须每日上午和下午需对冰箱温度作一次检测,将实际温度作好记录。

冷藏温度太低,易形成冰渣,而且回温时间变长,浪费时间;如果温度过高会造成锡膏中锡粉与助焊剂反应速度加快,或者造成助焊剂挥发,影响锡膏性能。

锡膏在0-10℃的条件下,从生产日期算起,保存期限为6个月,超过规定的时间需进行报废处理。

2、锡膏使用

(1)锡膏回温

锡膏存储时,一般放在温度为0-10℃的冰箱里冷藏,在取出来时需要进行回温。锡膏回温的时间为4个小时,使锡膏的温度与室温相同。如果不进行回温,温度低的锡膏在打开盖子时,容易与空气中的湿气发生冷凝产生水分,容易在过炉时产生锡珠。

注意事项:

A、锡膏需自然条件下回温,不可使用加热手段进行回温,易破坏锡膏中的助焊剂成分。

B、锡膏已进行回温,但未来24小时不打算使用应进行冷藏处理。

C、锡膏最多只能回温三次,超过三次,应交给工程师处理。

D、锡膏回温时间不能超过24小时。

E、锡膏回温时,不能打开锡膏瓶盖。

(2)锡膏搅拌

锡膏回温完成之后,需要进行充分搅拌。锡膏在存储时合金粉末和助焊剂会进行分离,合金粉末沉淀在底部,溶剂会漂浮在表面,通过充分搅拌可以改善印刷的效果。

A、人工搅拌的时间为5分钟,人工搅拌应采用塑料或圆形工具进行搅拌,防止破坏合金粉末锡球的形状。

B、机器搅拌的时间需根据机器的转速来决定,1000 转/分的机器,搅拌1分钟,500 转/分的机器,搅拌 2-3 分,实际操作时可适当的延长搅拌时间。

判断锡膏的黏度是否合适,可用刮勺挑起一些锡膏,高出容器罐三、四英寸,让锡膏自行往下滴,如果开始时应该像稠的糖浆一样滑落而下,然后分段断裂落下到容器罐内,则表明粘度合适。

(3)锡膏添加

首次添加锡膏时,将一瓶锡膏的2/3量放置于SMT钢网上,后续的添加应遵循“少量多次”的原则,因为锡膏在SMT钢网上暴露的时间过长,容易使助焊剂成分挥发,影响锡膏性能。

后续添加锡膏时,新旧锡膏的添加比例为1:1,钢网上滚动高度保持在15mm-20mm。高度低于15mm时,需要对其添加,且不能超过20mm。锡膏太少不易在刮刀移动时形成良好的滚动,滚动不好,锡膏的触变特性就表现不出来,直接影响锡膏填充到开口中,造成锡膏填充不充分,造成少锡、塌边、边缘不齐等印刷不良;锡膏过多,在刮刀压力未及的地方,PCB与钢网接触不紧密的开口处,造成渗漏。

注意事项:

