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丝网印刷技术. 丝网印刷原理. 1) 刮板前方的锡膏沿刮板前进方向作顺时针走向滚动; 2 )丝网与 PCB 表面必须隔开一小段距离; 3 )丝网从接触到脱开 PCB 表面的过程,锡膏从网孔传递到 PCB 表面上。. 漏模板印刷的特征是: ( 1 )刮板前方的焊膏沿刮板前进方向作顺时针走向滚动; ( 2 ) 漏模板 脱开 PCB 表面的过程中,焊膏从网孔传递到 PCB 表面上。.
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丝网印刷原理 • 1) 刮板前方的锡膏沿刮板前进方向作顺时针走向滚动; • 2)丝网与PCB表面必须隔开一小段距离; • 3)丝网从接触到脱开PCB表面的过程,锡膏从网孔传递到PCB表面上。
漏模板印刷的特征是: • (1)刮板前方的焊膏沿刮板前进方向作顺时针走向滚动; • (2)漏模板脱开PCB表面的过程中,焊膏从网孔传递到PCB表面上。
丝网印刷技术包括丝网制板技术和印刷技术。在SMT焊膏的丝网印刷中,对丝网和印刷工艺都有很高的要求。如要求丝网的尺寸精度高、稳定性好、分辨率高,印刷过程可靠性好等。为此,丝网制板技术是丝网印刷中的关键技术,网板也是丝网印刷机的关键部件。丝网印刷技术包括丝网制板技术和印刷技术。在SMT焊膏的丝网印刷中,对丝网和印刷工艺都有很高的要求。如要求丝网的尺寸精度高、稳定性好、分辨率高,印刷过程可靠性好等。为此,丝网制板技术是丝网印刷中的关键技术,网板也是丝网印刷机的关键部件。
1、丝网制板技术 网板由网框、丝网和掩膜图形构成。掩膜图形用适当的方法制作在丝网上,丝网绷在网框上。 (1)网框及其选择 网框的作用是支撑和绷紧丝网,有不同的制作材料和不同的种类,可据实际情况选择。 ① 网框材料。网框材料有木材、阳极化处理的铝合金和不锈钢等。② 网框尺寸。网框内尺寸应比印刷图形大。
③网框种类。 • 根据绷网方式不同,网框可分为固定式网框和自绷式网框两大类。固定式网框是采用绷紧嵌入固定或采用粘接剂固定法把丝网固定到网框上。SMT中一般采用粘接剂固定法,它是借助于绷网机把丝网拉到一定的张力后,用粘接剂将其粘到网框上,待干燥后备用。自绷式网框是将丝网直接绷到网框上,丝网绷紧装置和网框构成一个整体,借助于“螺丝调节”或“棍式框架”自张绷网。网框的选择除了考虑材质、尺寸和种类之外,还要考虑均匀地绷紧丝网的能力、网框的重量和网框的挠性等因素。
丝网及其选择 丝网是支撑掩膜图形和控制焊膏印刷量的重要工具,它直接影响焊膏印刷的精度和质量。 ① 丝网材料。丝网材料有真丝、尼龙丝、聚酯丝和不锈钢丝等,可用于SMT焊膏印刷的是聚酯丝和不锈钢丝,这主要是由于其尺寸稳定性能满足要求 。
② 丝网结构和种类。丝网可根据材质、结构、纤维粗细和目数分类。按材质可分为不锈钢网、尼龙网、聚酯网等。按结构可分为平纹和斜纹两种,其中平纹丝网最薄。按网的目数可分为低网目数(低于200目),中网目数(低于300目),高网目数(300目以上);按纤维粗细和厚度分为薄型和厚型。为了满足不同的应用,丝网种类还有:有色丝网,金属聚酯网,轧光加工丝网和防静电丝网等。各种不同材质的丝网常用以下代号:尼龙单丝丝网N—NO;聚脂丝网—单丝高网目丝网T—NO;厚丝网T—N;薄丝网TP;不锈钢丝网NO。
