【正文】 剪切強(qiáng)度。在模板印刷中其涂布性反應(yīng)在膠點(diǎn)的理想形狀和實(shí)際形狀基本一樣，膠點(diǎn)挺括，不塌陷。當(dāng)外力小于屈服圖 31 溫度、剪切速率對(duì)貼片膠粘度的影響10 / 41強(qiáng)度時(shí)，貼片膠仍保持固態(tài)形狀，當(dāng)外力大于屈服強(qiáng)度時(shí)會(huì)呈現(xiàn)流體的流動(dòng)行為。影響貼片膠粘度的因素有二個(gè)：第一溫度：溫度越高，貼片膠的粘度越低；第二壓力：壓力越大，貼片膠的剪切速率越高，粘度越低，溫度和剪切速率對(duì)粘度的影響如圖 31 所示。填料的加入改善了貼片膠的某些特性，如電絕緣性能和高溫性能得到增強(qiáng)，并具有9 / 41一定的剪切強(qiáng)度、良好的觸變性能和粘度的可調(diào)性，使得貼片膠更好滿足工藝要求。固化劑的作用是使粘接材料以一定的溫度在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行固化。（3）一般保存時(shí)間自生產(chǎn)日期起 6 個(gè)月。（7）根據(jù) PCB 的組裝密度（有無(wú)窄間距）來(lái)選擇合金粉末顆粒度。（2）根據(jù) PCB 和元器件存放時(shí)間和表面氧化程度來(lái)選擇焊膏的活性。速度，以少量多次的添加方式補(bǔ)足鋼網(wǎng)上的焊膏量，以維持焊膏的品質(zhì)。（5）工作壽命和儲(chǔ)存期限工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷時(shí)，焊膏的粘度隨時(shí)間變化小，焊膏不易干燥，印刷性（滾動(dòng)性）穩(wěn)定，同時(shí)焊膏從被涂敷到 PCB 上后至貼裝元器件之前，以及再流焊時(shí)不失效的時(shí)間長(zhǎng)短。合金焊料粉含量與粘度的關(guān)系如圖 22 所示。合金粉末顆粒的均勻性也會(huì)影響焊膏的印刷性和可焊性，所以要控制較大顆粒與微粉顆粒的含量。合金粉末的形狀也會(huì)影響焊膏的印刷性、脫模性和可焊性。合金焊料重量百分含量直接影響焊膏的黏度和印刷性，因此要根據(jù)不同的焊劑系統(tǒng)以及施加焊膏的方法選擇合適的合金焊料重量百分含量。常組成 功能合金粉末 元器件和電路的機(jī)械和電氣連接活化劑 元器件和電路的機(jī)械和電氣連接粘接劑 提供貼裝元器件所需的粘性潤(rùn)濕劑 增加焊膏和被焊件之間潤(rùn)濕性溶劑 調(diào)節(jié)焊膏特性觸變劑 改善焊膏的觸變性焊劑其它添加劑 改進(jìn)焊膏的抗腐蝕性、焊點(diǎn)的光亮度及阻燃性能等表 21 焊膏的組成與功能3 / 41見(jiàn)焊膏的金屬組分、熔化溫度與用途見(jiàn)表 22。 （3）按合金粉末的顆粒度可分為：一般間距和窄間距。根據(jù)相關(guān)資料我們得知，如果 PCB 設(shè)計(jì)、印刷板與元器件質(zhì)量都沒(méi)有問(wèn)題，那么在表面組裝問(wèn)題中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題 70%都是在印刷工藝方面。隨著電子產(chǎn)品制造技術(shù)的進(jìn)步，微小型的片式單元代替了原有的晶體類電子元器件。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PCB 板電路的集成度和復(fù)雜度越來(lái)越高，貼片元件占到了元件總數(shù) 50％~90 ％。I / 41畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）報(bào)告（論文）題目：SMT 生產(chǎn)過(guò)程中的印刷通用工藝 作者所在系部： 電子與控制工程學(xué)院 完 成 時(shí) 間 ： 2022 年 6 月 17 日 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制1 / 41北華航天工業(yè)學(xué)院電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)姓 名： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：SMT 生產(chǎn)過(guò)程中的印刷通用工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)：通過(guò)寫(xiě)這篇論文了解更多關(guān)于 SMT 生產(chǎn)過(guò)程中的印刷通用工藝的知識(shí)，對(duì)印刷有一個(gè)更深層次的理解。