簡析貼片紅膠印刷工(gōng)藝

　 随着電子行業的飛速發展，一些大(dà)型的電子加工(gōng)企業，SMT已經成爲主流，從最(zuì)早的手貼(tiē)片到現在的自動化設備(bèi)貼片，大(dà)部分都(dōu)是采用SMT焊錫膏工藝，但是很多公司的産(chǎn)品有避免不了的插裝器件生産（如電腦顯示(shì)器等(děng)産品），于是出現了較(jiào)早的紅膠工藝和較(jiào)晚出現的通孔波峰(fēng)焊工藝。但是紅膠工藝的(de)生産對于波峰焊的控制和PCB的可制造性設計都有很嚴(yán)格的要求，以(yǐ)下隻介紹印刷紅膠工藝的設計、工藝(yì)參數等一系列要求，是通過我(wǒ)們公司許多客戶試驗得出的有效(xiào)經驗，供SMT行業參考。

　　客戶們(men)通過可視對講産品(pǐn)的試驗，從器件的封裝、插(chā)孔的封裝、器件布局的合理設計、模(mó)闆(pǎn)的開孔技術要求、波峰(fēng)焊參數的合理調整，線路闆(pǎn)焊接一次性合格(gé)率達到92％以上(該産品上有6個20pin以上的IC,一個48pin的QFP)。波峰焊接後隻做微小的修複就可以達(dá)到100％的合格率，但焊接效(xiào)率和手工焊相比，提高了3倍以上。

　　以下是根據(jù)客戶的實踐總結出的一些具體設計要求(qiú)：

　　一 對于模闆的厚(hòu)度和開口要求

　　（1） 模闆(pǎn)厚度(dù):0.2mm

　　（2） 模闆開口要求(qiú)：IC的開(kāi)口寬度(dù)是兩個焊盤寬度(dù)的1/2，可(kě)以開多個小圓孔。

　　二 器件的布(bù)局(jú)要求

　　（1） Chip元件的長軸垂直于波峰焊(hàn)機(jī)的傳送帶方向；集成電路器件長軸應(yīng)平行于波峰焊機的傳送帶方(fāng)向。

　　（2） 爲了避(bì)免陰影效應，同尺寸(cùn)元件(jiàn)的端頭在(zài)平行于焊料波(bō)方(fāng)向排成(chéng)一直線；不同尺寸的大小元器件應交錯(cuò)放置；小尺寸的元件(jiàn)要排布在大元件的前方；防止元件體遮擋(dǎng)焊接端頭和引腳(jiǎo)。當不能按以上要求(qiú)排布時，元件之間應留有3~5mm間距。

　　（3）元器件(jiàn)的特征方向應一緻。如(rú)：電解電容(róng)器極性(xìng)、二極管的正極、三極管(guǎn)的單(dān)引腳端應該垂直于傳(chuán)輸方向、集成電路的第一腳等。

　　三 元件孔徑和(hé)焊盤設(shè)計

　　（1） 元件孔一(yī)定要安排在基(jī)本(běn)格、1/2基本格、1/4基本格上，插裝元件(jiàn)焊盤(pán)孔和引腳直徑的間隙爲焊錫能很好的濕潤爲止。

　　（2） 高密度元件布線時應采用橢圓焊盤圖形，以減少連錫(xī)。

　　四 波峰焊工藝對元(yuán)器件和印制闆的基本要求

　　（1） 應選擇三層端頭結構(gòu)的表面貼裝元件，元件體和焊端能經受兩次以上260攝氏(shì)度波峰焊的溫度沖擊。焊接後器件體不損壞或變形，片式元件端頭無脫帽(mào)現象。

　　（2） 基闆應能經受(shòu)260攝氏(shì)度/50s的耐熱性。銅箔抗(kàng)剝(bāo)強度好，阻焊層(céng)在高溫下仍有足夠的粘附力，焊接後阻焊層不(bú)起皺。

　　（3） 線(xiàn)路闆翹(qiào)曲度小于0.8-1.0%

　　五 波峰焊參數的設計

　　（1）助焊劑系統：發泡風量或助(zhù)焊劑噴射壓力要根據助(zhù)焊劑接觸PCB底面的情(qíng)況确定：助焊劑噴塗量要求在印制闆底(dǐ)部(bù)有均勻而薄薄的(de)一層，助焊劑塗覆方式有塗刷發泡和定量噴射兩種。

　　A 采用塗覆和發泡方式必須控制助焊劑的比重，助焊劑的比重一般(bān)控(kòng)制在0.8-0.83之間。

　　B 采用定(dìng)量噴射方式時，焊劑(jì)是密閉在容器内的，不會揮發、不會(huì)吸收空氣中的(de)水分、不會被(bèi)污染，因此焊劑成分能(néng)保持(chí)不變(biàn)。關鍵要求噴頭能控制(zhì)噴霧量，應經常清理噴頭，噴射孔不能堵。

