教学课件SMT印刷技术与实践教程第3章:锡膏和锡膏印刷技术.ppt
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2、术锡膏和锡膏印刷技术第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 PCBPCB上有许多组件引脚焊接点,称之为焊盘上有许多组件引脚焊接点,称之为焊盘(PAD)(PAD)。为。为了让锡膏涂覆在特定的焊盘上了让锡膏涂覆在特定的焊盘上,需要先制作一张与焊盘位置需要先制作一张与焊盘位置相对应的钢质钢板相对应的钢质钢板,安装于锡膏机上。透过监控固定基板安装于锡膏机上。透过监控固定基板PCBPCB位置位置,确保钢板孔与确保钢板孔与PCBPCB上的焊盘位置相同上的焊盘位置相同.定位完成定位完成后,锡膏机上的刮刀在钢网上来回移动,锡膏即透过钢板后,锡膏机上的刮刀在钢网上来回移动,锡膏即透过钢板上的孔,覆
3、盖在上的孔,覆盖在PCBPCB的特定焊盘上的特定焊盘上(PAD)(PAD)完成印刷的工作完成印刷的工作.第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 2009/11/084Rev:1A1 1锡膏锡膏锡膏锡膏锡膏的化学组成、锡膏的分类、锡膏存放领用管理2 2钢板、底座钢板、底座钢板、底座钢板、底座1.钢板不好对SMT工艺影响、钢板开孔方式、锡膏印刷不良原因分析、钢板使用/储存规范、擦拭钢板方法及用途2.底座的种类3 34 4印刷机和印刷作业系统印刷机和印刷作业系统印刷机和印刷作业系统印刷机和印刷作业系统锡膏印刷过程、影响锡膏印刷机参数治工具的认识治工具的认识治工具的认识治工具的认识大(小
4、)铲刀,刮刀,酒精罐,无尘纸,自动清洁纸,气枪,锡膏,钢网,底座,美纹胶,刮刀5 56 6机器设备认识机器设备认识机器设备认识机器设备认识机器按键功能详述与介绍操机人员作业规范操机人员作业规范操机人员作业规范操机人员作业规范生产主菜单认识、溶剂领用与添加方法、锡膏领用流程与锡膏搅拌、钢网领用流程、开线准备事项、更换钢网步骤开机至主画面步骤、手动清洁钢网的方法、擦拭纸安装方法、刮刀移至前,后方的步骤、产量清零步骤、PCB送进送出步骤刮刀清洁步骤、交接执行事项、锡膏添加作业步骤、品质异常处理流程、常见故障排除、离岗注意事项、交接班该执行事项7 7组长每日确认项目组长每日确认项目组长每日确认项目组长
5、每日确认项目当站指标第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 组组长长每每日日确确认认项项目目checkcheck项目项目注意事项注意事项(排除方式排除方式)1 1作业人员领用锡膏方法确认作业人员领用锡膏方法确认1.1.领用锡膏流程确认;领用锡膏流程确认;2.2.退还空锡膏罐的确认;退还空锡膏罐的确认;3.3.锡膏型号的确认锡膏型号的确认2 2换线领用钢板时确认换线领用钢板时确认1.1.钢板清洁度确认;钢板清洁度确认;2.2.钢板版本确认钢板版本确认3 3印刷底座确认印刷底座确认1.1.底座有无美纹胶带确认底座有无美纹胶带确认4 4添加锡膏确认添加锡膏确认1.1.锡膏量的确认;锡膏
6、量的确认;2.2.锡膏添加范围确认;锡膏添加范围确认;3.3.锡加方法的确认锡加方法的确认5 5锡膏机设备的确认锡膏机设备的确认1.1.锡膏机内温度确认;锡膏机内温度确认;2.2.安全锁的确认;安全锁的确认;3.3.交接班时刮刀的确认;交接班时刮刀的确认;4.4.交接班时空调废水的确认交接班时空调废水的确认6 6机台自动操作过程中的问题,会机台自动操作过程中的问题,会自动停止,为避免产能的影响,自动停止,为避免产能的影响,机台连接报警系统机台连接报警系统(包含了音和色包含了音和色),并制定了不同的报警讯息,各,并制定了不同的报警讯息,各自代表不同意义自代表不同意义红灯长亮红灯长亮:严重故障严重
