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    錫膏印刷機工作原理步驟圖

    錫膏印刷機工作原理步驟圖

    2020-08-29 11:37

     

    摘要:隨著電子技術的快速發展,電子元器件的小尺寸和高密度集成化,SMT工藝窗口日趨縮小,組裝難度不斷升級,加上SMT工藝復雜,在此背景下探討如何減少產品故障率和返修率,提高產品的質量勢在必行。本文在SMT眾多復雜工藝中選擇印刷工藝進行討論,如何提高錫膏印刷質量。

     

    SMTSurface Mount Technologe)即表面貼裝技術作為先進的電子產品組裝技術,經過數十年的發展,在國內電子制造業得到了廣泛的應用。表面組裝技術在實際電子組裝中具有鮮明的優點,同時也存在不少缺點。SMT工序繁多,在SMT生產制造過程中難免會出現產品缺陷異常,影響產品的整體質量,如圖1所示為通用的SMT工序圖,印刷作為SMT工序中首要工序,印刷質量的好壞一定程度上直接影響到最終產品的質量,本文將討論印刷工序中印刷機對印刷效果的影響。

     

    圖一 SMT工序圖

    1、 錫膏印刷

    印刷主要解決焊盤上錫膏印刷量一致性的問題,即錫膏的填充與轉移,錫膏印刷的質量不僅與焊盤、鋼網開窗設計有關,同時也與印刷機各項印刷參數的調試有關。錫膏印刷的理想目標是錫膏的圖形完整、位置不偏、厚度一致,即我們常常講到的“位置”和“量”,對于錫膏位置控制比較簡單,鋼網孔對準焊盤即可,對于焊盤上實際上錫量的控制是比較難掌握的,結合生產實際印刷過程中對“量”的控制,總結影響“量”的因素主要有以下幾點:

    (1) 錫膏的填充率,主要取決于印刷機運動參數和刮刀;

    (2) 錫膏的轉移率,主要取決于鋼網開口面積比和拋光方式;

    (3) 鋼網與FPC間間隙,主要取決于FPC焊盤設計、阻焊膜設計、印刷機支撐。

    下面我們將從設備方面討論印刷機的運動參數設定和平臺支撐對印刷質量的影響。

    圖二 錫膏印刷原理

    2、 印刷原理

    錫膏印刷類似絲網印刷,不同在于錫膏印刷采用的是鋼制漏板而非絲網板,錫膏印刷原理與參數如圖二所示。

    從印刷原理圖中看出影響錫膏印刷質量主要包括二個方面:

    (1) 刮刀參數設置;

    (2) FPC板支撐度。

    3、刮刀參數設置

    1)刮刀角度設置

    刮刀角度不同垂直方向上作用在錫膏上的作用力大小不同,作用力太大太小一定程度上都影響錫膏印刷質量,如圖三所示為錫膏印刷質量與刮刀角度關系。

    圖三 刮刀角度與印刷質量關系

    從圖中看出,刮刀角度越小,垂直方向上作用在錫膏上的壓力越大,越不容易刮凈鋼網表面的錫膏;刮刀角度過大,錫膏不能滾動起來,錫膏的填充效果依然較差,一般推薦使用刮刀角度范圍為45°~75°(一般全自動印刷機都固定在60°)。

     

    2)刮刀壓力設置

    印刷機控制刮刀壓力大小實際上是控制刮刀垂直向下的行程。實際印刷過程中我們判斷刮刀壓力大小是否合適基本上是通過觀察FPC板與鋼網表面無間隙接觸、鋼網表面錫膏刮凈為宜。壓力過大,將導致大尺寸焊盤上錫膏圖形中間被挖空不良;壓力過小,焊盤填充不充分,刮不干凈,同時易形成拉尖。如下圖所示。

    圖四 刮刀壓力過大

    圖五 刮刀壓力過小

     

    3)脫網速度設置

    脫網速度主要影響錫膏的轉移以及錫膏圖形形態,但圖形的形態主要取決于錫膏本身性能,與其所使用的溶劑和粘度有更大的關系。一般來講,錫膏粘度越大,印刷過程中容易發生堵孔、拉尖的現象;使用低沸點溶劑時長時間印刷錫膏容易干、脫模性變差。如圖六所示為錫膏轉移原理,錫膏的轉移并不是完全由錫膏的粘性決定,錫膏側方向的空氣壓力對錫膏的轉移也起著決定性作用。

    圖六 錫膏轉移原理

    理想情況下的錫膏轉移如圖六所示,實際印刷過程中,鋼網孔中有錫膏殘留,脫網時這些錫膏往往不會轉移到焊盤上,而是被拉起,形成超高的錫膏圖形,即我們常??吹降?ldquo;拉尖”現象,同時錫膏圖形邊緣似乎被擠壓的痕跡,如圖七所示。

    圖七 “拉尖”形成機理

    4、支撐平臺對印刷的影響

    FPC板的支撐也是錫膏印刷中重要的調試內容,FPC印刷時缺乏有效的支撐或支撐不合理,將導致錫膏增厚,這對于細間距元器件焊接將是致命的。FPC支撐主要實現鋼網在刮刀壓力作用下能夠緊貼FPC表面。生產過程中我們常用的支撐方式有頂針支撐、支撐模塊支撐,一般經驗是將FPC支撐在寬度方向略微向上變形的形態,如圖八所示,這樣能夠保證FPC與刮刀接觸的地方平行。

    圖八 FPC板支撐要求

    5、鋼網擦拭對印刷的影響

    隨著印刷次數的增多,鋼網底部和網孔都會粘附錫膏,不僅影響鋼網與FPC板間的緊密接觸,還會堵塞網孔,影響印刷。目前全自動印刷機都具備自動擦拭鋼網的功能,可進行干擦、濕擦、真空擦及其組合擦,如“濕擦+真空擦+干擦”、“濕擦+干擦+真空擦”,但是長時間印刷單憑其自動清洗功能是不能完全清除鋼網底部、鋼網孔內錫膏,一般根據實際生產情況在印刷達到一定次數后增加一道人工清洗工藝。

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