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表面贴装工艺有哪几步?

表面贴装工艺有哪几步?

涂覆SMT红胶----贴装元器件-----回流焊,是表面贴装工艺典型的三步:  第一步:涂覆SMT红胶  其目的是将适量的SMT红胶均匀的施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时,达到良好的电器连接,并具有足够的机械强度。  SMT红胶是由环氧树脂、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。常温下,由于SMT红胶具有一定的黏性,可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上,在倾斜角度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的,当焊膏加热到一定温度时,焊膏中的合金粉末熔融再流动,液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘,冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起,形成电气与机械相连接的焊点。  SMT红胶是由专用设备施加在焊盘上,其设备有:  全自动锡膏印刷机、半自动印刷机、手动印刷台、半自动焊膏分配器等。  施加方法 适用情况 优 点 缺 点  全自动印刷机印刷 批量较大,供货周期较紧,经费足够 大批量生产、生产效率高 使用工序复杂、投资较大。以下图片为环城印刷机,可以印刷锡膏.银浆.油墨和红胶。    手动印刷 中小批量生产,产品研发 操作简便、成本较低 需人工手动定位、无法进行大批量生产  手动滴涂 普通线路板的研发,修补焊盘焊膏 无须辅助设备,即可研发生产 只适用于焊盘间距在0.6mm以上元件滴涂   第二步:贴装元器件  本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。  贴装方法有二种,其对比如下:  施加方法 适用情况 优 点 缺 点  机器贴装 批量较大,供货周期紧 适合大批量生产 使用工序复杂,投资较大  手动贴装 中小批量生产,产品研发 操作简便,成本较低 生产效率须依操作的人员的熟练程度   人工手动贴装主要工具:真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。  第三步:回流焊接  回流焊是英文Reflow Soldring的直译,是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。  从SMT温度特性曲线(见图)分析回流焊的原理。首先PCB进入140℃~160℃的预热温区时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚,焊膏软化、塌落,覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离;并使表贴元件得到充分的预热,接着进入焊接区时,温度以每秒2-3℃国际标准升温速率迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物,形成焊锡接点;最后PCB进入冷却区使焊点凝固。     回流焊方法介绍:  机器种类 加热方式 优点 缺点  红外回流焊 辐射传导 热效率高,温度陡度大,易控制温度曲线,双面焊时PCB上下温度易控制。 有阴影效应,温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏  热风回流焊 对流传导 温度均匀、焊接质量好。 温度梯度不易控制  强制热风回流焊 红外热风混合加热 结合红外和热风炉的优点,在产品焊接时,可得到优良的焊接效果       强制热风回流焊,根据其生产能力又分为两种:  机器种类 适用情况 优点 缺点  温区式设备 大批量生产 适合大批量生产 PCB板放置在走带上,要顺序经过若干固定温区,温区过少会存在温度跳变现象,不适合高密度组装板的焊接。而且体积庞大,耗电高。  无温区小型台式设备 中小批量生产快速研发 在一个固定空间内,温度按设定条件随时间变化,操作简便,特别适合BGA QFP PLCC。可对有缺陷表贴元件(特别是大元件)进行返修 不适合大批量生产   由于回流焊工艺有"再流动"及"自定位效应"的特点,使回流焊工艺对贴装精度要求比较宽松,比较容易实现焊接的高度自动化与高速度。同时也正因为再流动及自定位效应的特点,回流焊工艺对焊盘设计、元器件标准化、元器件端头与印制板质量、焊料质量以及工艺参数的设置有更严格的要求。  清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。无论是采用溶剂清洗或水清洗,都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等,并通过施加不同方式的机械力将污物从表面组装板表面剥离下来,然后漂洗或冲洗干净,最后吹干、烘干或自然干燥。  回流焊作为SMT生产中的关键工序,合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷,影响产品质量。  SMT是一项综合的系统工程技术,其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。SMT设备和SMT工艺对操作现场要求电压要稳定,要防止电磁干扰,要防静电,要有良好的照明和废气排放设施,对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求,操作人员也应经过专业技术培训。
发布时间 : 2020-08-10
5G领域印刷机印刷过程中的关健因素控制

