《表面组装技术及工艺管理》第3章：锡膏和锡膏印刷技术

第3章锡膏和锡膏印刷技术PCB上有许多组件引脚焊接点，称之为焊盘(PAD)。为

了让锡膏涂覆在特定的焊盘上,需要先制作一张与焊盘位置相对应的钢质钢板,安装于锡膏机上。透过监控固定基板PCB位置,确保钢板孔与PCB上的焊盘位置相同.定位完成后，锡膏机上的刮刀在钢网上来回移动，锡膏即透过钢板上的孔，覆盖在PCB的特定焊盘上(PAD)完成印刷的工作.2009/11/083Rev:1A1锡膏锡膏的化学组成、锡膏的分类、锡膏存放领用管理2钢板、底座钢板不好对SMT工艺影响、钢板开孔方式、锡膏印刷不良原因分析、钢板使用/储存规范、擦拭钢板方法及用途底座的种类34印刷机和印刷作业系统锡膏印刷过程、影响锡膏印刷机参数治工具的认识大(小)铲刀,刮刀,酒精罐,无尘纸,自动清洁纸,气枪,锡膏,钢网,底座,美纹胶,刮刀56机器设备认识机器按键功能详述与介绍操机人员作业规范生产主菜单认识、溶剂领用与添加方法、锡膏领用流程与锡膏搅拌、钢网领用流程、开线准备事项、更换钢网步骤开机至主画面步骤、手动清洁钢网的方法、擦拭纸安装方法、刮刀移至前,后方的步骤、产量清零步骤、

PCB送进送出步骤刮刀清洁步骤、交接执行事项、锡膏添加作业步骤、品质异常处理流程、常见故障排除、离岗注意事项、交接班该执行事项7组长每日确认项目当站指标长check项目注意事项(排除方式)1作业人员领用锡膏方法确认换线领用钢板时确认组印刷底座确认1.领用锡膏流程确认；2.退还空锡膏罐的确认；3.锡膏型号的确认21.钢板清洁度确认；2.钢板版本确认31.底座有无美纹胶带确认4添加锡膏确认1.锡膏量的确认；2.锡膏添加范围确认；3.锡加方法的确认5锡膏机设备的确认每1.锡膏机内温度确认；2.安全锁的确认；3.交接班时刮刀的确认；4.交接班时空调废水的确认6日机台自动操作过程中的问题，会自动停止，为避免产能的影响，确机台连接报警系统(包含了音和色)，并制定了不同的报警讯息，各自认代表不同意义项目红灯长亮:严重故障:通知工程检修；紧急开关被按下;排除方式:松开紧急开关.安全门开启;排除方式:关闭安全门.黄灯闪烁:加锡设定片数到达,处理方式：添加锡膏并将数量归零；换擦拭纸；待板绿灯或蓝灯闪烁:灯闪烁表示:待板.操作员或组长应发觉生产瓶颈发生于何处.錫膏焊锡膏(SolderingPlaster)，又称焊膏、锡膏，主要由合金粉末和助焊剂组成。它是SMT工艺中不可缺少的焊接材料，广泛用于再流焊中，常温下，由于锡膏具有一定的黏性，可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上，在倾斜度不是太大，也没有外力碰撞的情况下，一般元件是不会移动的。当锡膏加热到一定温度时，锡膏中的合金分粉末熔融再流动，液体焊料润湿元器件的焊端与PCB焊盘在焊接温度下，随着溶剂和部分增加剂挥发，于冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互相连接在一起，形成电气与机械相连接的焊点。锡膏的化学组成合金焊料粉助焊剂焊剂黏结剂活化剂溶剂触变剂组成使用的主要材料功能Sn-cu，Sn-cu-Ag等元器件和电路的机械和电气连接松香，合成树脂净化金属表面，提高焊料润湿性松香，松香脂，聚丁烯提供贴装元器件所需黏性，残留物之颜色，印刷能力，ICT测试能力，焊接能力，防止塌陷，粘滞力硬脂酸，盐酸，联氨，三乙醇胺净化金属表面甘油，乙二醇调节焊锡膏特性，防止塌陷，粘滞时间/钢网离开，粘度控制防止分散，防止塌边锡膏的分类根据焊接所需温度的不同，选择不同的锡膏。愈小愈均匀愈好且锡球愈圆愈好，对锡球滚动较有帮助)。按锡膏黏度分依据工艺不同进行选择。按清洗方式分根据焊接过程中所使用的焊剂、焊料成分来确定。电子产品的清方式分为有机溶剂清洗、水清洗、半水清洗和免清洗。6钢板S

