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1、印刷机介绍,印刷机是将锡膏印刷到PCB板上的设备，它是对工艺和质量影响最大的设备。 两个品牌的自动印刷机介绍： MPM：UP3000和AP HiE DEK：265GSX和265Horizon,MPM,UP3000,DEK,Horizon,DEK的主要参数,PCB尺寸：4545mm510508mm PCB厚度：0.46mm 印刷速度：2150mm/s 印刷压力：020Kg Cycle time：10s,MPM Up3000的主要参数,PCB尺寸：50.837.2mm559508mm PCB厚度：0.25412.7mm 印刷速度：5203mm/s 印刷压力：022.7Kg Cycle time：6
2、s,AP HiE的主要参数,PCB尺寸：5050mm406508mm PCB厚度：0.3812.7mm 印刷速度：6305mm/s 印刷压力：027.2Kg Cycle time：8s,机器配置,温度控制单元（TCU） 自动擦网系统（Wipe system） 真空单元 自动轨道调节 2D检查 SPC数据收集,两种印刷机比较,印刷机的配置和选型,计算Cycle time 选择Option 其他考虑,影响印刷的主要因素,锡膏（Solder paste） 钢网（Stencils） PCB板（Printed circuit board） 刮刀（Squeegees）,锡膏,锡膏是一种焊球和焊剂的混合物，
3、通过加热可以连接两个金属表面 就重量而言，90%是金属 就体积而言，50%金属 / 50%焊剂 10 mil厚的锡膏，过完回流炉后只有5 mil,锡膏（续）,焊球 主要功能：在两个或多个金属表面形成永久的金属连接 球形合金粉末 焊剂 提供两个主要功能：1.使焊球混合能够保持均匀。2.它的化学作用可以将元件、PCB焊盘以及焊球表面的氧化物清除。 基材、活性剂、触变剂、溶剂,焊球,最常用的焊球： 63% 锡 (Sn) 37% 铅 (Pb) 焊球合金成分不同，回流温度也不同 焊料球的尺寸不同，应用也不同,网格尺寸,ASTM粒度 开孔尺寸 标称 (um) (in) 200 74 0.0027 250
4、58 0.0023 325 44 0.0017 400 37 0.0015 500 30 0.0012 625 20 0.00078,325,400,500,(-325+400),任何小于1.7mil的锡球，可以通过325的粒度（用-325表示），却不一定通过更小的粒度（例如+400或+500）,网格尺寸,Fine Pitch推荐值： 脚间距 网格 颗粒尺寸 25 mil Type 3 -325/+400 25 mil Type 3 -325/+400 to 500 20 mil Type 3 -325/+500 16 mil Type 4,3 -400/+500 12 mil Type 4
5、-400/+625,注意: 推荐的最小钢网开孔，是4到5个锡球,钢网开孔,焊剂成分,基材:由松香或松香酯组成，提供粘接性和焊接表面的净化作用 溶剂：由乙二醇、二甘醇组成，用来调整焊膏的粘度 活性剂：胺、胺氢氯化物组成，用来净化焊接表面的氧化物 触变剂：乳化石蜡，防止焊料粉末和焊剂分离,焊剂类型,RMA: Rosin Mildly Activated（中等活性松香） RA: Rosin Activated（活性松香） WS/OA: Water Soluble/Organic Acids（水溶性/有机酸） LR: Low Residue/No Cleans（低残留/免清洗）,RMA和RA焊剂不一定
6、要清洗，但是当PCB或元件的温度升高到助焊剂的活化温度时（大约150）它们开始形成可以导电的卤化物和盐，引起短路。所以通常也要清洗 WS/OA必须要清洗，因为酸会腐蚀掉焊点,锡膏粘度,应用方法 Brookfield粘度 针筒点膏 200-400 kcps 丝网印刷 400-600 kcps 钢网印刷 400-1200 kcps 备注：Kcps越小=粘度越小,不同的锡球类型,典型的锡球合金： 共晶合金: Sn63 / Pb37 T = 183o C 加银: Sn62 / Pb36 / Ag2 T = 179o C 无铅: Sn96.5 / Ag3.5 T = 221o C 高温: Sn10 /