7、故障:通知工程检修通知工程检修;紧急开关被按下;紧急开关被按下;排除方式排除方式:松开紧急开关松开紧急开关.安全门开启安全门开启;排除方式排除方式:关闭安全门关闭安全门.黄灯闪烁黄灯闪烁:n加锡设定片数到达加锡设定片数到达,处理方式:添加锡膏并将数量归零;换擦拭纸;待板处理方式:添加锡膏并将数量归零;换擦拭纸;待板绿灯或蓝灯闪烁绿灯或蓝灯闪烁:n灯闪烁表示灯闪烁表示:待板待板.操作员或组长应发觉生产瓶颈发生于何处操作员或组长应发觉生产瓶颈发生于何处.第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 錫膏錫膏錫膏錫膏焊锡膏焊锡膏(Soldering Plaster),又称焊膏、锡膏,主要由合
8、金粉末和助焊,又称焊膏、锡膏,主要由合金粉末和助焊剂组成。剂组成。它是它是SMT工艺中不可缺少的焊接材料,广泛用于再流焊中,常温下,由工艺中不可缺少的焊接材料,广泛用于再流焊中,常温下,由于锡膏具有一定的黏性,可将电子元器件粘贴在于锡膏具有一定的黏性,可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上,在倾的焊盘上,在倾斜度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的。斜度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的。当锡膏加热到一定温度时,锡膏中的合金分粉末熔融再流动,液体焊料当锡膏加热到一定温度时,锡膏中的合金分粉末熔融再流动,液体焊料润湿元器件的焊端与润湿元器件的焊端与PCB焊盘在焊
9、接温度下,随着溶剂和部分增加剂焊盘在焊接温度下,随着溶剂和部分增加剂挥发,于冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互相连接在一起,形成电挥发,于冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互相连接在一起,形成电气与机械相连接的焊点。气与机械相连接的焊点。第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 锡膏的化学组成锡膏的化学组成组成组成使用的主要材料使用的主要材料功能功能合金焊料粉合金焊料粉Sn-cu,Sn-cu-Ag等等元器件和电路的机械和电气连接元器件和电路的机械和电气连接助焊剂助焊剂焊剂焊剂松香,合成树脂松香,合成树脂净化金属表面,提高焊料润湿性净化金属表面,提高焊料润湿性黏结剂黏结剂松香,松香脂,聚丁
10、烯松香,松香脂,聚丁烯提供贴装元器件所需黏性,残留物之颜色,印刷提供贴装元器件所需黏性,残留物之颜色,印刷能力,能力,ICT测试能力,焊接能力,防止塌陷,粘测试能力,焊接能力,防止塌陷,粘滞力滞力活化剂活化剂硬脂酸,盐酸,联氨,三乙醇硬脂酸,盐酸,联氨,三乙醇胺胺净化金属表面净化金属表面溶剂溶剂甘油,乙二醇甘油,乙二醇调节焊锡膏特性,防止塌陷,粘滞时间调节焊锡膏特性,防止塌陷,粘滞时间/钢网离钢网离开,粘度控制开,粘度控制触变剂触变剂防止分散,防止塌边防止分散,防止塌边第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 锡膏的分类锡膏的分类按合金焊料分的熔点分按合金焊料分的熔点分根据焊接所需
