一、
在SMT印刷工藝中,刮刀的質量對印刷的品質有著重要的影響,刮刀按材料形狀有不同的分類。
刮刀的分類:
(1)常見的刮刀按材料可分為橡膠刮刀和金屬刮刀兩種,現在大多使用不銹鋼的金屬刮刀;按形狀可分為菱形刮刀和拖尾刮刀兩種,生產中大多使用拖尾型刮刀。
(2)菱形刮刀由截面大約10*10mm的正方形組成,由夾板夾住,形成兩面45°的角度,這種刮刀可以兩個方向工作,每個行程末都會跳過焊膏條,因此只要一個刮刀,可是,這樣很容易弄臟,因為焊膏會往上跑,其撓性不夠意味著不能貼扭曲變形的PCB,可能造成漏印區域,因此,菱形刮刀現在很少用了。
(3)拖尾型刮刀由截面為矩形的橡膠或金屬構成,夾板支持,需要兩個刮刀,一個印刷行程方向一個刮刀,無需跳過焊膏條,因焊膏就在兩個刮刀之間,每個行程的角度可以單獨決定,大約40mm刮刀是暴露的,而焊膏只向上走15~20mm,所以這種形式更干凈些。
(4)其實,刮刀的種類很多,后人對刮刀做了很多研究,做出了各種改進型刮刀,如防溢出型刮刀和節能型刮刀等。
刮刀的作用:
(1)在印刷時刮刀推動焊膏在前面滾動,使其流入模板孔內,然后刮去多余焊膏,在PCB焊盤上留下與模板一樣厚的焊膏。
二、刮刀有兩種形式:菱形和拖裙形,拖裙形分成聚乙烯或類似材料和金屬。
菱形:
(1)這種形式現在已很不普遍了,雖然還在使用,特別在美國和日本。它由截面為大約10mmx10mm的正方形組成,由夾板夾住,形成兩面45°的角度:
(2)這種刮刀可以兩個方向工作,每個行程末都會跳過錫膏條,因此只要一個刮刀??墒牵@樣很容易弄臟,因為錫膏會往上跑,而不是只停留在聚乙烯的很少的暴露部分。其撓性不夠意味著不能貼合扭曲變形的PCB,可能造成漏印區域,不可調節。
拖裙形:
(1)這種形式很普遍,由截面為矩形的聚乙烯構成,夾板支持,需要兩個刮刀, 一個絲印行程方向一個刮刀。無需跳過錫膏條,因錫膏就在兩個刮刀之間,每個行程的角度可以單獨決定。
(2)大約40mm刮刀是暴露的,而錫膏只向上走15~20mm,所以這種形式更干凈些。刮刀是按硬度范圍和顏色代號來區分的,例如:60~65shore very soft 紅 色 70~75shore soft 綠 色 80~85shore hard 藍 色 90 + shore very hard 白
(3)使用之前,刮刀須調節,使其導向邊成直線并平行,先檢查其邊是否成直線,如果不,調節夾板的固定螺絲。
刮刀作用:
(1)和金屬模板比較來看,刮刀的動力學要求對乳膠絲網是不同的。在乳膠絲網上,刮刀需要推動其前面的錫膏,將錫膏泵壓通過絲網而印到絲印區域,要到達這種作用需使用一種軟的刮刀(70~75shore,綠色),其自身在與絲網接觸的地方發生變形。
(2)甚至可用更軟的刮刀(60~65shore,紅色)來在厚的混合陶瓷基底上絲印油墨。使用金屬模板時,刮刀將錫膏在前面滾動,無須泵作用即可流入絲孔內,然后刮去多余錫膏,在PCB焊盤上留下與模板一樣厚的錫膏。不需要也不指望刮刀的變形,因此可以使用較硬的(即:80~85shore,藍 色)或金屬的刮刀。 刮刀硬度與壓力必須協調,如果壓力太小,刮刀將刮不干凈模板上的錫膏,如果壓力太大,或刮板太軟,那么刮板將沉入模板上較大的孔內將錫膏挖出
(3)壓力的經驗公式在金屬模板上使用藍色刮板,為了得到正確的壓力,開始時在每50mm的刮板長度上施加1kg壓力,例如300mm的刮板施加6kg的壓力,逐步減少壓力直到錫膏開始留在模板上刮不干凈,然后再增加1kg壓力。在錫膏刮不干凈開始到刮板沉入絲孔內挖出錫膏之間,應該有1~2kg的可接受范圍都可以到達好的絲印效果。
金屬刮板:
(1)在控制較好的情況下,利用聚乙烯刮板可以達到非常好的效果,而金屬刮板在生產中也是很好的,同時可解決一些聚乙烯所產生的問題。但記住,它不適用于乳膠絲網,因為會造成過度的磨損,并且沒有泵錫膏的作用。由金屬刀片固定于支架組成,大約40mm的伸出。不象聚乙烯刀片,它有很直的邊線,使用前無須調整。相對于聚乙烯的大約3~9個月壽命來說,其壽命是無限的。雖然整個刀片有短暫的柔性來接納變形翹起的PCB,但其邊不退讓和變形沉入絲孔的事實使它具有其幾個優點,不管絲孔的大小如何,較大范圍的壓力(即:4~15kg)都可得到好的絲印效果。6thou的模板決定了絲印厚度也是6thou,這就避免了因操作員和其它條件的不同而產生的變化。可靠的絲印厚度是特別重要的,因為表面貼附元件的同平面度允許誤差是4thou,所以絲印厚度至少必須是5thou。
(2) 由于金屬模板和金屬刮板絲印出的錫膏很飽滿,一些使用者發現當他們轉換時,得到的絲印厚度太厚。這個可以通過減少模板的厚度的方法來糾正,但最好是減少(“微調”)絲孔的長和寬10%,以減少焊盤上錫膏的面積。這樣就意味著焊盤的定位變得不很重要了,模板與焊盤之間的框架密封得到改善,減少了錫膏在模板底和PCB之間的“炸開”。絲印模板底面的清潔次數由每5或10次絲印清潔一次減少到每50次絲印清潔一次。
模板與絲印后PCB的分開
(1)絲印完后,PCB與絲印模板分開,將錫膏留在PCB上而不是絲印孔內。對于最細密絲印孔來說,模板的厚度很重要,因為絲孔的孔壁相對于焊盤面積變得很重要,錫膏可能會更容易粘附在孔壁上而不是焊盤上。
(2)焊盤面積=wxd絲孔內壁面積=2(wxh)+2(dxh)
(3)焊盤面積的經驗公式,盡可能不小于孔內壁的面積。例如:
(4) PCB上最密引腳間隔是25thou,因此最小的焊盤寬度為12.5thou或3mm,乘以比如說2mm的長度,模板為6thou(0.15mm)厚度。 焊盤面積=0.3mmx2mm=0.6mm2
(5)絲孔內壁面積=2x(0.15mmx0.3mm)+2x(0.15mmx2mm)=0.69mm2 將模板厚度減少為4thou(0.1mm)可將情況得到改善。 絲孔內壁面積=2x(0.10mmx0.3mm)+2x(0.1mmx2mm)=0.46mm2
不過,有兩個因素是有利的,第一,焊盤是一個連續的面積,而絲孔內壁大多數情況分為四面,有助于釋放錫膏;第二,重力和與焊盤的粘附力一起,在絲印和分離所花的2~6秒時間內,將錫膏拉出絲孔粘著于PCB上。為最大發揮這種有利的作用,可將分離延時,開始時PCB分開較慢。很多機器允許絲印后的延時,工作臺下落的頭2~3mm行程速度可調慢。
絲印速度:
(1)絲印期間,刮板在絲印模板上的行進速度是很重要的,因為錫膏需要時間來滾動和流入絲孔內。如果允許時間不夠,那么在刮板的行進方向,錫膏在焊盤上將不平。當速度低到每秒20mm時,刮板可能在少于幾十毫秒的時間內刮過小的絲孔
山西英特麗電子科技有限公司(簡稱SIT)成立于2021年,坐落于中國素有“三晉門戶、太行首沖”美譽之稱的千年古城晉城市經濟開發區(距離鄭州1H左右車程);現有32000平方米的廠房面積,28條SMT產線,8條插件線,4條波峰焊線,8條組裝線,4條包裝線,總投資10個億,配備先進完善的數字化管理體系,其中包括ERP、MES、WMS智能軟件管理系統;并正在取得IS09001、ISO14000、IATF16949、ISO13485等國際認證;SIT致力于打造工業4.0智慧工廠,是山西省最大的EMS電子產品智能制造工廠之一。
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