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影响锡膏的使用及性能的因素有哪些?
编辑:深圳市唯铭新材料有限公司   时间:2019-07-15

       随着表面贴装技术的快速发展,在其生产过程中,锡膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到生产工程师和工艺工程师们的重视。掌握和运用好锡膏印刷技术,分析其中产生问题的原因,并将改进措施应用在生产实践中,不断获得更好的锡膏印刷质量,可以提升其生产品质及生产效率,影响到整个产品。

那么影响锡膏使用及性能的因素有哪些,锡膏厂家搜集了多方面的资料为大家整理如下:

一、锡膏的成份因素

锡膏的合金成份不是很单一的一种成份,要复杂得多,主要成分如下:焊料合金颗粒、助焊剂、流变性调节剂、粘度控制剂、溶剂等。不同类型的锡膏,其成分都不尽相同,适用范围也不同,因此在选择锡膏时要外小心,确实掌握相关因素,以确保良好的品质。

通常选择锡膏时我们要考虑如以下因素:

1、锡膏的黏度

锡膏的黏度是影响印刷性能的重要因素,黏度太大,锡膏不易穿过模板的开孔,印出的线条残缺不全,黏度太低,容易流淌和塌边,影响印刷的分辨力和线条的平整性。

锡膏黏度可以用精确黏度仪进行测量,但在实际工作中可采用以下方法:用刮刀搅拌锡膏3~5 min,然后用刮刀挑起少许锡膏,让锡膏自然落下,若锡膏慢慢逐段落下,说明黏度适中;若锡膏根本不滑落,则说明黏度太大;如果锡膏不停地以较快速度滑下,则说明锡膏太稀,黏度太小。

2、锡膏的粘性

锡膏的粘性不够,印刷时锡膏在模板上不会滚动,其直接后果是锡膏不能全部填满模板开孔,造成锡膏沉积量不足。锡膏的粘性太大则会使锡膏挂在模板孔壁上而不能全部漏印在焊盘上。

锡膏的粘性选择一般要求其自粘能力大于它与模板的粘接能力,而它与模板孔壁的粘接力又小于其与焊盘的粘接力。

3、锡膏颗粒的均匀性与大小

锡膏焊料的颗粒形状、直径大小及其均匀性也影响其印刷性能,一般焊料颗粒直径约为模板开口尺寸的1/5,对细间距0.5 mm的焊盘来说,其模板开口尺寸在0.25 mm,其焊料粒子的直径不超过0.05 mm,否则易造成印刷时的堵塞。通常细小颗粒的锡膏会有更好的锡膏印条清晰度,但却容易产生塌边,同时被氧化程度和机会也高。一般是以引脚间距作为其中一个重要选择因素,同时兼顾性能和价格。

二、锡膏的金属含量

锡膏中金属的含量决定着焊接后焊料的厚度。随着金属所占百分比含量的增加,焊料厚度也增加。但在给定黏度下,随金属含量的增加,焊料的桥连倾向也相应增大。常用的几款锡膏的成份含量比例都是经过研发技术人员反复的测试得出,不可以随意的去更改。

三、锡膏在操作时的因素(对于锡膏的贴装厂家应配专业的SMT工程及对相关人员做好岗前的培训工作)

1、网板的材质选择,网板开孔的外形尺寸:网板上开孔的形状与印刷板上焊盘的形状几何尺寸对锡膏的精密印刷是非常重要的。网板上的开孔主要由印刷板上相对应的焊盘尺寸决定。一般为网板上开孔的尺寸应比相对应焊盘小10%。

2、网板的厚度:网板的厚度与开孔的尺寸对锡膏的印刷以及后面的再流焊有着很大的关系,具体为厚度越薄开孔越大,越有利于锡膏释放。经证明,良好的印刷质量必须要求开孔尺寸与网板厚度比值大于1.5。否则锡膏印刷不完全。一般情况下,对0.5 mm的引线间距,用厚度为0.12~0.15 mm网板,0.3~0.4 mm的引线间距,用厚度为0.1 mm网板。

3、网板开孔方向与尺寸: 锡膏在焊盘长度方向上的释放与印刷方向一致时,比两者方向垂直时的印刷效果好。

四、锡膏印刷过程的工艺控制

无铅锡膏/有铅锡膏印刷是一个工艺性很强的过程,其涉及到的工艺参数非常多,每个参数调整不当都会对贴装产品质量造成非常大的影响。 

1)刮刀压力:刮刀压力的改变,对印刷来说影响重大。太小的压力,会使锡膏不能有效地到达模板开孔的底部且不能很好地沉积在焊盘上;太大的压力,则导致锡膏印得太薄,甚至会损坏模板。理想状态为正好把锡膏从模板表面刮干净。另外刮刀的硬度也会影响锡膏的厚薄。太软的刮刀会使锡膏凹陷,所以建议采用较硬的刮刀或金属刮刀。

