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1、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
2、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
3、，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SM
4、D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
5、： 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,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,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
6、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
7、； 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,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
8、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
9、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PC
10、B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
11、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
12、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,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；,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,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,
13、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,
