【正文】 氨酯 (polyurethane)刮板和金屬刮板。金屬刮板由不銹鋼或黃銅制成，具有平的刀片形狀，使用的印刷角度為 30~55176。使用較高的壓力時(shí)，它不會(huì)從開(kāi)孔中挖出錫膏，還因?yàn)槭墙饘俚?，它們不象橡膠刮板那樣容易磨損，因此不需要鋒利。它們比橡膠刮板成本貴得多，并可能引起模板磨損。 橡膠刮板，使用 7090 橡膠硬度計(jì) (durometer)硬度的刮板。當(dāng)使用過(guò)高的壓力時(shí)， 滲入到模板底部的錫膏可能造成錫橋，要求頻繁的底部抹擦。甚至可能損壞刮板和模板或絲網(wǎng)。過(guò)高的壓力也傾向于從寬 的開(kāi)孔中挖出錫膏，引起焊錫圓角不夠。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣，刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質(zhì)量，應(yīng)該仔細(xì)監(jiān)測(cè)。對(duì)可接受的印刷品質(zhì)，刮板 邊緣應(yīng)該鋒利、平直和直線。 模板 (stencil)類型 目前使用的模板主要有不銹鋼模板，其 制作主要有三種工藝：化學(xué)腐蝕、激光切割和電鑄成型。 由于金屬模板和金屬刮板印出的錫膏較飽滿，有時(shí)會(huì)得到厚度太厚的印刷，這可以通過(guò)減少模板的厚度的方法來(lái)糾正。 另外可以通過(guò)減少 (“微調(diào) ”)絲孔的長(zhǎng)和寬 10 %，以減少焊盤(pán)上錫膏的面積。從而可改善因焊盤(pán)的定位不準(zhǔn)而引起的模板與 焊盤(pán)之間的框架的密封情況，減少了錫膏在模板底和 PCB 之間的滲出。可使印刷模板底面的清潔次數(shù)由每 5 或 10 次印刷清潔一次減少到每 50 次印刷清潔一次 。 錫膏（ solder paste） 錫膏是 金屬 粉和 助焊劑主要成分是 松香 (resin)的結(jié)合物，松香的功能是在回流(reflowing)焊爐的第一階段，除去元件引腳、焊盤(pán)和錫珠上的氧化物，這個(gè)階段在 150 — 7 — C持續(xù)大約三分鐘。焊錫是鉛、錫和銀等的合金，在大約 220 C時(shí)回流。 粘度是錫膏的一個(gè)重要特性，我們要求其在印刷行程中，其粘性越低，則 流動(dòng)性越好，易于流入模板孔內(nèi)，印到 PCB 的焊盤(pán)上。在印刷過(guò)后，錫膏停留在 PCB 焊盤(pán)上，其粘性高，則保持其填充的形狀，而不會(huì)往下塌陷。 錫膏標(biāo)準(zhǔn)的粘度是在大約 500kcps~1200kcps 范圍內(nèi)，較為典型的 800kcps 用于模板絲印是理想的。 判斷錫膏是否具有正確的粘度有一種實(shí)際和經(jīng)濟(jì)的方法：用刮 刀 在容器罐內(nèi)攪拌錫膏約 30 秒鐘，然后挑起一些錫膏，高出容器罐三、四英寸，讓錫膏自行往下滴，開(kāi)始時(shí)應(yīng)該象稠的糖漿一樣滑落而下，然后分段斷裂落下到容器罐內(nèi)。 如果錫膏不能滑落，則太稠，如果一直落下而 沒(méi)有斷裂，則太稀，粘度太低。 粘 度會(huì)隨攪拌而降低，放置一會(huì)后會(huì)回復(fù)原狀，同時(shí)會(huì)隨溫度升高而降低。 金屬粉顆粒度是另一考慮因素， 其 兩個(gè)單位 ——目數(shù) (MESH)和顆料 (uM)度有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系 : 目數(shù) (MESH) 200 250 325 500 625 顆粒度 (uM) 75 63 45 25 20 錫膏粉越細(xì)小印刷性越好，流動(dòng)性好，容易流入摸板開(kāi)孔，同時(shí)不易造成空焊等不良，但容易氧化，對(duì)錫膏粉的顆粒要求是整批的顆粒盡量圓而且大小均勻 常見(jiàn)的錫膏粉有 3號(hào)粉（ 325~500），以及 較細(xì)的 4號(hào)粉（ 400~635）用于腳間距小于 PCB印刷。 印刷的工藝參數(shù)的控制 模板與 PCB 的分離速度與分離距離（ Snapoff） 絲印完后， PCB 與絲印模板分開(kāi)，將錫膏留在 PCB 上而不是絲印孔內(nèi)。對(duì)于最細(xì)密絲印孔來(lái)說(shuō)，錫膏可能會(huì)更容易粘附在孔壁上而不是焊盤(pán)上，模板的厚度很重 要 ， 另外 有兩個(gè) 有利 因素 ： 第一， 焊盤(pán)是一個(gè)連續(xù)的面積，而絲孔內(nèi)壁大多數(shù)情況分為四面，有助于釋放錫膏； 第二，重力和與焊盤(pán)的粘附力一起，在絲印和分離所花的 2~6 秒時(shí)間內(nèi)，將錫膏拉出絲孔粘著于 PCB 上。