7、Pb88 / Ag2 T = 268o C - 302o C,Stencils（钢网）,有三种常用钢网： Chemical Etched（化学腐蚀） Laser Cut（激光切割） Electro-formed（电铸）,化学腐蚀,通常用于25mil以上间距 比其他钢网费用低,钢网,板,焊盘,化学腐蚀,化学腐蚀钢网孔(250X),激光切割,费用较高而且内壁粗糙 可以用电解抛光法得到光滑内壁 梯形开孔有利于脱模 可以用Gerber文件加工 误差更小，精度更高,钢网,板,焊盘,激光切割,激光切割后的孔壁(250X),电铸,在厚度方面没有限制 在硬度和强度方面更胜于不锈钢 更好的耐磨性 孔壁光滑且可以
8、收缩 最好的脱模特性 95%.,镍网,板,焊盘,电铸（续）,特殊的衬垫特点，可以减少擦网次数和锡膏溢流 电铸更适合于12mil和以下的间距 费用昂贵,镍网,板,焊盘,电铸,电铸开孔(250X),钢网设计,钢网的开孔尺寸要小于焊盘尺寸的20%,但是必须保证钢网开宽度与钢网厚度的比值（宽厚比）不能小于1.5（25mil以下间距）,最小开孔设计,钢网设计（续）,间 焊盘尺寸 开孔 钢网厚度 宽厚比 25 15 12 6 2.0 20 12 9 -10 5 - 6 1.7 15 10 7 - 8 5 1.4 12 8 5 - 6 4 - 5 1.2,钢网类型 % 焊膏脱离 Chemical: 65%
9、Laser: 75% E-Fab: 95%,化学腐蚀不推荐用于16mil以下间距low,开孔内壁影响焊膏脱离特性,钢网设计问题（一）,减少开孔与PCB间的偏差,钢网,板,焊盘,钢网设计问题（二）,减少开孔量,钢网,板,焊盘,锡膏高度等于钢网厚度,PCB板设计,PCB要求有好的钢性（否则需要定做夹具） PCB要求有最小的弯曲 PCB焊盘的金属化 PCB包装 PCB上的阻焊膜,阻焊膜问题,阻焊膜高度必须低于焊盘高度 焊盘与钢网之间的衬垫必须去掉,焊盘,板,阻焊膜,阻焊膜不对准,阻焊膜问题,衬垫： 阻焊膜高出焊盘,钢网,板,焊盘,阻焊膜,刮刀,刮刀材料类型 复合材料 金属,复合材料刮刀,机翼后缘型,
10、D型,菱形,复合材料刮刀,通过刮挖作用改变锡膏的印刷量 比金属刮刀便宜 对于细间距的印刷，推荐使用90以上硬度的复合材料刮刀,金属刮刀,使用寿命要长于复合材料 比较脆弱 最流行 刮挖效应的影响较小,刮挖效应,钢网,金属刮刀,复合刮刀,使用复合材料刮刀时，太大的刮刀压力会将锡膏从网孔中挖出,刮刀试验,0.00,500.00,1000.00,1500.00,2000.00,2500.00,3000.00,3500.00,4000.00,4500.00,5000.00,0,40,80,120,160,160 脚QFP,锡膏量,刮挖效应对锡膏量的影响,1,3,2,4,1,3,2,4,金属刮刀,复合刮刀
11、,刮刀长度,刮刀两边的长度应该长于PCB板0.51.5英寸,刮刀,PCB,钢网,刮刀角度,刮刀与PCB板之间的角度大约为45,角度与压力的关系,刮刀角度可以改变锡膏的受力情况,45o,用相同的压力滚动和填充锡膏,刮刀速度,金属刮刀推荐值0.51.0英寸/秒 复合材料推荐值1.02.0英寸/秒,刮刀速度,生产细间距板时，刮刀速度推荐值为0.5英寸/秒,环境因素,合适的环境条件对于好的印刷质量是非常必要的: 温度: 维持锡膏的使用条件（要求7076华氏度） 不适条件会引起锡膏粘稠或过干 湿度: 要求在50%左右 小于50% 会使锡膏变干(挥发性材料会蒸发) 大于50% 会使锡膏吸收潮气，结果会使锡膏失效或是产生锡球,环境因素,通风: 在印刷区保持最小的通风，也是得到最好印刷质量的保证 洁净度: 对机器和印刷质量同样重要,