2)印刷厚度:印刷厚度是由模板的厚度所决定的,当然机器的设定和锡膏的特性也有一定的关系。印刷厚度的微量调整,经常是通过调节刮刀速度及刮刀压力来实现。适当降低刮刀的印刷速度,能够增加印刷至印制板的锡膏量。有一点很明显:降低刮刀的速度等于提高刮刀的压力;相反,提高了刮刀的速度等于降低了刮刀的压力。

3)印刷速度:刮刀速度快有利于模板的回弹,但同时会阻碍锡膏向印制板焊盘上传递,而速度过慢会引起焊盘上所印锡膏的分辨力不良。另一方面刮刀的速度和锡膏的黏稠度有很大的关系,刮刀速度越慢,锡膏的黏稠度越大;同样,刮刀速度越快,锡膏的黏稠度越小。通常对于细间距印刷速度范围为10~15 mm/s。

4)印刷方式:模板的印刷方式可分为接触式和非接触式。模板与印制板之间存在间隙的印刷称为非接触式印刷。在机器设置时,这个距离是可调整的,一般间隙为0~1.27 mm;而模板印刷没有印刷间隙(即零间隙)的印刷方式称为接触式印刷。接触式印刷的模板垂直抬起可使印刷质量所受影响比较小,它尤适用细间距的锡膏印刷。

5)刮刀的参数:刮刀的参数包括刮刀的材料、厚度和宽度、刮刀相对于到刀架的弹力以及刮刀对于模板的角度等,这些参数均不同程度地影响着锡膏的分配。其中刮刀相对于模板的角度θ为60o~65o时,锡膏印刷的品质

在印刷的同时要考虑到开口尺寸和刮刀走向的关系。锡膏的传统印刷方法是刮刀沿着模板的x或y方向以90o角运行,这往往导致了器件在开孔不同走向上锡膏量不同,经实验认证,当开孔长方向与刮刀方向平行时刮出的锡膏厚度比两者垂直时刮出的锡膏厚度多了约60%。刮刀以45o的方向进行印刷,可明显改善锡膏在不同模板开孔走向上的失衡现象,同时还可以减少刮刀对细间距的模板开孔的损坏。

6)脱模速度:印制板与模板的脱离速度也会对印刷效果产生较大影响。时间过长,易在模板底部残留锡膏,时间过短,不利于锡膏的直立,影响其清晰度。

7)模板清洗:在锡膏印刷过程中一般每隔10块板需对模板底部清洗一次,以消除其底部的附着物,通常采用无水酒精作为清洗液。

五、锡膏使用时的工艺控制

1)严格在有效期内使用锡膏,平日锡膏保存在冰箱中,使用前要求置于室温4小时左右,(这部分也叫解冻)方可开盖使用,用后的锡膏单独存放,再用时要确定品质是否合格;

2)生产前操作者使用专用的搅拌棒搅拌锡膏使其均匀,或用自动搅拌机搅拌,并定时用黏度测试仪对锡膏黏度进行抽测;

3)当日当班印刷首块印刷板或设备调整后,要利用锡膏厚度测试仪对锡膏印刷厚度进行测定,测试点选在印制板测试面的上下、左右及中间等5点,记录数值,要求锡膏厚度范围在模板厚度的-10%~+15%;

4)生产过程中,对锡膏印刷质量进行100%检验,主要内容为锡膏图形是否完整、厚度是否均匀、是否有锡膏拉尖现象;

5)当班工作完成后按工艺要求清洗模板;

6)在印刷实验或印刷失败后,印制板上的锡膏要求用超声波清洗设备进行彻底清洗并晾干,以防止再次使用时由于板上残留锡膏引起的回流焊后出现锡球。

六、锡膏的正确使用及注意事项(及为关键):

一瓶锡膏要用较长时间并多次使用。这样锡膏的保存就与那些一次用一瓶、几瓶甚至几拾瓶的大规模生产线有所不同。

1、锡膏使用、保管的基本原则:基本原则是尽量与空气少接触,越少越好。锡膏与空气长时间接触后,会造成锡膏氧化、助焊剂比例成分失调。产生的后果是:锡膏出现硬皮、硬块、难熔并产生大量锡球等。

2、一瓶锡膏多次使用时的注意事项:

(1)开盖时间要尽量短,当班取出够用的锡膏后,应立即将内盖盖好。不要取一点用一点,频繁开盖或始终将盖子敞开着。

(2)盖好盖子,取出锡膏后,将内盖立即盖好,用力下压,挤出盖子与锡膏之间的全部空气,使内盖与锡膏紧密接触。确信内盖压紧后,再拧上外面的大盖。

(3)取出的锡膏要尽快印刷:取出的锡膏要尽快实施印刷使用。印刷工作要连续不停顿,一口气把当班要加工的PCB板全部印刷完毕,平放在工作台上等待贴放表贴元件。不要印印停停。

(4)已取出的多余锡膏的处理:全部印刷完毕后,剩余的锡膏应尽快回收到一个专门的回收瓶内,并如同注意事项2与空气隔绝保存。千万不要将剩余锡膏放回未使用的锡膏瓶内!因此在取用锡膏时要尽量准确估计当班锡膏的使用量,用多少取多少。

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