SMT印刷技术和钢板选择

2019/8/2TOPUNIONSMT作业(一)印刷技术印刷三要素：〈1〉网/钢板A.网板：较早的印刷方式，不适用精密印刷作业，现已无人采用。B.钢板：是以不锈钢、铜或黄铜等厚度在100μm～250μm的金属片来作业.金属片的厚度决定了锡膏印刷的厚度。大部分以钢版为主，开口方式分为蚀刻及镭射2种主要的方式网/钢版、印刷材料、刮刀2019/8/2TOPUNION选择钢板的几个要素1.厚度：金属片的厚度决定了印刷锡膏的厚度2.蚀刻钢板：必须注意是否有过度蚀刻或蚀刻不足等问题。较适用于0.65mmPitch以上的零件。2019/8/2TOPUNION选择钢版的几个要素2.蚀刻钢版：必须注意是否有过度蚀刻或蚀刻不足等问题。较适用于0.65mmPitch以上的零件。2019/8/2TOPUNION选择钢版的几个要素3.镭射开口：孔壁的粗糙度及毛边将影响脱模时，将锡膏滞留于孔壁的问题。较适用于0.65mmPitch以下的零件2019/8/2TOPUNION镭射开口：孔壁的粗糙度及毛边将影响脱模时，将锡膏滞留于孔壁的问题。较适用于0.65mmPitch以下的零件。2019/8/2TOPUNION选择钢版的几个要素4.张力：将钢版利用张网，张贴于框架上之张力是否足够及平整。5.开口尺寸及形状：精心规划的开口形状及尺寸控制，将有助于印刷后的焊接品质。例如：空焊、短路、锡珠等问题的避免等。6.钢版表面：适中的粗糙度将有助于锡膏在钢版上有效的滚动。2019/8/2TOPUNION〈2〉印刷材料锡膏(Solderpaste)：大部分的流焊作业(Reflow)都是使用锡膏。锡膏是锡铅颗粒为主的材料与助焊剂以一定的比例混合。当加热到锡铅合金融点以上的温度时，焊锡颗粒熔融而形成焊接点。2019/8/2TOPUNION〈2〉印刷材料胶材(adhesive)：主要是为配合波焊时使用，但也有为了防止零件于Reflow时游移，或取置机高速甩动时固定用。分为印刷用及机器点胶等2大类，尚且因固化方式而有不同的材质。2019/8/2TOPUNION各种不同包装方式的锡膏与胶材2019/8/2TOPUNION〈2〉印刷材料(C)刮刀(squeegee)：刮刀是印刷作业的执行者，在钢网版表面推动印刷材料以滚动挤压的方式通过钢网版的开口完成印刷作业。2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素颗粒大小及形状(particlesize＆shape)：颗粒越小及越圆则越适用于细间距的零件，但氧化的程度较高。2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素2.黏度(viscosity)：黏度的大小则决定了脱模时附着在PCBpad上的形状及残留量。太黏则会被较小的及粗糙的钢版孔壁带走而残留，太稀则印在PCBpad上的锡膏易坍塌。2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素3.金属含量(metalcontent)：决定了锡膏部分的黏稠度及Reflow后的焊接锡量。2019/8/2TOPUNION选择锡膏的几个要素4.助焊剂特性：通常分为水洗、溶剂清洗及免洗三种形式。5.金属成分：决定了回焊(Reflow)之温度。以63%的锡及37%铅而言。其Reflow之温度为183℃。因此各种不同金属成分的搭配将产生不同之熔融点及焊接后之合金强度、污染、导电性、可靠度…等特性。2019/8/2TOPUNION胶材的使用方式及要点1.主要功能：以固化前后所必须要求的黏合强度，固定置放后之零件。不会因波焊、机器甩动、Reflow时锡铅内聚等外力，使零件游离设定位置。2.胶材种类：固化之方式分为温度固化及辐射固化二种。现今均以温度固化为主，以防止存放条件的变异，造成胶材提早固化而无法使用。3.涂布方式：分为机器点胶及印刷两种。(1).机器点胶之功能主要在于可控制点胶之高度及用量。但受限于设备的点胶速度而影响产能。(2).印刷方式将对大面积多点数之受胶点有速度上之优势。但印胶之高度将因钢/网版之厚度所限制，且会因非平面之受胶制程而无法运用2019/8/2TOPUNION4.