為最大發(fā)揮這種有利 因 素 的作用，可將分離 時(shí)間 延時(shí)，開(kāi)始時(shí) PCB 分開(kāi)較慢。很多機(jī)器允許絲印后的延時(shí)， 摸板升起的開(kāi)始 2~3 mm行程速度可調(diào)慢。 印刷速度 印刷期間，刮板在印刷模板上的行進(jìn)速度是很重要的， 因?yàn)殄a膏需要時(shí)間來(lái)滾動(dòng)和流入模孔內(nèi)。如果時(shí)間不夠，那么在刮板的行進(jìn)方向，錫膏在焊盤(pán)上將不平 （一邊高一邊低） 。當(dāng)速度高于每秒 20 mm 時(shí)，刮板可能在少于幾十毫秒的時(shí)間內(nèi)刮過(guò)小的?？?，造成錫膏量不足 。 印刷壓力 印刷壓力須與刮板硬度協(xié)調(diào)，如果壓力太小，刮板將刮不干凈模板上的錫膏，如果壓力太大，或刮板太軟，那么刮板 會(huì) 將沉 入模板上較大的孔內(nèi) 的 錫膏挖出。 壓力的經(jīng)驗(yàn)公式 ： 在金屬模板上使用刮板，為了得到正確的壓力，開(kāi)始時(shí) 將 壓力逐步減少直到錫膏開(kāi)始留在模板上刮不干凈，然后再 逐步 增加壓力 直到流在摸板表面的錫膏刮干凈為止 。在錫膏刮不干凈開(kāi)始到刮板沉入絲孔內(nèi)挖出錫膏之間，應(yīng)該有 1~2 kg 的可接受范圍都可以到達(dá)好的絲印效果。 — 8 — 為了達(dá)到良好的印刷結(jié)果，必須有正確的錫膏材料 (黏度、金屬含量、最大粉末尺寸和盡可能最低的助焊劑活性 )、正確的工具 (印刷機(jī)、模板和刮刀 )和正確的工藝過(guò)程(良好的定位、清潔拭擦 )的結(jié)合。根據(jù)不同的產(chǎn)品， 設(shè)置相 應(yīng)的印刷工藝參數(shù)，如工作壓力、刮刀速度、模板清潔周期等，同時(shí)要制定嚴(yán)格的工藝管理制 度 及工藝規(guī)程 ： ① 嚴(yán)格按 要求 在有效期內(nèi)使用焊膏，平日焊膏保存在冰箱中，使用前要求置于室溫 4 小時(shí)以上 方可開(kāi)蓋使用，用后的焊膏單獨(dú)存放，再用時(shí)要確定品質(zhì)是否合格。 ② 生產(chǎn)前操作者使用專用不銹鋼 刮刀 攪拌焊膏使其均勻 ，在刮刀上滴下時(shí)成連續(xù)的拉絲狀。 ③ 生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)焊膏印刷質(zhì)量進(jìn)行 100％檢驗(yàn)，主要內(nèi)容為焊膏圖形是否完整、厚度是否均勻、是否有焊膏拉尖現(xiàn)象。 ④ 生產(chǎn)中按規(guī)定頻率及要求擦拭模板 。 ⑤ 當(dāng)班工作完成后按工藝要求清 洗模板。 ⑥ 印刷好的 PCB要求在 4小時(shí)內(nèi)完成貼裝并回流。 5． 貼裝 貼裝前應(yīng)進(jìn)行下列項(xiàng)目的檢查： ? 料站的元件規(guī)格核對(duì) ? 是否有手補(bǔ)件或臨時(shí)不貼件、加貼件 ? Feeder 與元件包裝規(guī)格是否一致。 貼裝時(shí)應(yīng)檢查項(xiàng)目： ? 檢查所貼裝元件是否有偏移等缺陷，對(duì)偏移元件進(jìn)行調(diào)校。 ? 檢查貼裝率，并對(duì)元件 、 FEEDER、 貼片 參數(shù)、 吸嘴（ NOZZLE） 等 進(jìn)行臨控。 6. 固化、回流 在固化、回流工藝?yán)镒钪饕强刂坪霉袒?、回流的溫度曲線亦即是固化、回流條件，正確的溫度曲線將保證高品質(zhì)的焊接錫點(diǎn)。在回流爐里，其內(nèi)部對(duì)于我們來(lái) 說(shuō)是一個(gè)黑箱，我們不清楚其內(nèi)部發(fā)生的事情，這樣為制定工藝帶來(lái)重重困難。為克服這個(gè)困難，在 SMT 行業(yè)里普遍采用溫度測(cè)試儀得出溫度曲線，再參 考 之更改工藝。 溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過(guò)程中在任何給定的時(shí)間上，代表 PCB 上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。 幾個(gè)參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。帶速?zèng)Q定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使 PCBA接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每 區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總的處 理時(shí)間。 