SMT工藝之印刷技術(shù)

SMT工藝之印刷技術(shù)

印刷三要素：

〈1〉

網(wǎng)/鋼版A.網(wǎng)版：較早的印刷方式，不適用精密印刷作業(yè)，現(xiàn)已無人採用。B.鋼版：是以不銹鋼、銅或黃銅等厚度在100μm～250μm的金屬片來作業(yè)。金屬片的厚度決定了錫膏印刷的厚度。大部分以鋼版為主，開口方式分為蝕刻及雷射2種主要的方式。網(wǎng)/鋼版、印刷材料、刮刀1/13/2023(B.1)選擇鋼版的幾個(gè)要素1.厚度：金屬片的厚度決定了印刷錫膏的厚度2.蝕刻鋼版：必須注意是否有過度蝕刻或蝕刻不足等問題。較適用於0.65mmPitch以上的零件。

1/13/2023(B.1)選擇鋼版的幾個(gè)要素2.蝕刻鋼版：必須注意是否有過度蝕刻或蝕刻不足等問題。較適用於0.65mmPitch以上的零件。

1/13/2023(B.1)選擇鋼版的幾個(gè)要素3.雷射開口：孔壁的粗糙度及毛邊將影響脫模時(shí)，將錫膏滯留於孔壁的問題。較適用於0.65mmPitch以下的零件。

1/13/20233.雷射開口：孔壁的粗糙度及毛邊將影響脫模時(shí)，將錫膏滯留於孔壁的問題。較適用於0.65mmPitch以下的零件。

1/13/2023(B.1)選擇鋼版的幾個(gè)要素4.張力：將鋼版利用張網(wǎng)，張貼於框架上之張力是否足夠及平整。5.開口尺寸及形狀：精心規(guī)劃的開口形狀及尺寸控制，將有助於印刷後的銲接品質(zhì)。例如：空銲、短路、錫珠等問題的避免等。6.鋼版表面：適中的粗糙度將有助於錫膏在鋼版上有效的滾動(dòng)。1/13/2023〈2〉印刷材料(A)錫膏(Solderpaste)：大部分的流銲作業(yè)(Reflow)都是使用錫膏。錫膏是錫鉛顆粒為主的材料與助銲劑以一定的比例混合。當(dāng)加熱到錫鉛合金融點(diǎn)以上的溫度時(shí)，銲錫顆粒熔融而形成銲接點(diǎn)。

1/13/2023〈2〉印刷材料(B)膠材(adhesive)：主要是為配合波銲時(shí)使用，但也有為了防止零件於Reflow時(shí)游移，或取置機(jī)高速甩動(dòng)時(shí)固定用。分為印刷用及機(jī)器點(diǎn)膠等2大類，尚且因固化方式而有不同的材質(zhì)。

1/13/2023各種不同包裝方式的錫膏與膠材1/13/2023〈2〉印刷材料(C)刮刀(squeegee)：刮刀是印刷作業(yè)的執(zhí)行者，在鋼網(wǎng)版表面推動(dòng)印刷材料以滾動(dòng)擠壓的方式透過鋼網(wǎng)版的開口完成印刷作業(yè)。

1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素1.顆粒大小及形狀(particlesize＆shape)：顆粒越小及越圓則越適用於細(xì)間距的零件，但氧化的程度較高。1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素2.黏度(viscosity)：黏度的大小則決定了脫模時(shí)附著在PCBpad上的形狀及殘留量。太黏則會(huì)被較小的及粗糙的鋼版孔壁帶走而殘留，太稀則印在PCBpad上的錫膏易坍塌。1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素3.金屬含量(metalcontent)：決定了錫膏部分的黏稠度及Reflow後的銲接錫量。1/13/2023選擇錫膏的幾個(gè)要素4.助銲劑特性：通常分為水洗、溶劑清洗及免洗三種形式。5.金屬成分：決定了迴銲(Reflow)之溫度。以63%的錫及37%鉛而言。其Reflow之溫度為183℃。因此各種不同金屬成分的搭配將產(chǎn)生不同之熔融點(diǎn)及銲接後之合金強(qiáng)度、污染、導(dǎo)電性、可靠度…等特性。1/13/2023膠材的使用方式及要點(diǎn)