丝网厚度有六种规格,其代号为: • S(薄型):表示丝径细而薄,丝孔较大;M(中间型):介于S和T之间;T(厚型):表示厚型,印制板采用;H(半重载型):线径较粗,丝网较厚;HD(重载型):线径粗厚;SHD(超重载型):线径最粗,丝网最厚。
丝网的选择 焊膏的沉积、流动性和焊膏图形的分辨率与丝网的目数、开孔尺寸、丝网直径和开孔面积有关,而丝网的强度、耐久性、回弹性、耐腐蚀性是由丝网材质本身性能决定。选择丝网必须综合考虑这些因素。丝网的选择还必须考虑分辨率和焊膏适用性两个重要因素。 分辨率是指丝网可印线条粗细的能力。一定目数的丝网有一定可印最细线条的极限,即“2D+O”,其中,D是丝网的线径,O是开孔大小。这是由于丝网制板时,掩膜必须放在至少由两根丝桥接组成的网目上,否则无法制成掩膜板。
为此,选择丝网时首先要分析PCB的线宽、线间距、最小焊盘尺寸和最小孔径等设计参数,并进行计算。为此,选择丝网时首先要分析PCB的线宽、线间距、最小焊盘尺寸和最小孔径等设计参数,并进行计算。
焊膏适用性是指选用的丝网目数必须与所用焊膏的平均焊料合金粒度相匹配。一般丝网的开孔应是焊料合金颗粒平均粒度的3倍。焊膏适用性是指选用的丝网目数必须与所用焊膏的平均焊料合金粒度相匹配。一般丝网的开孔应是焊料合金颗粒平均粒度的3倍。
绷网工艺 将丝网绷紧到一定的张力后固定在网框上称为绷网。它是丝网制板和确保印刷焊膏可靠性的关键工艺。 丝网的拉伸特性和控制丝网的张力是绷网操作时应特别注意的问题。 丝网尺寸的稳定性具有随着重复绷网、印刷和回弹使内应力逐渐消失而提高的特点。为了使新丝网绷在网框上后具有稳定的尺寸,在固定前应进行消除内应力的稳定化处理,以便保持最终要求的张力。其处理方法一般是根据丝网的直径和目数不同,静置1小时至数小时。
丝网具有拉伸特性,绷网时必须正确控制丝网张力。张力过大或过小,将造成网框扭曲或丝网不平直,导致网板不能精确地再现原图形。绷网操作可采用条形夹头和机械条形夹头调节等方法,以及采取预设张力、四角留松弛余量和分步给压等措施控制丝网张力,也可采用自动张力控制系统。采用后者,可获得大面积张力均匀的网板。丝网具有拉伸特性,绷网时必须正确控制丝网张力。张力过大或过小,将造成网框扭曲或丝网不平直,导致网板不能精确地再现原图形。绷网操作可采用条形夹头和机械条形夹头调节等方法,以及采取预设张力、四角留松弛余量和分步给压等措施控制丝网张力,也可采用自动张力控制系统。采用后者,可获得大面积张力均匀的网板。
感光制板工艺 在绷好的网板上,制成供印刷用的精确掩膜图形称为感光制板,它是丝网制板的最后一道工序。掩膜图形的好坏直接影响焊膏的印刷质量和焊接可靠性,必须严格控制其工艺条件。感光制板的主要工艺步骤是: ① 丝网准备。② 感光乳剂敷涂。③ 曝光。④ 显影和冲洗。 ⑤ 最终检查与贮存。
丝网印刷工艺 • 采用丝网印刷技术将焊膏涂敷在PCB上的印刷工艺过程如图4-15所示,一般需借助丝网印刷机完成这个印刷过程。丝网印刷机分成手动、半自动和全自动三种类型,组成SMT生产线均采用全自动丝印机,它可以自动完成 PCB上板、对准、印刷、下板等作业,工艺操作人员的任务主要是设定和调节工艺参数、添加焊膏等。