n-0.按7按7C

u

4

0合0-1

2金0

0

k

c焊p2s2s2

7料分的熔点分按类型分制程类方型合式金焊料粘度形要狀要狀求(單位熔:直点徑℃u

mS

n4-030.

2

Ag-0.5

C

u球形K

CPS)点5

0胶S0n-3.5Ag

2

0球0形-400

k217

~

23178cp

s2

2

13

0Ag

4球0

0形-600

k网6

2板S5n

-

2

.

5

c2p2s1

~

220回流焊印刷锡膏过程中,印刷机温度必须控制在18℃~24℃,湿度40%~50%RH环境作业最好,不可用冷风或热风直接对着吹,温度超过26.6℃，会影响锡膏性能。如锡膏机内的温度于21℃时,印刷不好印(较不粘),但好脱模如锡膏机内的温度为25℃时,印刷好印（较粘），但脱模不易当打开锡膏罐使用后,一定要将盖子盖好,避免与空气接触导致助焊剂成份变质锡膏停留在钢板上不可超过1小时以上。锡膏不可使用2次拆封的锡膏使用时间不可超过8小时。回收、隔夜之锡膏最好不要用，新旧锡膏不得混合于同一容器中储存领用锡膏规则,必须按照先进先出的原则1.双击锡膏管制区电脑桌面快捷方式,选择线别（如：A）站别（GLUE），点击Enter进入输入使用者工号：在Model理选择“5PW”点击Getnew(Recover

Getnew)取出回温，在Scan中输入User

ID,在SN中输入锡膏的序号，在Line中输入线别在Chksn中输入Get out,即可OK，打印出序号2.生产线领用锡膏前需于搅拌机搅拌3~5分钟，具体数值需参考搅拌机转速等冰箱中取出后应在常保温下4H的回温锡膏未回溫至室溫前不可拆开锡膏瓶盖搅拌锡膏。锡膏回溫时间约为4~8小时(以自然回溫方式，不能用任何方式加温)。使用未回溫锡膏,锡膏会冷凝空气中的水气，造成塌陷、飞溅等问题。锡膏于0

~

10℃冰箱中冷藏锡膏库存储存时间不可超过6个月锡膏存放于冰箱中需给予每瓶锡膏一个流水序号，贴于瓶盖上。锡膏包装需检查,不可有破损，标签模糊不清。錫膏存放領用管理印刷机领用回温ME存放1.印刷在PCB上锡膏,30分钟内需完成回焊作业，超时需清洗。钢板钢板(stencils)，它是锡膏印刷的关键工具之一，用来定量分配锡膏量。钢板的种类：钢板的实物照片钢板种

制作时间

制作成本

板孔形狀类孔壁上锡性板雷射钢

快较貴

较粗糙

较差化学钢板慢

较便宜

较光滑

较佳钢板对SMT工艺缺陷影响孔壁粗糙度孔壁形状开孔尺寸开孔位置多孔或少孔印刷模板厚度锡珠、桥连锡珠、桥连、焊锡太多或太少锡珠、桥连、移位、墓碑、墓碑锡珠、桥连、移位、墓碑、焊锡太多或太少墓碑、元件错锡珠、桥连、焊锡太多或太少钢板开孔方式减少CHIP锡珠成功案例现象原因分析解决办法结果珠较多0603元件锡