表面組裝技術(shù)（SMT）已成為當(dāng)今電子裝聯(lián)技術(shù)中最通用的技術(shù)，而焊膏印刷是 SMT 基本工藝中的一道關(guān)鍵工序，其質(zhì)量直接影響到 SMD 組裝的質(zhì)量和效率。由于 SMT 組裝的電子產(chǎn)品在體積、性能、功能以及價(jià)位等方面具有綜合優(yōu)勢(shì)，故作為新興的電子組裝技術(shù)，SMT 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到電子產(chǎn)品組裝的各個(gè)領(lǐng)域。本課題就從印刷工藝入手，講述從焊膏到印刷機(jī)再到印刷后出現(xiàn)的缺陷等一系列的有關(guān)印刷的問(wèn)題。 （4）按焊劑的成分可分為：免清洗、有機(jī)溶劑清洗和水清洗。表 22 常見(jiàn)焊膏的金屬組分、熔化溫度與用途熔化溫度℃金屬組份液相線 固相線用途Sn63Pb37 183 共晶 適用于普通表面組裝板不適用于含Ag、Ag/Pa 材料電極的元器件Sn60Pb40 183 188 用途同上Sn62Pb36Ag2179 共晶 適用于含 Ag、Ag/Pa 材料電極的元器件（不適用于水金板）Sn10Pb88Ag2268 290 適用于耐高溫元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的首次再流焊（不適用于水金板）221 共晶 適用于要求焊點(diǎn)強(qiáng)度較高的表面組裝板的焊接（不適用于水金板）Sn42Bi58 138 共晶 適用于熱敏元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的第二次再流焊（2）焊劑焊劑是凈化焊接表面、提高潤(rùn)濕性、防止焊料氧化和確保焊膏質(zhì)量以及優(yōu)良工藝性的關(guān)鍵材料。一般合金焊料百分含量在 75%~90%。球形顆粒的合金粉末組成的焊膏粘度較低，印刷后焊膏圖形容易塌落，印刷性好，適用范圍廣，尤其適用于高密度窄間距的絲網(wǎng)與金屬模板印刷。大顆粒影響漏印性，過(guò)細(xì)的微粉顆粒在再流焊預(yù)熱升溫階段容易隨溶劑5 / 41的揮發(fā)飛濺，形成小錫珠。合金粉末顆粒尺寸增大，粘度減小；粉末顆粒尺寸減少，粘度增加。一般要求在常溫下放置 12~24 小時(shí)，至少 4 小時(shí)，其性能保持不變。 ，不可與尚未使用的焊膏共同放置，應(yīng)另外存放在別的容器之中。一般采用RMA 級(jí)；高可靠性產(chǎn)品、航天和軍工產(chǎn)品可選擇 R 級(jí)；PCB、元器件存放時(shí)間長(zhǎng)，表面嚴(yán)重氧化，應(yīng)采用 RA 級(jí)，焊后清洗。7 / 41 施加焊膏的方法施加焊膏的方法有三種：滴涂式（即注射式，滴涂式又分為手動(dòng)和自動(dòng)滴涂機(jī)兩種方法） 、絲網(wǎng)印刷和金屬模板印刷。8 / 41第 3 章 貼片膠貼片膠是應(yīng)用于表面組裝的特種膠黏劑，又稱為表面組裝用黏結(jié)劑、貼片膠，有些地方還稱為“膠水” 。不同的粘接材料所使用的固化劑各不相同。常用的填料有硅微粉、氧化缽、三氧化二敏、甲基纖維素等。粘度測(cè)試時(shí)應(yīng)注意所選用的標(biāo)準(zhǔn)是否與供應(yīng)商一致，特別是粘度計(jì)的型號(hào)、參數(shù)不一樣，測(cè)出的數(shù)據(jù)差別很大。故貼片膠依靠屈服強(qiáng)度保持元件貼裝后進(jìn)入固化爐之前的過(guò)程中承受一定的外力震動(dòng)而不出現(xiàn)位移，一旦外力大于屈服強(qiáng)度，則元件出現(xiàn)位移。壓力注射點(diǎn)膠工藝中，優(yōu)良的膠點(diǎn)外形是尖峰形或圓頭形，如圖 33 所示。這一強(qiáng)度與固化溫圖 33 尖峰形和圓頭形膠點(diǎn) 圖 32 屈服值膠點(diǎn)尺寸（W/H）關(guān)系11 / 41度、固化曲線有關(guān)。當(dāng) SMA 出現(xiàn)元件損壞時(shí)，要求貼片膠在一定溫度下，粘接力很低，便于更換不合格的元器件，而不影響 PCB 的性能。