丝网印刷机主要有基板夹持机构(工作台)、机架、视觉对位系统、网板、刮板组件和驱动系统等部分组成。丝网印刷机主要有基板夹持机构(工作台)、机架、视觉对位系统、网板、刮板组件和驱动系统等部分组成。 (1)基板夹持。基板夹持机构用来夹持PCB,使之处于适当的印刷位置。在手动和半自动丝印机上常采用定位销和四角平面压力敏感带夹持PCB。自动丝印机上常采用带有橡胶真空吸盘的工作台,它能平整地吸住PCB防止其印刷时弯曲。
(2)视觉对位。采用视觉对位系统精度高、速度快,能满足PCB定位精确要求。自动丝印机一般利用示教标号与实际标号在计算机显示器上的颜色不同进行调节,使两种颜色的标号图形重合进行PCB定位。(2)视觉对位。采用视觉对位系统精度高、速度快,能满足PCB定位精确要求。自动丝印机一般利用示教标号与实际标号在计算机显示器上的颜色不同进行调节,使两种颜色的标号图形重合进行PCB定位。 • (3)网板和模板。 • (4)刮板组件及其驱动,刮板组件是丝印机上最复杂的运动机构,它由刮板叶片和夹持把、速度、压力控制器,以及溢流叶片等组成。印刷时刮板组件完成下列功能:
① 用溢流棒或溢流叶片使焊膏在整个丝网面积上扩展成为均匀的一层。这个程序叫溢流行程。模板印刷因无丝网横跨开口,不需要采用溢流行程。 ② 刮板叶片按压丝网瞬间,使丝网与PCB接触。 ③ 刮板叶片从丝网或模板上移去多余的焊膏,同时使焊膏充满丝网开孔和模板开口。当丝网或模板脱开PCB时,在PCB上相应于掩膜图形或模板图形处留下适当厚度的焊膏。这个程序叫印刷行程。
刮板叶片是一种用聚氨基甲酸脂制成的弹性体,它必须具有高摩擦阻力和耐溶剂清洗的性能,它的硬度是影响焊膏印刷质量的重要因素。在印刷焊膏时,叶片的肖氏硬度范围为60~90。丝网印刷要求的硬度较低,模板漏印时要求的硬度较高。叶片连接在夹持把上要完全平整,否则它与丝网和模板接触不齐,会导致叶片在长度上的压力不均匀,引起不规则的印刷,使印刷的焊膏模糊不清,分辨率差,焊膏厚度不均匀或出现无焊膏区域。刮板叶片是一种用聚氨基甲酸脂制成的弹性体,它必须具有高摩擦阻力和耐溶剂清洗的性能,它的硬度是影响焊膏印刷质量的重要因素。在印刷焊膏时,叶片的肖氏硬度范围为60~90。丝网印刷要求的硬度较低,模板漏印时要求的硬度较高。叶片连接在夹持把上要完全平整,否则它与丝网和模板接触不齐,会导致叶片在长度上的压力不均匀,引起不规则的印刷,使印刷的焊膏模糊不清,分辨率差,焊膏厚度不均匀或出现无焊膏区域。
(5)刮刀速度和压力。刮刀速度和压力是丝网印刷工艺中需调节的重要参数。(5)刮刀速度和压力。刮刀速度和压力是丝网印刷工艺中需调节的重要参数。 ① 刮刀速度。印刷时,刮板与丝网或模板直接接触、并以一定速度横刮移过丝网或模板。刮板的移动速度直接影响印刷焊膏层的质量和厚度,要求刮板刮移过丝网或模板时速度恒定,无不适当的加、减速。 ② 刮刀压刀。刮板压力过大,会引起丝网或模板和叶片不必要的磨损,并导致丝网或模板很快变形。压力过小,则可能达不到印刷效果。为此应有合适的刮刀压刀。 ③ 溢流叶片速度和压力。在溢流行程时,溢流叶片的速度和压力要适当,速度太慢和压力太大时,会使它与丝网接触并出现印刷效果,这种情况应予防止。