■焊膏活性大■焊点温度上升太快修改印刷模板开口形状锡珠下降至600PPM以下UnderChip锡珠严重元件下焊膏过多修改印刷模板开口形状UnderChip锡珠基本杜绝1:1→缩小90%钢板开孔方式现象原因分析解决办法结果QFP连IC锡短路、空焊成功案例0.5Pitch

■

锡膏量多焊膏流动性较大修改印刷模板开口大小连锡现象减少80%QFP空焊锡膏润锡性不够修改印刷模板的QFP开口使用效果非常满意钢板开孔方式现象原因分析解决办法结果元件轻微

近温度上升速偏移

度不一致有些减CH少IP元■件移位焊成点功附案例修改印刷模板开口大小■热气流影响偏移现象减少70%以上RF盖RF盖钢板不良原因分析钢板的不良原因 可控制方法钢板使用、储存规范钢板擦拭作用钢板擦拭的重要性在SMT工艺中,钢板清洁成为复杂的多任务的必要工艺。SMT工艺缺陷的关键造成因素为钢网,对QFP、µFP影响较为明显。在执行印刷中要去除钢网下表面残留的锡膏,去除孔内残留的锡膏或胶水,去除钢板上FLUX残留物极其重要.清洁方法

擦拭作用

优点手动擦试

■

使用预浸过清洁剂的不起无尘布手

√

低成本钢板动擦试

√

安全易用一般用于钢板下表面缺点·擦拭不能作有效提用供持续清洁·

难以清洁孔内已干燥的锡膏·

易损坏钢板自动擦试自动印刷机中配有自动擦试功能，包括安全溶剂和无毛擦试纸擦拭频率决定于模板类型、元件间距、锡膏、PCB平面度等因素√留锡膏或助√对清除下表面残胶水极有帮效率高·

对孔内已干燥的锡膏或胶水作用不大√可在线操作√易于持续控制超声波清洗利用超声波在水溶性和半水溶性溶剂中搅拌，利用机械力和化学力清除污垢√果最佳清除孔内锡膏效·

难以避免污垢的再沉积■超声波频率40

KHz左右■工艺循环：超声波清洗，低压水喷洗，干燥·需要50

º

C或以上温度操作■常用清洁溶剂：酒精底座底座，它是锡膏印刷的关键工具之一，用来支撑PCB的平整度，以保证SMT的印刷品质。底座的种类：铝底座(量产)电木底座(试产)锡膏机印刷过程锡膏印刷的工作过程主要工序为:基板输入→基板定位→图像识别→锡膏印刷→基板输出PCB

SENSORPCB

STOP真空固定识别MARKZ轴上升刮刀下降移动Z轴下降完成印刷锡膏填充刮刀上升基板输入基板从上一站利用输送带传送到印刷机工作平台一般在基板与印刷钢板贴紧的基础来固定基本，常以锡压紧膏基板机一份的印方式刷进行过定位程基板定位图像识别为使基板在工作台面凖确定位，一般需设置二处以上的图像识别基准标记，用光学摄像对位。■CAMERA的两个镜头，分别识别stencil和PCB上的MARK,以识别的图像完全重合为基准,来完成定位精准度■可作锡膏覆盖率检查：用CAMERA的PCB镜头，设定覆盖率参数,不合格的机器会自动提示锡膏印刷钢板印刷工艺大致可分为二歩■第一是通过印刷刮刀的移动将焊膏向钢板转移的过程。■第二是基板和钢板开始分离的脱板过程。基板输出印刷完成后的基板在解除固定状态后向下一个工序输出。影响锡膏印刷机参数锡膏是触变流体,具有黏性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时，对锡膏产生一定的压力，推动锡膏在刮板前滚动，产生将锡膏注入网孔所需的压力。锡膏的黏性摩擦力使锡膏在刮板头钢板交接处产生切变，切变力使锡膏的黏性下降，有利于锡膏顺利地注入网孔。刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及锡膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此，只有正确的控制这些参数，才能保证锡膏印刷质量。影响锡膏印刷机参数钢板清洗印刷厚度脱板速度切入量刮刀硬度、材質刮刀采用鋼刮刀刮刀边缘应该锋利和直线锡膏的供给量印刷压力合适的压力应不超过25Kg刮刀压力低:造成遗漏和粗糙的边缘刮刀压力高或很软的刮刀将引起斑点状的(smeared)印刷，甚至可能损坏刮刀和模板或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏，引起焊锡圆角不够。刮刀角度角度标准45~60度,现用60度刮刀速度治工具的认识图片留锡膏用完后需清洁干净治工具名治称工具名称图片小大小铲刀(橡胶)用途:添用添用加于加锡清锡清膏洁膏及底及底座铲座铲,除,除P钢C