每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響 PCB 的溫度上升速度，高溫在 PCB 與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機(jī)板更快地達(dá)到給定溫度。因此，必須作出一個(gè)圖形來(lái)決定 PCB 的溫度曲線。接下來(lái)是這個(gè)步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。 需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于 PCB 的工具和錫膏 標(biāo)準(zhǔn) 參數(shù) 曲線 。測(cè)溫儀一般分為兩類：實(shí)時(shí)測(cè)溫儀，即時(shí)傳送溫度 /時(shí)間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測(cè)溫儀采樣儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后上載到計(jì)算機(jī)。 將熱電偶使用高溫焊錫如銀 /錫合金，焊點(diǎn)盡量最小附著于 PCB，或用少量的熱化合物 (也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂 )斑點(diǎn)覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶 (如 Kapton)粘住附著于 PCB。 — 9 — 附著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在 PCB 焊盤(pán)和相應(yīng)的元件引腳或金 屬端之間。如圖示 (將熱電偶尖附著在 PCB 焊盤(pán)和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間 ) 錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其應(yīng)包含所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。 理想的溫度曲線 理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成 ， 前面三個(gè)區(qū)加熱 、 最后一個(gè)區(qū)冷卻 。爐的 溫區(qū)越多 ，越能使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。 (理論上理想的回流曲線由四個(gè)區(qū)組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻 ) 預(yù)熱區(qū)，用來(lái)將 PCB 的溫度從周?chē)h(huán)境溫度提升到所 需要 的活性溫度。其溫度以不超過(guò)每秒 2~5176。 C 速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過(guò)度，沒(méi)有足夠的時(shí)間使 PCB 達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的 25~33%。 活性區(qū)，有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的 33~50%，有兩個(gè)功用，第一是，將 PCB 在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，使不同質(zhì)量的元件具有相同溫度，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是 120~150176。 C，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑沒(méi)有足夠的時(shí)間活性化。 因此理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度，這樣使得 PCB 的溫度在活性區(qū)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)是相等的。 回流區(qū)，其作用是將 PCB 裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。典型— 10 — 的峰值溫度范圍是 205~230176。 