11、温度的不同,选择不同的锡膏。按类型分按类型分愈小愈均匀愈好且锡球愈圆愈好,对锡球滚动较有帮助)。按锡膏黏度分按锡膏黏度分依据工艺不同进行选择。按清洗方式分按清洗方式分根据焊接过程中所使用的焊剂、焊料成分来确定。电子产品的清方式分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和免清洗。合金焊料合金焊料熔点熔点Sn-3.2Ag-0.5CuSn-3.2Ag-0.5Cu217218217218Sn-3.5AgSn-3.5Ag221221Sn-2.5AgSn-2.5Ag221226221226Sn-0.7CuSn-0.7Cu227227制程方式制程方式粘度要求粘度要求(單位單位:KCPS):KCPS)点胶点胶200-
12、400kcps200-400kcps网板网板 400-600kcps400-600kcps钢板钢板400-1200kcps400-1200kcps类型类型形狀形狀直徑直徑umum400400球形球形3737500500球形球形3030625625球形球形2020第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 回回流流焊焊1.印刷锡膏过程中,印刷机温度必须控制在1824,湿度40%50%RH环境作业最好,不可用冷风或热风直接对着吹,温度超过26.6,会影响锡膏性能。2.如锡膏机内的温度于21时,印刷不好印(较不粘),但好脱模3.如锡膏机内的温度为25时,印刷好印(较粘),但脱模不易4.当打
13、开锡膏罐使用后,一定要将盖子盖好,避免与空气接触导致助焊剂成份变质5.锡膏停留在钢板上不可超过1小时以上。6.锡膏不可使用2次7.拆封的锡膏使用时间不可超过8小时。8.回收、隔夜之锡膏最好不要用,新旧锡膏不得混合于同一容器中储存领用锡膏规则,必须按照先进先出的原则1.双击锡膏管制区电脑桌面快捷方式,选择线别(如:A)站别(GLUE),点击Enter进入输入使用者工号:在Model理选择“5PW”点击Getnew(Recover Getnew)取出回温,在Scan中输入User ID,在SN中输入锡膏的序号,在Line 中输入线别在Chksn中输入Get out,即可OK,打印出序号2.生产线领
14、用锡膏前需于搅拌机搅拌35分钟,具体数值需参考搅拌机转速等冰箱中取出后应在常保温下4H的回温锡膏未回溫至室溫前不可拆开锡膏瓶盖搅拌锡膏。锡膏回溫时间约为 48小时(以自然回溫方式,不能用任何方式加温)。使用未回溫锡膏,锡膏会冷凝空气中的水气,造成塌陷、飞溅等问题。锡膏于0 10冰箱中冷藏锡膏库存储存时间不可超过6个月锡膏存放于冰箱中需给予每瓶锡膏一个流水序号,贴于瓶盖上。锡膏包装需检查,不可有破损,标签模糊不清。錫膏存放領用管理錫膏存放領用管理印印刷刷机机领领用用回回温温M ME E存存放放1.印刷在PCB上锡膏,30分钟内需完成回焊作业,超时需清洗。第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡
15、膏印刷技术 钢板钢板钢板钢板(stencils),它是锡膏印刷的关键工具之一,用来定量,它是锡膏印刷的关键工具之一,用来定量分配锡膏量。钢板的种类分配锡膏量。钢板的种类:钢板的实物照片钢板的实物照片钢板种类钢板种类制作时间制作时间制作成本制作成本板孔形狀板孔形狀孔壁孔壁上锡性上锡性雷射钢板雷射钢板快快较貴较貴较粗糙较粗糙较差较差化学钢板化学钢板慢慢较便宜较便宜较光滑较光滑较佳较佳第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板对钢板对SMT工艺缺陷影响工艺缺陷影响孔壁粗糙度孔壁粗糙度孔壁形状孔壁形状开孔尺寸开孔尺寸开孔位置开孔位置多孔或少孔多孔或少孔印刷模板厚度印刷模板厚度锡珠、桥连