B板上的残Clamp,刮刀上的锡膏.注意:注意:用完后需清洁干净用完后需清洁干净酒精罐用橡途胶:刮刀用于途于途:清:清洁P

CB及清手除动需清清洁洗钢P网C

B上的锡膏注意:酒精用完必须盖好自无自无动尘动尘清纸清纸洁纸用途:钢手钢手网动网动自清自清动洁动洁清钢清钢洁网洁网注意:只依只依能产能产单线单线面产面产使能使能用定用定,义,义不数可量使擦用拭两.次23机器设备认识颜色状态说明红灯闪烁机器故障无法继续动作黄灯闪烁缺料或异常警告绿灯亮正常运作生产指示灯操作屏幕电源开关安全门紧急开关2009/11/08Rev:1A25START(开始)STOP（停止）UNLOCK解锁STEP(步进)LIGHT

ON（背光开）SELECT(选择)SERVO（伺服开关）操机人员作业规范-生产主菜单认识中英日文对照消除警报声返回上

一级菜单操作员界面工程师界面操作员执行项目此功能键目前未使用程式名称工程师执行项目2009/11/08Rev:1A27操机人员作业规范-溶剂领用与添加溶溶剂剂领领回回生生产产线线扭扭开开清清洁洁溶溶壶壶盖盖,,图图示示添添加加溶溶剂剂,,完完毕毕后后壶壶盖盖拧拧紧紧3以免洒漏1,至化学品放置管制区域2,领用需要使用溶剂类型3,填写”溶剂领用记录表”4.将剂将1加入清洁溶剂时注意问题点添加清洁溶剂时沿瓶壁缓缓注入加入清洁溶剂2扭开清洁溶剂壶盖452009/11/08Rev:1A28操机人员作业规范-锡膏搅拌方法必必须须依依膏膏号号,,取取出出..22..

SSttee搅搅11..将将22,,放放33,,将将44,,开开55,,按按(66,,搅搅搅拌锡膏步骤在Scan处输入*锡膏必须回温4H以上1,在Scan处输入:次的刷入操作员的工号,取出锡线别,面别,空的锡膏SN,否则无法p

8输入:Mill(搅拌)12009/11/08

Rev:1A拌时间为5分钟搅拌机盖子打开入锡膏(同时放入2罐500

g)搅拌机盖子盖好启操作面板右侧的电源开关(Run/Stop)键,开始搅拌2拌完毕,待马达运转完全停止发出提示音后,方可以打开盖子取出锡膏30操机人员作业规范-钢网领用流程第一步:点击Main

Menu菜单作业动作:❏点击S.F图标(Main

Menu菜单)❏位置:\\172.26.21.5\MainMenu第二步:输入线与站别作业动作:❏Line(线别)❏Station(站别)第三步:输入用户名与密码作业动作:❏User