1.主要功能：以固化前後所必須要求的黏合強(qiáng)度，固定置放後之零件。不會(huì)因波銲、機(jī)器甩動(dòng)、Reflow時(shí)錫鉛內(nèi)聚等外力，使零件游離設(shè)定位置。2.膠材種類：固化之方式分為溫度固化及輻射固化二種?，F(xiàn)今均以溫度固化為主，以防止存放條件的變異，造成膠材提早固化而無法使用。1/13/20233.塗佈方式：分為機(jī)器點(diǎn)膠及印刷兩種。(1).機(jī)器點(diǎn)膠之功能主要在於可控制點(diǎn)膠之高度及用量。但受限於設(shè)備的點(diǎn)膠速度而影響產(chǎn)能。(2).印刷方式將對(duì)大面積多點(diǎn)數(shù)之受膠點(diǎn)有速度上之優(yōu)勢(shì)。但印膠之高度將因鋼/網(wǎng)版之厚度所限制，且會(huì)因非平面之受膠製程而無法運(yùn)用。膠材的使用方式及要點(diǎn)1/13/20234.包裝方式：將可依運(yùn)用方式分為筒裝、管裝及各設(shè)備專用小筒包裝等。若非專用包裝，需特別注意再分裝時(shí)之脫泡程度。1/13/2023選擇及使用刮刀的幾個(gè)要素1.刮刀硬度：以塑膠材料製成之刮刀，一般稱為軟性刮刀。在應(yīng)用上必須配合印刷材料的黏度來選擇硬度。例如黏度較高之印刷材料則必須以較高硬度之刮刀來使用。2.刮刀材質(zhì)：分為工程塑膠類之軟性刮刀及金屬材料之鋼刮刀。軟性刮刀是以硬度來決定材料的搭配，而鋼刮刀是以厚度及高度來決定其應(yīng)力。1/13/2023選擇及使用刮刀的幾個(gè)要素3.作業(yè)角度及形狀：印刷時(shí)必須搭配固定的角度，用以形成印刷材料的滾動(dòng)及擠壓作用。因此有以固定角度的形狀，或以調(diào)整刮刀應(yīng)用之方式?jīng)Q定作業(yè)時(shí)之角度。1/13/2023選擇及使用刮刀的幾個(gè)要素4.擠印頭：新式之印刷方式，是以擠印的方式進(jìn)行作業(yè)，可由擠印頭之精密開口配合均緩之壓力將印刷材料印於PCB上。1/13/2023選擇及使用刮刀的幾個(gè)要素4.擠印頭：新式之印刷方式，是以擠印的方式進(jìn)行作業(yè)，可由擠印頭之精密開口配合均緩之壓力將印刷材料印於PCB上。1/13/2023印刷方式1.手工印刷：是以人工握持刮刀執(zhí)行印刷之方式，僅適用於較不精準(zhǔn)的產(chǎn)品，於早期因設(shè)備投資成本較高時(shí)使用。2.半自動(dòng)印刷:離線式印刷設(shè)備，需由人工取放每一片印刷的PCB，機(jī)械定位的方式為主要類型。3.全自動(dòng)印刷:連線式作業(yè)，設(shè)備可自動(dòng)取送印刷PCB，並有視覺對(duì)位系統(tǒng)及印刷後之2D/3D之檢查功能。且在各項(xiàng)印刷參數(shù)上能有較多的選擇。更高級(jí)者尚具自動(dòng)架設(shè)鋼板…等功能。1/13/2023印刷方式3.全自動(dòng)印刷:連線式作業(yè)，設(shè)備可自動(dòng)取送印刷PCB，並有視覺對(duì)位系統(tǒng)及印刷後之2D/3D之檢查功能。且在各項(xiàng)印刷參數(shù)上能有較多的選擇。更高級(jí)者尚具自動(dòng)架設(shè)鋼板…等功能。1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷方式1/13/2023印刷參數(shù)1.刮刀壓力(Downpressure):主要作用在使網(wǎng)/鋼版與PCB緊密的結(jié)合，以取得較好的印刷結(jié)果。並確保網(wǎng)/鋼板表面之錫膏或膠材能刮的平整乾淨(jìng)。因此對(duì)壓力控制必須配合刮刀之特性、設(shè)備功能、角度…等取得一合適之壓力。以免壓力太大或太小造成之印刷不良現(xiàn)象。1/13/2023印刷參數(shù)1.刮刀壓力(Downpressure):主要作用在使網(wǎng)/鋼版與PCB緊密的結(jié)合，以取得較好的印刷結(jié)果。並確保網(wǎng)/鋼板表面之錫膏或膠材能刮的平整乾淨(jìng)。因此對(duì)壓力控制必須配合刮刀之特性、設(shè)備功能、角度…等取得一合適之壓力。以免壓力太大或太小造成之印刷不良現(xiàn)象。2.印刷速度(Traversespeed):理想狀況下是越慢越好，但會(huì)因此而影響到cycletime。因此在能夠保持錫膏正常滾動(dòng)的狀態(tài)下可將速度提高，並配合著壓力的調(diào)整。因速度快壓力小，反之速度慢壓力大。1/13/20233.印刷角度(Attackangle):角度大小將決定流入網(wǎng)/鋼板開口之壓力及錫膏量。1/13/20234.間隙(Snap-off):對(duì)網(wǎng)板而言，需要一固定的間隙使其回彈之力量將印刷材料留置於基板上。但以鋼板而言，則越平貼越好，以免厚度及印刷量上失去控制。1/13/2023印刷作業(yè)的幾個(gè)檢驗(yàn)重點(diǎn)1.精度:必須對(duì)準(zhǔn)PAD之中央並不得偏移，因偏移將造成對(duì)位不準(zhǔn)及錫珠零件偏移…等問題。2.解析度:印刷後之形狀必須為一近似豆腐塊的結(jié)構(gòu)以免和臨近的PADShort。3.印刷厚度:必須一致，才能控制每個(gè)焊點(diǎn)的品質(zhì)水準(zhǔn)4.檢驗(yàn)工具:A.可用放大鏡檢視印刷後之解析度及精度B.可用微量天秤量測同一PCB上之印刷材料總量C