C，這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)引起 PCB 的過(guò)分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的 完整性。 理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá) 到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。 實(shí)際溫度曲線 當(dāng)我們按一般 PCB 回流溫度設(shè)定后，給回流爐通電加熱，當(dāng)設(shè)備臨測(cè)系統(tǒng)顯示爐內(nèi)溫 度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，利用溫度測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試以觀察其溫度曲線是否與我們的預(yù)定曲線相符。 否則進(jìn)行各溫區(qū)的溫度重新設(shè)置及爐子參數(shù)調(diào)整，這些參數(shù)包括傳送速度、冷卻風(fēng)扇速度、惰性氣體流量 等 ，以達(dá)到正確的溫度為止。 — 11 — 以下是一些不良的回流曲線類型： 圖一、預(yù)熱不足或過(guò)多的回 流曲線 圖二、活性區(qū)溫度太高或太低 圖三、回流太多或不夠 圖四、冷卻過(guò)快或不夠 — 12 — 當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲(chǔ)存以備后用。雖然這個(gè)過(guò)程開(kāi)始很慢和費(fèi)力，但最終可以取得熟練和速度，結(jié)果得到高品質(zhì)的 PCB 的高效率的生產(chǎn) 回流焊主要缺陷分析： 錫珠 (Solder Balls)：原因： 絲印孔與焊盤(pán)不對(duì)位，印刷不精確，使錫膏弄臟 PCB。 錫膏在氧化環(huán)境中暴露過(guò)多、吸空氣中水份太多。 加熱不精確，太慢 并且 不均勻。 加熱速率太快并預(yù)熱區(qū)間太長(zhǎng)。 錫膏干得太快。 助焊劑活性不夠。 太多顆粒小的錫粉。 回流過(guò)程中助焊劑揮發(fā)性不適當(dāng)。錫球的工藝認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)焊盤(pán)或印制導(dǎo)線的之間距離為 時(shí)，錫珠直徑不能超過(guò) ， 或者在 600mm 平方范圍內(nèi)不能出現(xiàn)超過(guò)五個(gè)錫珠。 錫橋 (Bridging)：一般來(lái)說(shuō)，造成錫橋的因素就是由于錫膏太稀，包括錫膏內(nèi)金屬或固體含量低、搖溶性低、錫膏容易榨開(kāi)，錫膏顆粒太大、助焊劑表面張力太小。 焊盤(pán)上太多錫膏，回流溫度峰值太高等。 開(kāi)路 (Open)：原因： 錫膏量不 夠。 元件引腳的共面性不夠。 錫濕不夠 (不夠熔化、流動(dòng)性不好 )，錫膏太稀引起錫流失。 引腳吸錫 (象燈芯草一樣 )或附近有連線孔。引腳的共面性對(duì)密間距和超密間距引腳元件特別重要，一個(gè)解決方法是在焊盤(pán)上預(yù)先上錫。引腳吸錫可以通過(guò)放慢加熱速度和底面加熱多、上面加熱少來(lái)防止。也可以用一種浸濕速度較慢、活性溫度高的助焊劑或者用一種 Sn/Pb 不同比例的阻滯熔化的錫膏來(lái)減少引腳吸錫。 7. 檢查、包裝 檢查是為我們客戶（亦是下一工序）提供 100%良好品的保障，因此我們必須對(duì)每一個(gè) PCBA 進(jìn)行檢查。 檢查著重項(xiàng)目： ? IC、二極管、三極管、鉭電容、鋁電容、開(kāi)關(guān)等有方向的元器件方向是否正確。 ? 焊接后的缺陷：短路、開(kāi)路、 缺 件、 虛 焊 等 包裝是為把 PCBA 安全地運(yùn)送到客戶（下一工序）的手上。要保證運(yùn)輸途中的 PCBA 的安全，我們就要有可靠的包裝以進(jìn)行運(yùn)輸。公司目前所用的包裝工具有： ? 用 靜電塑料袋包裝后豎堆放于容器中 ? 使用專用的架（公司定做、設(shè)備專商提供）存放 ? 客戶指定的包裝 不管使用何種包裝均要求對(duì)包裝箱作明確的標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)必須包含 以下 內(nèi)容： 客戶名稱，產(chǎn)品名稱及型號(hào) ， 產(chǎn)品數(shù)量 ， 生產(chǎn)日期 ， 檢驗(yàn)人 — 13 — 人工貼裝 在 SMT 貼裝過(guò)程中，難免會(huì)遇上某些元器件使用人工貼裝的方法，人工貼裝時(shí)我