SMT核心工艺解析与案例分析(第4版)
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6.4 焊膏印刷参数调试

印刷参数

焊膏印刷参数主要是指刮刀速度(vb)、刮刀压力(F)、刮刀角度(θ)、脱模速度(vs)和脱模距离(h)等设备设置参数,如图6-14所示。刮刀速度、刮刀角度和刮刀压力主要影响焊膏的填充,脱模速度和脱模距离主要影响焊膏的转移。

图6-14 焊膏印刷参数

1.刮刀速度

刮刀速度对焊膏印刷的影响主要是填充性,主要通过对焊膏施加压力、改变焊膏的黏度及填充时间来实现。第一,焊膏在模板上是开放的(不是装在容器里的),如果没有刮刀的移动将不会产生向下的作用力,如图6-15所示的分力F2。这个力取决于刮刀移动的速度和刮刀的角度,是焊膏填充的充分必要条件。第二,刮刀的移动产生使焊膏滚动的分力F1。焊膏的滚动使得焊膏黏度变小,从而利于填充,如图6-15所示。第三,刮动速度也影响焊膏的填充时间。因此,可以说刮刀速度对焊膏的影响是复杂的,刮刀速度和填充率之间并不是一个简单的线性函数关系,有一个合理的速度区间。

图6-15 刮刀速度对焊膏的影响

一般而言,刮刀速度在100mm/s之前,填充时间起主导作用,在100mm/s之后,焊膏黏度起主导作用,但有一点是共同的,就是速度太快(高于180mm/s)或太慢(低于20mm/s),都不利于焊膏的填充。推荐的刮刀速度如下:

(1)安装普通间距元器件的板:140~160mm/s。

(2)安装精细间距元器件的板:25~60mm/s。

2.刮刀压力

刮刀压力是指刮刀作用在模板上的力。通过设置刮刀向下的行程或压力,使焊膏与模板表面接触并产生一定的压力,以便刮刀刮动时可以把焊膏刮干净(是否能够刮干净还与焊膏黏度、黏性等有关)。

刮刀压力的大小与焊膏的填充没有必然的关系,它只与印刷时模板与PCB的接触间隙以及模板表面焊膏的刮净度有关。

印刷时,我们希望模板能够紧贴焊盘表面,刮刀刮动后的模板表面比较干净。这样,印刷出来的焊膏厚度以及分辨率才符合要求。因此,对于刮刀压力的设置,原则上只要印刷时模板能够紧贴PCB、刮刀过后模板表面干净,压力越小越好。因为,压力越大,不仅模板的寿命越短,而且容易导致大尺寸开口内焊膏被舀挖的现象,如图6-16所示。

刮刀压力的设定与刮刀长度尺寸有关,一般初设值按0.5kg/1″来设置,再根据实际印刷结果进行调整。

图6-16 焊膏舀挖现象

3.刮刀角度

刮刀角度,通常指刮刀与模板表面形成的角度。刮刀角度越小,施加到焊膏上向下的压力越大,填充性也越好,但是,如果角度偏小,将影响焊膏的正常滚动,也不容易刮干净。

刮刀角度比较合适的范围是45°~75°。目前,大多印刷机将其锁定在60°,并不需要自行设置。

4.脱模速度

脱模速度也称分离速度,指印刷完成后PCB离开模板的速度。这个速度主要影响脱模时PCB与模板之间的空气压力以及焊膏的甩出效应。如果脱模速度比较慢,会得到良好的印刷图形与高的分辨率,如图6-17(a)所示。如果脱模速度很快,将在PCB与模板之间形成负压,脱模的瞬间会使孔壁处的焊膏被抽出,从而降低图形的分辨率、污染模板的底部,如图6-17(b)所示。

5.脱模距离

脱模距离是指PCB离开模板的距离,一般不能太小(如1mm),否则,将可能因脱模时模板的反弹而重新接触焊膏图形,造成模板底部污染或“狗耳朵”现象(长方形焊膏图形一端的拉尖现象)。脱模距离取决于模板框的尺寸和丝网的张力大小,一般应>2mm。

图6-17 脱模速度对焊膏转移的影响

6.底部擦洗工艺参数

擦网参数的设置与使用的焊膏有关,比如某品牌的焊膏,要求工艺及参数如下:

擦网工艺:湿擦/真空擦/干擦,或湿擦/干擦/真空擦(先干擦利于抽真空)。

湿擦速度:50mm/s。

干擦速度:50mm/s。

真空擦速度:50mm/s。

溶剂喷涂时间:0.3s,只要纸润湿宽度达到2cm即可。图6-18所示的润湿有5cm多,会导致过多的清洗剂渗进孔壁。

卷纸步进长度:28mm。

图6-18 擦网纸清洗剂润湿范围