16、锡珠、桥连锡珠、桥连、焊锡太多或太少锡珠、桥连、焊锡太多或太少锡珠、桥连、移位、墓碑、焊锡珠、桥连、移位、墓碑、焊锡太多或太少锡太多或太少锡珠、桥连、移位、墓碑、墓锡珠、桥连、移位、墓碑、墓碑碑墓碑、元件错墓碑、元件错锡珠、桥连、焊锡太多或太少锡珠、桥连、焊锡太多或太少第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板开孔方式钢板开孔方式减少减少CHIP锡珠成功案例锡珠成功案例现象现象原因分析原因分析解决办法解决办法结果结果06030603元件锡元件锡珠较多珠较多n焊膏活性大焊膏活性大n焊点温度上升太快焊点温度上升太快修改印刷模板开口形状修改印刷模板开口形状锡珠下降至锡珠下降至600P
17、PM600PPM以下以下Under ChipUnder Chip锡珠锡珠严重严重元件下焊膏过多元件下焊膏过多修改印刷模板开口形状修改印刷模板开口形状Under ChipUnder Chip锡锡珠基本杜绝珠基本杜绝1:1 缩小90%第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板开孔方式钢板开孔方式IC短路、空焊成功案例短路、空焊成功案例现象现象原因分析原因分析解决办法解决办法结果结果0.5Pitch 0.5Pitch QFPQFP连锡连锡n锡膏量多锡膏量多n焊膏流动性较焊膏流动性较大大修改印刷模板开口大小修改印刷模板开口大小连锡现象减连锡现象减少少80%80%QFPQFP空焊空焊n锡
18、膏润锡性不锡膏润锡性不够够修改印刷模板的修改印刷模板的QFPQFP开口开口使用效果非使用效果非常满意常满意第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板开孔方式钢板开孔方式减少元件移位成功案例减少元件移位成功案例现象现象原因分析原因分析解决办法解决办法结果结果有些有些CHIPCHIP元件轻微元件轻微偏移偏移n 焊点附近温焊点附近温度上升速度不度上升速度不一致一致n 热气流影响热气流影响修改印刷模板开口大小修改印刷模板开口大小偏移现象减偏移现象减少少70%70%以上以上RF盖盖RF盖盖第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板不良原因分析钢板不良原因分析钢板的不良原因
19、可控制方法第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板钢板使用、储存规范使用、储存规范第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板钢板擦拭作用擦拭作用钢板擦拭的重要性钢板擦拭的重要性在在SMTSMT工艺中工艺中,钢板清洁成为复杂的多任务的必要工艺。钢板清洁成为复杂的多任务的必要工艺。SMTSMT工艺缺陷的关键造成因素为钢网工艺缺陷的关键造成因素为钢网,对对QFPQFP、FPFP影响较为影响较为明显。明显。在执行印刷中要去除钢网下表面残留的锡膏在执行印刷中要去除钢网下表面残留的锡膏,去除孔内残留去除孔内残留的锡膏或胶水的锡膏或胶水,去除钢板上去除钢板上FLUXFLUX
20、残留物极其重要残留物极其重要.第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 钢板钢板擦拭作用擦拭作用清洁方法清洁方法擦拭作用擦拭作用优点优点缺点缺点手动擦试手动擦试n 使用预浸过清洁剂的不起无尘布手动擦试使用预浸过清洁剂的不起无尘布手动擦试n 一般用于钢板下表面一般用于钢板下表面 低成本低成本 安全易用安全易用 不能有效提供持续清洁不能有效提供持续清洁 难以清洁孔内已干燥的锡难以清洁孔内已干燥的锡膏膏 易损坏钢板易损坏钢板 自动擦试自动擦试n 自动印刷机中配有自动擦试功能,包括安自动印刷机中配有自动擦试功能,包括安全溶剂和无毛擦试纸全溶剂和无毛擦试纸n 擦拭频率决定于模板类型、元件间距