A、锡膏在钢网上放置不用的时间应该小于30分钟,比如在机器有故障以及停机待料的时候,

把锡浆重新刮到锡膏瓶中。如果停机时间大于30分钟,则必须清洁刮刀和钢网,因为残留的变质锡膏在再次生产中是不可用的。

锡膏添加

B、每印刷4个小时,需使用钢网擦拭纸擦拭钢网,防止钢网口堵塞。

C、当天钢网上未使用完的锡膏应使用独立的瓶子进行回收,不能与新锡膏混合,以免污染新锡膏。

D、锡膏开封后未用完的锡膏,应盖上内盖。内盖一直推到紧贴锡膏表面,挤出里面的空气,再拧紧外盖。但必需在24小时内使用完。

E、隔天使用的锡膏,应优先使用,并与新锡膏以1:2的比例搅拌混合使用。

二、钢网开口

锡膏是通过钢网的开口漏印到PCB的焊盘上,钢网的质量对印刷质量有着非常重要的影响。

钢网厚度与钢网开口尺寸决定了锡膏的印刷量,钢网开口的形状以及孔壁是否光滑则会影响锡膏的脱模质量。

钢网开口

目前,钢网主要有化学蚀刻、激光切割和电铸成型三种方法,激光切割是钢网制作最常用的方法,性价比高。

通常无铅锡膏(例如SAC305)中的金属比重,较有铅者轻约17%(SAC305为7.44;有铅Sn63者为8.4),且无铅者之沾锡性较差,故助焊剂在比率上也会多加一些(达11-12%by wt),以加强去锈助焊之能力。如此将使得无铅锡膏对钢板之黏着性增大,在浓稠不易推动的状况中,印后必须要放慢向下之脱板速度,以减少印膏发生局部拉起与带走漏印的麻烦。

三、锡膏印刷

目前,锡膏印刷机可分为半自动锡膏印刷机和全自动锡膏印刷机。

半自动锡膏印刷机:操作简便,印刷效率高,但印刷的精度不高,脱模性能较差,一般适用于0603(英制)以上元件、引脚间距大于1.27mm的PCB板印刷。

全自动锡膏印刷机:印刷精度高,脱模效果好,稳定,适合密间距的元件印刷,但维护成本高,印刷速度较慢,换线速度慢。

锡膏印刷时通过驱动刮刀以一定的角度、速度进行移动,迫使锡膏在钢网上向前滚动,产生对锡膏注入钢网口所需的压力,锡膏的粘性摩擦力使锡膏在刮板与钢网交接(模板开口)处产生切变,切变力使锡膏的粘性下降,从而顺利地注入钢网口。

锡膏印刷

1、印刷量

焊性良好的有铅锡膏,其钢网开口(Aperture)一般要比PCB的焊盘要小一点,一来可节省用膏,二来也可达到减少外溢短路的问题。但无铅锡膏的焊性较差,钢网开口与焊盘的比率为1:1,甚至超过焊盘到达扩印(Overprint)的地步才行。事实上无铅锡膏愈合时的内聚力很大,很容易就会把外缘部份拉回到中央来。再者输送轨道上待印的PCB,到达定位上升触及钢网底面之际,其待印板底部的支撑一定要够强才行。也就是说在刮刀动态施压中板子不可出现下沉之变形,以减少诸多后患的发生。

2、刮刀的速度、压力、角度的设置

(1)刮刀高低压力调整:一般要求在印刷时钢网开口区域无残留锡膏为准,如印刷压力过大,易造成钢网挠曲及产生印刷不良,降低钢网使用寿命。

(2)刮刀角度调整: 刮刀角度一般保持在45度至60度为宜 

(3)刮刀印刷速度调整:刮刀印刷速度一般设定为7.5~11.5mm/Sec,一般可自行根据印刷效果进行调节

3、锡膏印刷环境

锡膏印刷时,环境的温度要求控制在22-28℃,湿度在30%-60%之间。温度低于22℃,粘度高成型佳,不利于脱模和印刷;温度大于28℃,有利于印刷和脱模,但成型不佳容易发生流塌造成短路发生。湿度过大,锡膏容易吸收空气中的水分,过炉时易产生锡珠;过于干燥,助焊剂挥发过快,影响锡膏的焊接性能。

四、注意事项

1、刷锡膏前应调整钢网及用酒精将印刷台和钢网清洗干净。

2、钢网子啊使用前应检查开口是否被堵塞

3、若一小时不印刷应及时清洗钢网

4、锡膏印刷机在使用前应检查有无异物

5、定时检查钢网上的锡膏,并及时回收钢网两边多余的锡膏

6、印刷锡膏时不能有拖曳现象。工作中应佩戴好保护眼镜和保护手套,若锡膏粘到衣服或身体上,应尽快用酒精擦洗干净。 

7、锡膏尽量避免沾污工作台和地面,并应小心清除。遗留的锡膏应尽快用酒精清洗干净,否则时间长了,遗留的锡膏不好清洗。

8、钢网比较薄容易变形,存放时不要挤压,要放到平整的地方,以免造成钢网变形。

在锡膏印刷工艺流程中,锡膏、钢网、锡膏印刷机是三个关键的要求,控制好这三个关键点才能有效的改善印刷的质量。


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