（7）儲(chǔ)存期和放置時(shí)間儲(chǔ)存期是指貼片膠的使用壽命。 （10）安全性貼片膠應(yīng)無(wú)毒、無(wú)臭、阻燃、不具揮發(fā)性，對(duì)環(huán)境和人體安全無(wú)害，符合環(huán)保要求。（4）室溫使用壽命長(zhǎng)（室溫下固化速度慢）。（4）點(diǎn)膠或印刷操作應(yīng)在恒溫下進(jìn)行（23℃土 2℃） 。（9）操作者應(yīng)盡量避免貼片膠與皮膚接觸，不慎接觸時(shí)應(yīng)及時(shí)用乙醇擦洗干凈。這種結(jié)構(gòu)確保金屬模板既平整又有彈性，使用時(shí)能津貼 PCB 表面。制作過(guò)程中要注意兩點(diǎn)：一是圖形的二次設(shè)計(jì)；二是菲林膜正反對(duì)位的準(zhǔn)確性。無(wú)論是腐蝕法還是激光法制作的漏板，在印刷細(xì)間距器件圖形時(shí)，均會(huì)出現(xiàn)不同程度的堵塞窗口，或者經(jīng)常需要清潔模板底面，給生產(chǎn)帶來(lái)不便。模板上的開(kāi)孔主要由電路板上相對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)外形尺寸所決定的。模板厚度過(guò)厚，容易造成元器件細(xì)小間距的引腳橋連。半自動(dòng)和全自動(dòng)印刷機(jī)可以根據(jù)具體情況配置各種功能，以提高印刷精度。2　印刷頭系統(tǒng)：包括刮刀、刮刀固定機(jī)構(gòu)和印刷頭的傳輸控制系統(tǒng)等。2　可編程網(wǎng)版清潔器（干擦和濕擦）：用于清潔模板底部。（1）基本結(jié)構(gòu)1　機(jī)架：用于支撐其它系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)。3　印刷周期。主要是將焊膏（錫鉛膏狀物）涂敷于 PCB 板上，使貼片工序貼裝的元器件能夠黏在 PCB 焊盤(pán)上。③ 準(zhǔn)備焊膏。② 打開(kāi)印刷機(jī)電源開(kāi)關(guān)。注：印刷焊膏一般應(yīng)選擇不銹鋼刮刀。④ 把左右頂塊固定在印刷工作臺(tái)面適當(dāng)位置上，將 PCB 定位在支撐導(dǎo)軌的中心。②將真空支柱排放在 PCB 的底部左、右兩端（印刷時(shí)真空支柱起支撐并吸住 PCB 的作用 ） 。③設(shè)置 PCB 與模板接觸高度，并升起工作臺(tái)，使 PCB 頂面剛好與模板底面接觸。（7）設(shè)置印刷參數(shù)設(shè)置印刷參數(shù)要根據(jù)根據(jù)印刷機(jī)的功能和配置進(jìn)行。⑤設(shè)置印刷前工作臺(tái)延時(shí)。（8）添加焊膏首次施加焊膏時(shí)，用小刮勺將焊膏均勻沿刮刀寬度方向施加在模板的漏印圖形后面。（11）連續(xù)印刷生產(chǎn)1　采用視覺(jué)系統(tǒng)連續(xù)印刷為了保證印刷精度，一般情況應(yīng)采用視覺(jué)系統(tǒng)印刷。2　檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按照本單位制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或參照其它標(biāo)準(zhǔn)（例如 IPC 標(biāo)準(zhǔn)或 SJ/T106701995 表面組裝工藝通用技術(shù)要求）執(zhí)行。：修正參數(shù)。用專用擦拭紙蘸無(wú)水乙醇，將焊膏清除，若漏孔堵塞，可用軟牙刷配合，切勿用堅(jiān)硬針捅；用壓縮空氣槍將模板漏孔中的殘留物吹干凈；將模板裝在貼裝機(jī)上，否則收到工具柜中。刮刀角度的最佳設(shè)定應(yīng)在 45~60176。一般刮刀的寬度為 PCB 長(zhǎng)度(印刷方向)加上 50mm 左右為最佳，并要保證刮刀頭落在金屬模板上。刮刀由微型汽缸控制其上下運(yùn)動(dòng)，這樣不需要跳過(guò)焊膏就可以先后推動(dòng)焊膏運(yùn)行，因此刮刀接觸焊膏部位較少。（3）焊膏未攪拌均勻。（2）控制焊膏的流動(dòng)直徑（不小于 15mm） 。圖 61 少錫29 / 41 錯(cuò)位如圖 62 所示。（2）調(diào)整 Xamp。圖 62 錯(cuò)位圖 63 塌邊30 / 41產(chǎn)生塌邊的原因：（1）焊膏本身粘度太低或錫膏回溫時(shí)間不夠及使用時(shí)吸潮。 （9）PCB 和鋼網(wǎng)之間間隙過(guò)大。