焊膏全自动印刷机

设备参数：

• 直连式刮刀头          

• 精确的运输系统

• 自动有效的钢网洁净系统

• 整齐、方便的电气安全排布

• 全自动的网框定位

• 人性化操作界面

• 重复精度:±0.01mm

• 网框调整：自动Automatic

• 印刷周期：<8S

• PCB(印刷)尺寸:50*50-400*340mm

• 网框尺寸：470*380-737*737mm

• 网框固定：气缸Air Valve

• PCB厚度：0.4-5mm

• 精度印刷精度：±0.025mm

• 运输传送高度：900±40mm

• 运输传送宽度：50-340mm

  
  

• 焊膏印刷是焊膏分配的一种工艺方法。焊膏印刷工艺主要解决的是焊膏印刷量一致性的问题（填充与转移），而不是每个焊点对焊膏量的需求问题。换句话说，焊膏印刷工艺解决的是一个焊接直通率波动的问题，而不是直通率高低的问题。要解决直通率高低的问题，关键在于焊膏的分配，即通过焊盘、阻焊与钢网开窗的优化与匹配设计，对每个焊点按需分配焊膏量。当然，焊膏量的一致性与设计也有关联，如下图所示，PCB阻焊的不同设计提供的Cpk不同。

  
  

  

• 对比图（a）和（b），我们可以很容易地做出这样的结论：（b）图所示的设计，其焊膏量的一致性要好很多。举此例的目的是想说明，焊膏印刷质量不完全取决于对印刷参数的调试，与设计也有一定的关系。影响焊膏量一致性的因素焊膏印刷理想的目标是焊膏图形完整、位置不偏、厚度一致，其核心就是“位置”和“量”符合要求并保持一致性。焊膏图形位置的控制一般比较简单，只要钢网与焊盘对准即可。真正难做的是保持焊膏印刷量符合要求并保持一致性。一般决定焊膏量的因素有：

• （1）焊膏的填充率，取决于刮刀及其运动参数的设置。

• （2）焊膏的转移率，取决于钢网开窗与侧壁的面积比。

• （3）钢网与PCB的间隙，取决于PCB的焊盘、阻焊设计与印刷支撑。上述的填充率是指印刷时钢网开窗内被焊膏填满的体积百分比，转移率是指钢网开窗内焊膏沉积到焊盘上的体积百分比，如图3-14所示。

  
  

• 焊膏印刷的填充率、转移率、间隙是焊膏印刷基本的控制因素。另外，焊膏性能、PCB的翘曲度、焊盘与阻焊的设计等也会影响到焊膏印刷的一致性，如下图的标签就影响到焊膏量的一致性。因此，必须认识到，虽然印刷工艺参数的调试与设置非常重要，但不是全部。

  
  

  
  

• 认识并理解以上知识点，是做好SMT工艺的关键。下面我们将分别就填充率、转移率、间隙的控制进行讨论。印刷原理焊膏印刷工艺类似丝网印刷工艺，主要的不同点就是焊膏印刷采用的是钢制漏板而非丝网板。在SMT行业，称钢制漏板为钢网（Stencil），也称模板。印刷原理与参数如下图所示。

  
  

  焊膏印刷工艺控制主要包括以下两方面：

• （1）刮刀的参数设置。

• （2）PCB的合适支撑。

  印刷参数

• 1）刮刀角度刮刀角度越小，施加到焊膏向下的力也越大，但也越不容易刮净钢网表面的焊膏。角度太大，焊膏滚动不起来，焊膏填充效果同样比较差。刮刀角度推荐45°～75°（一般全自动机都固定在60°左右）。

• 2）刮刀速度刮刀速度对焊膏图形的影响是复杂的。一般而言，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。刮刀速度对填充率的影响如图3-17所示。

  推荐的刮刀速度：

• （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。

  

• （3）刮刀压力

  刮刀压力，实际是控制刮刀向下的行程。印刷时，只要钢网底面与PCB无间隙接触、表面焊膏刮干净即可，在此状况下压力越小越好。如果过大，将导致大尺寸焊盘上焊膏图形中间被挖现象；过小，填充不充分或刮不干净，引起拉尖，如图所示。

  

