SMT丝印基本要素及完善其品质所需技术(中)
2006-09-30 11:14:55.0 来源:丝网印刷资料网 责编:中华印刷包装网
丝印刮刀(squeegee)是利用泵作用原理将锡膏压挤通过丝网,因此要使用一种软的橡胶刮刀(见刮刀部分)。丝印时丝网与PCB之间留有1~3mm的间隙,刮刀将丝网压低和PCB接触,随后“撕开”。这种作用是必要的,否则,锡膏会滞留在丝网上而不是在PCB的焊盘上。
厚乳胶丝网的应用,其局限性主要是由于开孔上有丝网的阻碍,得到的丝印沉淀物有限,不可以用于小于30thou的密间隔。
金属模板
金属模板现在在大多数的锡膏丝印机上使用。其组成是薄金属板上开有小孔,锡膏从中印出,解决了前面网印的沉淀物无规律的问题。不要求丝印刮刀有泵作用,因为锡膏可以很容易流过开孔。也不要求模板与PCB之间有间隙。有三种制造金属模板的方法:化学、激光和电蚀。
化学腐蚀
现时丝印模板主要是这种方法制造的,过程如下:
取薄铜板,或更普遍的不锈钢板,在两面涂盖光敏耐酸物,正趋光性(黑色焊盘)模版分别叠放在两面,用强力紫外光曝光。曝光区域变硬,而软的焊盘区域可以被冲洗掉。然后将板放入酸中洗浴,从两面腐蚀掉所希望孔。
金属板两边的正趋光性模版的相互定位是关键性的,特别是密引脚间隔的元件。如果模版定位不好,孔会形成斜坡,造成丝印不好,出现这种情况的机会通常是十分之一,但在过去几年中,该问题很 大成度上被解决了,因为改进的CAD数据和制造技术使失误率下降到大约五十分之一。成功的技术将使得模版如同一个信封,将空板放入,可达到2~20micron的精度。
孔壁不能达到太平整,因为酸是逐步腐蚀到孔内,但也会往板的横向腐蚀。形成一个“8”字形截面。但是,由于丝印模板很薄,所以通常这不是问题。
激光刻制模板
另一个技术是使用电脑控制的CO2 或YAG激光从板的一面切割出丝孔,可能要花去大约半个小时来刻制一块模板,开孔区越大,时间就越多,费用也越高。激光机大约成本为400,000 美元,因此激光使用时间昂贵,结果通常一块模板费用是化学腐蚀的三倍。
该系统很精密,但除了成本贵外,还有一个缺点:激光将熔化的金属切割出丝孔,同时也容易熔化模板表面,造成表面粗糙。因此需要用沙抛光或用化学方法来清洗表面,留下几个micron的粗糙度,看 上去好象表面暗淡,对聚酯刮刀有磨损作用,并且使得模板难以清洁,虽然有人认为粗糙度将有助于锡膏的“滚动”。
电蚀模板
电蚀模板现时约占使用的2~3%,其制造过程是加成的,不象其它工艺,模板成形方法如下:
用光敏绝缘乳胶埋盖住芯板(基板),通过负趋光性模版(焊盘区透明,非丝印区不透明)用紫外光曝光。焊盘区域变硬,其它区域被清洗掉,然后将芯板浸浴在酸性电解溶液内,作为阴极联接在电源上,阳极为耗损性镍。经过几个小时,镍就沉淀在导电区域(非焊盘),并可以象一张纸一样撕下,形成丝孔。
这种模板有比其它模板优越的地方,孔的内壁很平滑,可以作成梯形,即底部比上部稍宽,1~2°的角度,这有助于锡膏穿过模板印到PCB上。在孔的底部四周形成10~20micron的“尖头”,在焊盘周围形成一圈边框,丝印时有助于锡膏准确地停留在焊盘上。成本大约比化学腐蚀高30%。
刮刀(第三个S)
刮刀有两种形式:菱形和拖裙形,拖裙形分成聚乙烯(或类似)材料和金属。
菱形
这种形式现在已很不普遍了,虽然还在使用,特别在美国和日本。它由截面为大约10mmx10mm的正方形组成,由夹板夹住,形成两面45°的角度:
这种刮刀可以两个方向工作,每个行程末都会跳过锡膏条,因此只要一个刮刀。可是,这样很容易弄脏,因为锡膏会往上跑,而不是只停留在聚乙烯的很少的暴露部分。其挠性不够意味着不能贴合扭曲变形的PCB,可能造成漏印区域。不可调节。
拖裙形
这种形式很普遍,由截面为矩形的聚乙烯构成,夹板支持,需要两个刮刀, 一个丝印行程方向一个刮刀。无需跳过锡膏条,因锡膏就在两个刮刀之间,每个行程的角度可以单独决定。
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