5G领域印刷机印刷过程中的关健因素控制

据研究及实际经验确定影响细间距元件锡膏印刷品质的因素有:工艺硬件、工艺参数、钢网底部清洁机构、环境、机器条件、培训等。  本文将通过介绍下面的几点关键因素,帮助读者在可制造性设计,材料的选择,工艺的控制等方面加深理解,并能够在生产实践中很好的优化控制精细间距元件的印刷工艺。     锡膏的选择                           PCB的可制造性设计  印刷钢网的设计和制作       使PCB 获得平整支撑的夹具  刮刀的选择印刷锡膏检查     一、锡膏的选择  锡膏属于非牛顿流体,决定它印刷特性的主要是粘度和金属颗粒的大小及分布。它的粘度不是固定不变的,会随着剪切力和剪切速度的增加而降低,如下图所示:    使用粘度不当的锡膏会出现少锡或多锡,甚至连锡等印刷缺陷。需要注意的是锡膏的粘度受温度的影响非常大,当温度升高10 摄氏度锡膏的粘度将降低到原来的一半!另外锡膏中金属成份的含量也会对锡膏的粘度有影响,0.5%的变化其影响程度就很大。  影响锡膏印刷性能的另一主要因素就是其中金属颗粒的大小。IPC 按照金属颗粒的大小范围给锡膏分成了1~6 类,如下表:  二、PCB的可制造性设计  影响PCB可制造性的因素有:  1、阻焊膜的厚度         2、尺寸的稳定性           3、通孔的可靠性  4、基准点的质量         5、抗扭曲变形的能力       6、PCB 板的平整性  7,元器件和导线的布局   8、焊盘的平整性    (上图:间距为12Mils焊盘为8Mils的器件,阻焊层移位)  阻焊膜的厚度及精度,基准点的设计及质量,元器件和导线的布局,尺寸的稳定性,以及在印刷过程中对于PCB 的操作控制等,都对印刷工艺产生影响。  阻焊膜的厚度会影响焊盘与印刷钢网之间的间隙,阻焊膜太厚会导致全自动锡膏印刷机在印刷时焊盘和钢网之间不能密封而使锡膏被挤到钢网底部形成锡珠或桥连。一般采用液态定影(LPI)获得的阻焊膜厚度为0.2~0.7mil,采用干膜法(DY)获得的厚度会较厚,为0.3~3mil,而印刷(SCP)获得的厚度0.5~1.5mil。有时一些金属化孔被阻焊膜堵住,注意这些通孔不要离细间距元件区域太近,否则因为PCB 不平整而导致上述印刷缺陷。     三、印刷钢网的设计和制造  比较好的钢网设计能获得较好的锡膏传输效率,当然必须在印刷工艺处于稳定且可控条件下。锡膏传输效率是指使用钢网印刷实际获得的锡膏量与理论锡膏量之比。根据以下经验曲线:    网板的厚度变的异常重要,当我们使用0.08mm厚度的网板时,必须注意一个事项:  更薄的网板无法为同一PCB板上的其它类型元件提供充足的焊膏,这需要我们更加仔细的计算各器件开口的面积比和宽厚比。  阶梯钢网是在一块钢片上制作出厚度要求不同的钢网,通常阶梯的厚度不超过钢片厚度的一半,对于阶梯向下的钢网建议使用橡胶刮刀,对于阶梯向上的钢网,阶梯在钢网和PCB焊盘间要适当过渡,但在设计上尽量避免阶梯边缘0.5mm内的01005、0201、CSP等细间距器件。    四、使PCB 获得平整支撑的夹具  固定的整板支撑不能将板顶起超出印刷表面,也不能让板在印刷过程中移动。如果基板在印刷机中不能获得平整的支撑,锡膏在钢网上刮刀区域内会刮不干净,时间长了变干,造成印刷缺陷,影响印刷品质。         (上图,4G手机PCB板与印刷机真空腔体定位)  DESEN公司生产的德森印刷机已经开发出针对复杂的高混合装配的电路板,挠性电路板,陶瓷基板及晶圆印刷支撑的解决方案,还可以根据客户不同的应用要求制做工装治具,帮助解决复杂情况下锡膏印刷的问题。     五、全自动印刷机刮刀的选择  对于细间距元件的锡膏印刷一般选用印刷角度为45或55的金属刮刀,材料为不锈钢片。刮刀的长度要求尽量接近于印刷板的尺寸,如使用过长的刮刀,则必须设置更大的印刷压力,带来如下问题:  1) 刮刀和印刷钢网很快被损坏;  2) 由于过高的印刷压力会减少锡膏的传输体积并可能引起桥连;  3) 锡膏残留在钢网上,不能被刮干净,助焊剂成份挥发导致锡膏变干,影响印刷品质。  因此刮刀头部的设计结构与刮刀的下压深度(即刮刀压力)变的非常关健:  六、印刷锡膏检查   SMT高精密印刷带来的另一个难点在于印刷后的锡膏检查,靠人工是无法做到的,必须使用SPI进行全检;德森全自动印刷机与SPI形成闭环反馈系统,利用SPI反馈的数据,可实现对印刷产品的实时监控,自动控制锡膏印刷机进行X、Y和Ө值修正,并根据预设值触发自动清洁擦拭,实现无人干涉印刷。  多方试验证明,产品的60-70%不良来自于印刷环节,所以只有严格管控印刷环节中的各要素,才能使印刷品质进一步提升,进而提升良率!
发布时间 : 2020-08-10
5G锡膏印刷机的功能特性