21、、锡擦拭频率决定于模板类型、元件间距、锡膏、膏、PCBPCB平面度等因素平面度等因素 对清除下表面残留锡膏对清除下表面残留锡膏或或 胶水极有帮助胶水极有帮助 效率高效率高 可在线操作可在线操作 易于持续控制易于持续控制 对孔内已干燥的锡膏或胶对孔内已干燥的锡膏或胶水作用不大水作用不大超声波清洗超声波清洗n 利用超声波在水溶性和半水溶性溶剂中搅利用超声波在水溶性和半水溶性溶剂中搅拌,利用机械力和化学力清除污垢拌,利用机械力和化学力清除污垢n 超声波频率超声波频率40KHz40KHz左右左右n 工艺循环:超声波清洗,低压水喷洗,干工艺循环:超声波清洗,低压水喷洗,干燥燥 清除孔内锡膏效果最佳清除孔
22、内锡膏效果最佳 难以避免污垢的再沉积难以避免污垢的再沉积 需要需要50C50C或以上温度操作或以上温度操作n常用清洁溶剂:酒精常用清洁溶剂:酒精第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 底座底座底座底座,它是锡膏印刷的关键工具之一,用来,它是锡膏印刷的关键工具之一,用来支撑支撑PCB的平整的平整度,以保证度,以保证SMT的印刷品质的印刷品质。底座的种类:。底座的种类:铝底座铝底座(量产量产)电木底座电木底座(试产试产)第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 锡膏锡膏机机印刷过程印刷过程锡膏印刷的工作过程主要工序为锡膏印刷的工作过程主要工序为:基板输入基板输入基板定位基
23、板定位图像识别图像识别锡膏印刷锡膏印刷基板输出基板输出刮刀刮刀鋼板鋼板PCB SENSORPCB STOP真空固定识别MARKZ轴上升刮刀下降移动Z轴下降完成印刷锡膏填充刮刀上升第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 锡膏锡膏机机印刷过程印刷过程基板输入基板输入基板从上一站利用输送带传送到印刷机工作平台基板从上一站利用输送带传送到印刷机工作平台基板定位基板定位一般在基板与印刷钢板贴紧的基础来固定基本,常以压紧基板一份的方式进行定位一般在基板与印刷钢板贴紧的基础来固定基本,常以压紧基板一份的方式进行定位图像识别图像识别为使基板在工作台面凖确定位,一般需设置二处以上的图像识别基准标记
24、,用光学摄为使基板在工作台面凖确定位,一般需设置二处以上的图像识别基准标记,用光学摄像对位。像对位。n CAMERA的两个镜头,分别识别的两个镜头,分别识别stencil和和PCB上的上的MARK,以识别的图像完全重合以识别的图像完全重合为基准为基准,来完成定位精准度来完成定位精准度n 可作锡膏覆盖率检查:用可作锡膏覆盖率检查:用CAMERA的的PCB镜头,设定覆盖率参数镜头,设定覆盖率参数,不合格的机器会不合格的机器会自动提示自动提示锡膏印刷锡膏印刷钢板印刷工艺大致可分为二歩钢板印刷工艺大致可分为二歩n 第一是通过印刷刮刀的移动将焊膏向钢板转移的过程。第一是通过印刷刮刀的移动将焊膏向钢板转移
25、的过程。n 第二是基板和钢板开始分离的脱板过程。第二是基板和钢板开始分离的脱板过程。基板输出基板输出印刷完成后的基板在解除固定状态后向下一个工序输出。印刷完成后的基板在解除固定状态后向下一个工序输出。刮刀刮刀鋼板鋼板第第3 3章章 锡膏和锡膏印刷技术锡膏和锡膏印刷技术 影响影响锡膏印刷锡膏印刷机参数机参数锡膏是锡膏是触变触变流体流体,具有黏性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时,对锡膏产生一定的压力,具有黏性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时,对锡膏产生一定的压力,推动锡膏在刮板前滚动,产生将锡膏注入网孔所需的压力。推动锡膏在刮板前滚动,产生将锡膏注入网孔所需的压力。锡膏的黏性摩擦力使锡膏在刮板
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