包装方式：将可依运用方式分为筒装、管装及各设备专用小筒包装等。若非专用包装，需特别注意再分装时之脱泡程度。2019/8/2TOPUNION选择及使用刮刀的几个要素1.刮刀硬度：以塑料材料制成之刮刀，一般称为软性刮刀。在应用上必须配合印刷材料的黏度来选择硬度。例如黏度较高之印刷材料则必须以较高硬度之刮刀来使用。2.刮刀材质：分为工程塑料类之软性刮刀及金属材料之钢刮刀。软性刮刀是以硬度来决定材料的搭配，而钢刮刀是以厚度及高度来决定其应力。2019/8/2TOPUNION选择及使用刮刀的几个要素3.作业角度及形状：印刷时必须搭配固定的角度，用以形成印刷材料的滚动及挤压作用。因此有以固定角度的形状，或以调整刮刀应用之方式决定作业时之角度。2019/8/2TOPUNION选择及使用刮刀的几个要素挤印头：新式之印刷方式，是以挤印的方式进行作业，可由挤印头之精密开口配合均缓之压力将印刷材料印于PCB上。2019/8/2TOPUNION选择及使用刮刀的几个要素挤印头：新式之印刷方式，是以挤印的方式进行作业，可由挤印头之精密开口配合均缓之压力将印刷材料印于PCB上。2019/8/2TOPUNION印刷方式1.手工印刷：是以人工握持刮刀执行印刷之方式，仅适用于较不精准的产品，于早期因设备投资成本较高时使用。2.半自动印刷:脱机式印刷设备，需由人工取放每一片印刷的PCB，机械定位的方式为主要类型。3.全自动印刷:连线式作业，设备可自动取送印刷PCB，并有视觉对位系统及印刷后之2D/3D之检查功能。且在各项印刷参数上能有较多的选择。更高级者尚具自动架设钢板等功能。2019/8/2TOPUNION印刷方式3.全自动印刷:连线式作业，设备可自动取送印刷PCB，并有视觉对位系统及印刷后之2D/3D之检查功能。且在各项印刷参数上能有较多的选择。更高级者尚具自动架设钢板…等功能。2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷方式2019/8/2TOPUNION印刷参数1.刮刀压力(Downpressure):主要作用在使网/钢版与PCB紧密的结合，以取得较好的印刷结果。并确保网/钢板表面之锡膏或胶材能刮的平整乾净。因此对压力控制必须配合刮刀之特性、设备功能、角度…等取得一合适之压力。以免压力太大或太小造成之印刷不良现象。2019/8/2TOPUNION印刷参数1.刮刀压力(Downpressure):主要作用在使网/钢版与PCB紧密的结合，以取得较好的印刷结果。并确保网/钢板表面之锡膏或胶材能刮的平整乾净。因此对压力控制必须配合刮刀之特性、设备功能、角度…等取得一合适之压力。以免压力太大或太小造成之印刷不良现象。2.印刷速度(Traversespeed):理想状况下是越慢越好，但会因此而影响到cycletime。因此在能够保持锡膏正常滚动的状态下可将速度提高，并配合着压力的调整。因速度快压力小，反之速度慢压力大。2019/8/2TOPUNION3.印刷角度(Attackangle):角度大小将决定流入网/钢板开口之压力及锡膏量。2019/8/2TOPUNION间隙(Snap-off):对网板而言，需要一固定的间隙使其回弹之力量将印刷材料留置于基板上。但以钢板而言，则越平贴越好，以免厚度及印刷量上失去控制。2019/8/2TOPUNION2019/8/2TOPUNION印刷作业的几个检验重点1.精度:必须对准PAD之中央并不得偏移，因偏移将造成对位不准及锡珠零件偏移…等问题。2.解析度:印刷后之形状必须为一近似豆腐块的结构以免和临近的PADShort。3.印刷厚度:必须一致，才能控制每个焊点的品质水平4.检验工具:A.可用放大镜检视印刷后之解析度及精度B.可用微量天秤量测同一PCB上之印刷材料总量C.可使用Laser测厚仪量测，锡膏印刷后之厚度D.可使用AOI来检测E.可使用印刷机上之2D/3D之功能检测2019/8/2TOPUNION印刷作业的几个检验重点E.可使用印刷机上之2D/3D之功能检测2019/8/2TOPUNION印刷作业的几个检验重点2.解析度:印刷后之形状必须为一近似豆腐愧的结构以免和临近PADShort。2019/8/2TOPUNION印刷作业的几个检验重点