（8）重新調(diào)整 PCB 支撐，確保 PCB 與鋼網(wǎng)緊密接觸。 （6）PCB 變形，印刷之后焊膏便開(kāi)始分離。產(chǎn)生多錫或焊膏厚度偏大的原因：（1）PCB 制作不良：綠油比焊盤(pán)高很多。（3）調(diào)整印刷機(jī)參數(shù)，減小 PCB 與鋼網(wǎng)之間的間隙或減小 PCB 板厚度，確保 PCB圖 65 多錫或焊膏厚度偏大32 / 41與鋼網(wǎng)緊密接觸。了解常見(jiàn)的印刷缺陷，如少錫、整體偏移、拉尖、多錫或焊膏厚度偏大、塌邊或連錫等，找出原因，這樣生產(chǎn)過(guò)程中就能有效的避免這些常見(jiàn)的缺陷，降低印刷的缺陷率。畢業(yè)論文的完成是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)，本論文是在我的導(dǎo)師曹白楊教授的悉心指導(dǎo)下完成的。由于我知識(shí)結(jié)構(gòu)不夠全面，以至于在系統(tǒng)的制作的過(guò)程中遇到了不少困難。34 / 41致 謝在本論文的成文過(guò)程中行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我三年的大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。 （5）增大刮刀壓力。（3）PCB 和鋼網(wǎng)之間間隙過(guò)大。（2）重新清洗鋼網(wǎng)。 拉尖如圖 64 所示。 （2）降低印刷速度。 （3）鋼網(wǎng)底面未清洗干凈。（3）調(diào)整角度補(bǔ)償值 （正值為順時(shí)針?lè)较颍?fù)值為逆時(shí)針?lè)较颍?。 （2）PCB 或鋼網(wǎng) MARK 點(diǎn)制作誤差。（4）更換焊膏，嚴(yán)格控制焊膏 STENCILIFE。（5）刮刀壓力太小，不能順利脫模。即使采用高硬度橡膠刮刀，雖可改善切割性，但填充錫膏的效果仍較差。部分印刷機(jī)器要求 PCB 平面稍高于模板的平面，調(diào)節(jié)后模板的金屬模板微微被向上撐起，但此撐起的高度不應(yīng)過(guò)大，否則會(huì)引起模板損壞，從刮刀運(yùn)行動(dòng)作上看，刮刀在模板上運(yùn)行自如，既要求刮刀所到之處焊錫膏全部刮走，不留多余的錫膏，同時(shí)刮刀不應(yīng)在模板上留下劃痕。（2）刮刀前進(jìn)速度刮刀速度快，焊錫膏所受的力也變大。以防損壞刮刀。：調(diào)參數(shù)。焊膏厚度不一致，焊盤(pán)上焊膏有的地方薄，有的地方厚小于或大于模板厚度 PCB 不平行：調(diào) PCB 工作臺(tái)的水平。表 51 不良品的判定和調(diào)整方法缺陷名稱和含義 判定標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)生原因和解決措施印刷不完全，部分焊盤(pán)上沒(méi)有印上焊膏未印上部分應(yīng)小于焊盤(pán)面積的 25%：擦模板底部，嚴(yán)重時(shí)用無(wú)纖維紙或軟毛牙刷蘸無(wú)水乙醇擦。（12）檢驗(yàn)由于印刷焊膏是保證 SMT 組裝質(zhì)量的關(guān)鍵工序，因此必須嚴(yán)格控制印刷焊膏的質(zhì)量。如果印刷機(jī)沒(méi)有恒溫恒濕的密閉裝置，建議焊膏量不要加得太多，能使印刷時(shí)沿刮刀寬度方向形成 φ10mm 左右的圓柱狀即可。⑦設(shè)置清洗模板模式，一般設(shè)置為一濕一干或二濕一干，如果印刷機(jī)配有真空吸裝置，還可設(shè)置真空吸。該步驟是根據(jù)印刷圖形的長(zhǎng)度和位置來(lái)確定印刷行程，以防止焊膏漫流到模板的起始和終止印刷位置處的開(kāi)口中，造成該處焊膏圖形粘連等印刷缺陷。對(duì)準(zhǔn)圖形時(shí)一般先調(diào) θ，使 PCB 圖形與模板圖形平行，再調(diào) X、Y。注意：雙面貼裝的 PCB，當(dāng)印刷第二面時(shí)，注意各種頂針要避開(kāi)已經(jīng)貼裝好的元器件，不要頂在元器件上，以防損壞元器件。⑥ 把 PCB 放在磁性支撐柱上，先將 PCB 的后邊緣緊貼后支撐導(dǎo)軌，再調(diào)整前支撐導(dǎo)軌的位置，使 PCB 前、后導(dǎo)軌之間保留 1mm～2mm 的間隙，并使導(dǎo)軌兩端刻度一致（使平行） ，擰緊導(dǎo)軌兩端的固定鈕。（4）PCB 定位PCB 定位有邊夾緊定位和針定位