5G锡膏印刷机的功能特性

一般来讲,印刷制程是比较简单的,PCB表面与钢网保持一定距离(非接触式)或完全贴住(接触式),锡膏或黏胶在刮刀的作用下流过钢网的表面,并将其上的切口填满,于是锡膏或黏胶便贴在PCB的表面,最后,钢网与PCB分离,于是便留下由锡膏或黏胶组成的图像在PCB上。锡膏印刷被认为是SMT表面贴装技术中控制焊锡品质的关键步骤,锡膏印刷是建立在流体力学制程中的,它可多次重复地保持,将定量的物料(锡膏或黏胶)涂覆在PCB的表面。     全自动锡膏印刷机在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械臂或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准。在手工或半自动印刷机中,锡膏是手工地放在模板/钢网上,这时印刷刮刀处于模板的另一端。在自动印刷机中,锡膏是自动分配的。在印刷过程中,印刷刮刀向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮刀走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过模板/钢网上的开孔印刷到焊盘上。在锡膏已经沉积之后,丝网在刮刀之后马上脱开,回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮刀压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量。     全自动锡膏印刷机的功能特性如下:     德森全系列全自动印刷机是目前市场上主推的一款高精度全自动锡膏印刷机,在表面组装工艺生产(SMT)中,用于高精度的钢网印刷或漏版印刷的专用生产设备,它具有如下功能特性:     * 先进的上视、下视视觉系统,独立控制与调节照明,高速移动的摄像捕捉镜头,精确地进行PCB与模板的对准,确保印刷精度。     * 高精度伺服马达驱动及PC控制,确保印刷的稳定性和精确度,无限制的图像模式识别技术,重复定位精准。     * 悬浮式印刷头,具有特殊设计的高刚性结构,智能刮刀压力、速度、行程均由电脑伺服控制,维持印刷质量的均匀稳定;     * 提供干洗、湿洗、真空三种清洗方式,三种方式可以任意组合使用,清洗间隔时间可自由选择,能彻底清除网孔中的残留锡膏,保证印刷品质。并且在用户不需要自动清洗时,可在生产界面下实现人工清洗,从而减短清洗时间,提高生产效率。     * 组合式万用工作台,可依PCB基板大小设定安置顶针和真空吸腔,使装夹更加快速、容易。     * 灵巧的钢网夹紧结构,高适应性钢网框装夹持系统,多种规格钢网都可以使用,不需要另外做制具,从而实现各种尺寸网框的印刷,并可实现在生产过程中的快速更换机型。     * 多功能板处理装置,可自动定位,夹持各种尺寸和厚度的PCB板,带有可移动的磁性顶针和真空平台及真空腔,有效地克服PCB基板的变形,确保印刷过程均匀。     * 中文windowsXP视窗操作界面和丰富的软件功能,具有良好的人机对话环境,操作简单、方便、易学、易用,极大的满足不同客户群体和操作人员的需求。     * 具有故障自诊断,声、光报警和提示故障原因等功能。     * 单、双面PCB基板均可作业。
发布时间 : 2020-08-10
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