Name(用户名)----Stencil(钢网)❏Pass

Word(密码)正确输入第四步:进入Stencil

Manage界面作业动作:❏Stencil

Manage(钢网维护系统)第五步:钢网注册S.F系统作业动作:❏治具室管理员将Stencil信息刷进S.F系统第六步:领用钢网至产线作业动作:❏清洁注册动作由治具室管理员完成❏产线只需提出申请领用即可❏请正确提供产线生产机种,版本,2009/11/08Rev:1A31第一步:进入维护界面第二步:进入维护菜单作业动作:❏点击”刮板上升,锡膏机完成刮板上升动作操机人员作业规范-更换钢网第三步:打开安全门作业动作:❏点击Stop,点击”维护”命令作业动作:❏将SERVO开关打至Off状态❏打开安全门,如图方向清理锡膏第四步:清理锡膏第五步:回收锡膏作业动作:❏铲刀将2边与中央正下方的残留锡膏回收锡膏罐第六步:解除钢板锁定开关作业动作:❏顺着箭头方向将锡膏铲至刮刀中央的正下方作业动作:❏将网板锁定开关打到ON的状态,网板框上压开关解锁2009/11/08Rev:1A32第七步:取出钢网第八步:放置钢网架作业动作:❏将取出钢网放置钢网架❏新钢网添加锡膏[见锡膏添加步骤]操机人员作业规范-更换钢网第九步:置换新钢网作业动作:❏水平取出钢网作业动作:❏将网摆放方式(垂直,平行)插入机器[确认钢网机种,版本,方向正确]第十步:确认钢网定位第十一步:CLAMP(固定)作业动作:❏确认钢网Z轴定位,将开关打到❏CLAMP(固定),关闭安全门第十二步:恢复生产作业动作:❏确认前面定位OK,图示箭头方位确认钢网后面定位OK作业动作:❏SERVO至ON,返回主生产画面,❏按UNLOCK+START生产固定返回上一级菜单2009/11/08Rev:1A33第一步:准备手动清洁作业动作:❏擦洗钢网的顺序为单一方向的由远及近,由左至右操机人员作业规范-手动清洁钢网作业动作:❏檫拭纸用酒精浸湿表面积的3/4作业动作:图示为钢网空残留锡膏未擦拭干净(需要全数清理干净)第四步:气枪清理第五步:檫拭作业(干无尘纸)作业动作:❏最后用干的擦拭纸将钢网正反面擦拭干净作业流程作业动作:□刮刀头上升□将钢板上残留锡膏铲到刮刀中间处集中□网板框上压开关解锁取出钢网□溶剂清洁钢网□气枪将开孔内残留锡膏吹干净□再次用干的无尘纸擦拭一遍□放回钢网,恢复生产作业动作:❏气枪垂直于钢网将开孔内锡膏清理干净(清洁装置异常时参考使用)第二步:溶剂檫拭作业(湿无尘纸）

第三步:不良现象2009/11/08Rev:1A34第十七步:固定擦拭纸2作业动作:❏将自动擦拭纸旋转放平固定，如图所示操机人员作业规范-擦拭纸安装方法第二十一步:打开SERVO作业动作:❏所有动作完毕,将SERVO开关打到ON状态;第十八步:安装完毕作业动作:❏将清洁纸机构部分轻推入机器,完成卡钩自动锁定第二十二步:恢复生产作业动作:❏再次开始生产时按[Unlock]后再按[START]作业动作:❏将清洁纸机构部分安全门关闭第二十三步:正常生产作业动作:❏机器恢复正常生产状态;第十九步:关闭安全门1

第二十步:关闭安全门2作业动作:❏如图示将安装好清洁纸中轴插入清洁机构螺栓内;擦拭纸安装流程作业动作:❏SERVO至OFF,打开机器❏拉出清洁纸机构部分❏取掉使用完毕清洁纸❏安装空卷桶至机器❏将新清洁纸装中轴与机器❏安装完毕关闭清洁机构部分❏关闭安全门,SERVO

on❏恢复正常生产2009/11/08Rev:1A37操机人员作业规范-刮刀移至前后1,回主菜单,点击”生产设定”2,进入菜单点击”刮板开闭”3,进入菜菜单单点点击击””刮刮板板位位置置变变更更””””刮刮板板退退避避””