• （4）脱网速度（比较复杂）一般而言，脱网速度快，会使孔壁处的焊膏被抽出，从而降低图形的分辨率，污染钢网的底部。当脱网速度过快，还可能引起钢网反弹，形成“狗耳朵”现象，如图所示。具体多大合适，取决于焊膏本身的黏度。

  

  脱网速度影响焊膏的转移及图形形态，但图形形态与焊膏的性能关系更大，特别是其所用溶剂与黏度，一般而言，焊膏黏度过高，容易出现塞孔、拉尖现象；使用低沸点溶剂时焊膏容易干，脱模性变差。分离时，焊膏并不完全靠焊膏的黏性留在PCB焊盘上，

  

• 正是因为这样的原因，如果钢网开窗下有焊膏残留，则脱网时这些焊膏往往不是滞留在焊盘或阻焊膜上，而是在脱网时被拉起，形成超高的焊膏图形，即我们所说的“拉尖”现象，同时往往还伴有焊膏图形边缘被挤的现象，

• 这种现象在0.4mmCSP焊膏印刷时经常看到，为什么？这是因为在精细间距元器件印刷时我们更倾向于使用比较大的压力，以便更好地填充与刮净焊膏。但这往往会将焊膏挤到钢网下。

• （5）脱网距离

• 如果脱网距离比较短，容易发生拉尖抹偏的现象，如下图所示。

  

  钢网开窗对印刷的影响

• 刮刀移动相对于钢网开窗的方向也会影响焊膏的沉积率（有填充率和转移率共同作用的实际焊膏量）。一般而言，与刮刀移动方向平行的焊盘上的焊膏沉积量会比较多，且表面呈波浪式的不平形态（压力释放的结果）；而与刮刀移动方向垂直的焊盘上的焊膏沉积量比较少，且比较宽（这与印刷速度有关）

  

• 此现象说明，钢网开窗图形对填充率有影响，单个开窗内已经刮平的焊膏图形会受到后续继续填充的影响，不完全保持“刮平”状态，有可能被挤而鼓起，这点如同界面金属的耦合现象。支撑对印刷的影响PCB的支撑，是焊膏印刷最重要的调试内容。PCB缺乏有效的支撑或支撑不合理，将导致焊膏增厚，这点对于精细间距元器件的焊接将是致命的。PCB支撑要达到的目标是钢网在刮刀压力作用下能够紧贴PCB表面。一般经验是将PCB支撑为在宽度方向略微向上变形的状态，这样能够保证PCB与刮刀接触的地方平行。

  
  

  擦网对印刷的影响

• 擦网的目的是保持印刷厚度的稳定和图形完整。

• 一般图形完整性容易辨识，但厚度必须用专门的焊膏厚度测试仪来测量，目检无法辨识。因此，定期抽检焊膏厚度极其重要。除了开启印刷机的自动擦洗功能，一般还需要定期手工擦洗。印刷过程中，随着印刷次数的增加，钢网底部会污染，在孔口周围形成硬痂（相当于钢网变厚和开口面积变小），需要定期清除（用蘸有清洗剂的无纺布擦或铲刀铲除）。对于普通间距元器件的焊膏印刷，一般每印30～50块板需要人工擦洗一次；如果连续印刷时间超过8h，应该用清洗机彻底清洗一次，使孔口周围干的焊膏硬痂清除掉。需要提醒的是：应慎用湿擦功能。如果湿擦后不搁置几分钟立即印刷，会因清洗剂的挥发导致转移不良。因此，湿擦之后建议再干擦后或搁置几分钟再投入生产。焊膏对印刷图形的影响印刷的对象是焊膏，了解其物理性能对正确地使用焊膏非常重要。焊膏是一种具有触变性的假塑性流体（Pseudoplastic），当有恒定剪切应力或拉伸应力作用时，焊膏的黏度随时间的延长而减小，随应力的增加而降低。简单地讲，就是有剪切应力作用时（如刮刀刮动焊膏）焊膏变稀，没有应力作用时则变稠。焊膏的这一特性对于印刷是非常有意义的，印刷时，它的黏度降低，可以顺利地实现填充与转移，一旦印刷完成，焊膏又能保持需要的形状而不塌落。焊膏黏度在印刷过程中的变化如图3-25所示。

  
  

• 焊膏黏度与溶剂沸点，对焊膏的转移率影响很大，如图所示。

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  不良印刷图形及原因常见焊膏印刷不良如图下所示