　　（2） 預熱溫度：根據波(bō)峰焊機(jī)預熱區的實際情況設定（90－130攝氏度）。

預熱的作用：将助焊劑中的溶劑揮發掉，這樣可以減少焊接(jiē)時産生氣體；助焊劑(jì)中松(sōng)香和活性劑(jì)開始分解和活性化，可以去除印制闆焊盤、元器件端頭和引腳表面(miàn)的氧化膜以及其他污染物，同時起到(dào)保(bǎo)護金屬表面防止發生(shēng)再氧化的作(zuò)用；使得印制闆和元器件充分預熱，避免焊接時急劇升溫産生熱應力損壞印制闆和(hé)元器(qì)件。

　　焊接溫度(dù)和時間：焊接過(guò)程(chéng)是焊接金屬表面、熔融焊料和空氣等之間相互作用的複雜過程，必須控制(zhì)好焊接溫(wēn)度和時間。如果焊接溫度偏低，液體焊料的粘度大，不能很好的在金屬表面潤濕和擴散，容易産生拉尖、橋連和焊接(jiē)表面粗糙等缺陷，如果焊接(jiē)溫度過高，容易損(sǔn)壞元器件，還會産(chǎn)生焊點氧化(huà)速度(dù)加快、焊點發烏、焊點不飽(bǎo)滿等問題。根據印制闆的大小、厚度、印制闆上元器件的多少和大小來确定波峰(fēng)焊溫度，波峰焊溫度(dù)一般爲250±5℃，由于熱(rè)量是溫度和時間的函(hán)數，在一(yī)定溫度下焊點和元件受熱(rè)的熱量随(suí)時間的增加而增加(jiā)，波峰焊的焊接時(shí)間通過調整傳輸帶的速度來控制，傳輸帶的速度要根據不同型号波峰焊的長度和波峰(fēng)寬度來調(diào)整，以每個焊點接觸(chù)波(bō)峰的時間來表示焊接時間，一般第二波峰焊接時間爲2.5－4s。闆(pǎn)爬坡角度和波峰高(gāo)度：印制闆爬坡角度一般爲(wèi)3－7度，建議5.5－6度。有利于(yú)排除殘留(liú)在焊點和元件周圍由焊(hàn)劑産生的氣體。例如：有SMD時如果設計時通孔比較少(shǎo)，爬坡角度（傾斜(xié)角）應該大一些(xiē)，适當的爬坡角度可以避免漏焊，起到排氣作用；波峰高度一般控制在印制闆(pǎn)厚的2/3和3/4處。

　　（3） 波峰焊工藝參數的綜合調整：這對提高波(bō)峰焊質量非(fēi)常重要的。焊接溫度和時間是形成良好焊點的(de)首要條件。焊接溫度和時(shí)間與預熱溫度、傾斜角度、傳輸速度都有(yǒu)關系。綜合調整(zhěng)工藝參數時首先要保證焊接溫度和時間。有鉛雙波(bō)峰焊的第一個波峰一般在220－230攝氏度/1s左右，第二(èr)個波峰一般在230－240攝氏度/3s左(zuǒ)右，兩個波峰的總時間(jiān)控制在4－7s左右。銅含量不能超過(guò)1％，銅含量增大後(hòu)，錫的表面張力也增(zēng)大，熔點也高了，所以建議波峰焊一個月撈一次銅，維護是将錫爐設在200度左右等待4－8小時後再撈錫爐表面的含銅雜。

  　　六 紅(hóng)膠的選擇和使用

　　（1） 由(yóu)于不是點膠工藝，而是印刷紅膠工(gōng)藝，所以對(duì)紅膠的觸變指數和粘度(dù)有一定要求，如果觸變指數和(hé)粘度(dù)不(bú)好，印刷後成型不好，即(jí)塌陷現象(xiàng)，這樣(yàng)會有(yǒu)部(bù)分IC的本體粘不上紅膠而備掉。 　　    （2） 粘在線路闆上(shàng)未(wèi)固化的膠(jiāo)可用(yòng)丙酮或丙二醇醚類擦掉或用(yòng)紅膠(jiāo)專用清洗(xǐ)劑清洗。
　
　　（3） 将(jiāng)未開口的(de)産品冷藏于2-10℃的幹燥處，存儲期(qī)爲6個(gè)月（以(yǐ)包裝外出廠日期爲準）。使用前，先将産品恢複至室溫。

　　（4） 選擇固化時間爲：90－120秒，而固化溫度在150度左右較好。

　　（5） 要有良好的耐熱性和優良的電氣(qì)性(xìng)能，以及極低的吸濕性和高的穩(wěn)定性。

　　七 印刷機參數調整注意事項

　　（1） 壓力在4.5公斤左右

　　（2） 紅膠加量要使紅膠在模闆上滾動爲最好

　　（3） SNAP OFF中距離設(shè)爲0.05mm，速度設爲：2等級。

　　（4） 自動擦網頻率設爲2。

　　（5） 生産結束後(hòu)模闆(pǎn)上的紅膠在5天内不(bú)再使用時報廢處理

　　（6） 紅膠一定(dìng)要準确印刷在兩個焊盤中間，不能(néng)偏移。

    文章整理：昊瑞電子  /