44,,点击击””

““返返回回生生产产画画面面,,正正常常生生产产1234生产设定刮板开闭刮板退避刮板位置变更返回上一级菜单2009/11/08Rev:1A38操机人员作业规范-产量清零1,回主菜单,点击”生产信息”2,点击”复位””执行”3,点击””是是””

44..产量清清零零1234生产信息执行复位是返回上一级菜单391,回生产“主菜单”点击“生产设定”2,进入菜单,点击”搬送动作”操机人员作业规范-PCB送进送出3,进入菜菜单单,,点点击击””搬搬入入””

44,,1进入菜2

单,点击”搬出”34生产设定基板搬送搬入搬出2009/11/08Rev:1A40第一步:清理锡膏作业动作:❏回生产主菜单点击”生产设定”操机人员作业规范-刮刀清洁第二步:点击”生产设定”第三步:点击”刮板”开第四步:打开安全门作业动作:❏刮板开后,将SERVO打至OFF,打开安全门作业动作:❏按箭头方向用铲刀铲除刮刀上的锡膏作业动作:❏进入菜单点击”刮板”开第五步:拧松固定螺丝第六步:取出刮刀作业动作:❏水平右移刮刀(解锁)后,平行向外取出刮刀第七步:清洁刮刀头第八步:放置方式作业动作:❏刮刀口向下,清洁中会损坏刮刀片作业动作:❏按逆时针方向拧松刮刀固定螺纽作业动作:❏将刮刀成45度放在铺有抹布的工作台上前刮刀固定刮刀螺杆后刮刀固定刮刀螺杆45度刮刀口向下NG2009/11/08Rev:1A41第一步:循环停止第二步:打开机器门作业动作:❏将SERVO开关打到OFF状态,打开安全门操机人员作业规范-锡膏添加作业第三步:

回收锡膏

第四步:搅拌回收锡膏作业动作:❏用搅拌刮刀顺时针方向搅拌3~5次作业动作:❏生产中点击”循环停止”作业动作:❏铲刀将2边的残留锡膏回收锡膏罐第五步:禁止机器内搅拌第六步:添加锡膏作业动作:❏将锡膏均匀添加到刮刀正下方钢网上第七步:禁止直接添加第八步:禁止添加到钢网孔上作业动作:❏锡膏禁止直接添加到钢网孔上,影响印刷品质作业动作:❏回收锡膏搅拌作业禁止在SP60机器内进行作业动作:❏将刮刀成45度放在铺有抹布的工作台上2009/11/08Rev:1A44上线准备事项确认2009/11/08Rev:1A46交接事项-上线前2009/11/08Rev:1A47品质异常处理流程48Cover

open

stop(安全门打开报警):确认动作:❏确认各安全门是否关闭❏确认安全Key有无变形损坏❏确认进出口安全(4-6)Sensor表面是否有异物常见故障排除安全门打开PCB

transfer

fault(传板错误报警)确认动作:❏检查进出轨道是否有卡板现象❏用PCB确认轨道宽度❏确认传输轨道皮带是否有脱落或跑位现象传板错误U

axisinterlock

Error(轴联锁错误报警):确认动作:❏确认轨道宽度,检查PCB是否有变形❏确认底座是否安装到位,且表面是否有异物遮挡Sensor常见故障排除Cleaning

Unit

Link

Error(清扫装置连接错误)确认动作:❏检查清扫装置安装是否到位，将清扫装置连接挂钩打开重先安装后原点复归即可❏设备异常处理部分，个人无法解决该异常❏立即知会SMT工程确认分析