無鉛環(huán)境下的焊錫膏印刷技術(shù)與品質(zhì)控制

無鉛環(huán)境下的焊錫膏印刷技術(shù)與品質(zhì)控制(史老師)課程介紹：

前言：焊膏印刷、元器件貼裝和再流焊工藝是SMT 組裝技術(shù)的三大主要工序，隨著元器件的小型化和足組裝工藝的無鉛化，焊膏印刷工藝也提出了新的要求。焊膏印刷是SMT環(huán)節(jié)第一個工序，大量數(shù)據(jù)顯示，60%以上的焊后缺陷都是由焊膏印刷造成的。
    伴隨電子產(chǎn)品向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，SOIC、QFP、CSP、BGA 和FC等器件得到大量應(yīng)用，這些對焊膏工藝及其印刷設(shè)備與技術(shù)提出了更高要求。要正確的使用焊膏，滿足細(xì)間距要求，做好印刷工藝管控，防止焊后缺陷的發(fā)生，就必須對其基本知識及工藝性要求有所了解和掌握，要做好整個錫膏印刷工藝，就需要對所有這些細(xì)節(jié)充分的了解以及其中的原理。這樣才能有效的做好焊錫膏印刷品質(zhì)與控制。

● 課程大綱：
第一講：焊膏印刷技術(shù)概述及前景展望
SMT技術(shù)起步于70年代，快速增長于80年代，穩(wěn)定發(fā)展于90年代，至今已逐步成熟。焊膏印刷、元器件貼裝和再流焊工藝是SMT組裝技術(shù)的三大主要工序，隨著元器件的小型化和足組裝工藝的無鉛化，焊膏印刷工藝也提出了新的要求。焊膏印刷是SMT環(huán)節(jié)第一個工序，大量數(shù)據(jù)顯示，60%以上的焊后缺陷都是由焊膏印刷造成的。還有報道表明各工序在產(chǎn)品缺陷中分布比率為焊膏印刷占64%，元件占6%，貼裝占15%，再流焊占15%。
本講從焊膏印刷的原始技術(shù)開始，一直到各種焊膏添加技術(shù)的種類和應(yīng)用范圍給學(xué)員一個整體的介紹。并指出焊膏印刷技術(shù)目前的定位和水平狀態(tài)。以及整體上如何來看和使用這個技術(shù)。主要內(nèi)容包括：
1）焊膏印刷技術(shù)的基本概述；
2）焊膏印刷工藝發(fā)展：模板成型技術(shù)
焊膏匹配性控
等待時間控制
刮刀材料選擇
印刷工藝參數(shù)設(shè)置
3）印刷設(shè)備新功能：系統(tǒng)可靠性
定位高精度
模板擦拭高效率
檢測系統(tǒng)高性能
焊膏噴射技術(shù)
4）特殊功能：通孔再流焊印刷工藝
印制板底部支撐工具
穩(wěn)定的壓力控制
階梯鋼網(wǎng)和開罩鋼網(wǎng)
人工適應(yīng)性控制（AAC）
制造缺陷分析（MDT）

第二講：焊膏技術(shù)
良好的焊膏印刷，需要對焊膏材料的特性有足夠的把握。焊膏配方由于需要照顧到多方面的技術(shù)需求和存儲問題，所以配方中材料含量種類多，比例的控制復(fù)雜，其帶給用戶的結(jié)果就是性能不一，各有千秋。
了解焊膏的特性是印刷中關(guān)鍵的工作之一。本講內(nèi)容主要是和學(xué)員分享焊膏的基本特性和各種重要的特性以及他們對工藝質(zhì)量的影響，協(xié)助客戶更好的選擇和控制使用。本講的主要內(nèi)容有：
1） 焊膏的組成；
2） 焊膏的性能要求；
焊膏金屬顆粒；
焊料顆粒的形狀；
焊膏金屬顆粒的大小對工藝的影響；
焊膏的粘性；
焊膏觸變性；
焊膏可印刷性；
焊膏保型性；
焊膏潤濕性；
焊球可控性；
焊膏工作壽命
3） 焊膏的故障問題；
4） 焊膏的包裝、儲存和使用管理。

第三講：無鉛焊膏的選擇
無鉛焊膏已完全取代了有鉛焊膏在電子制造行業(yè)中的地位，隨著無鉛的全面使用，同樣給焊膏印刷帶來了新的難題。有鉛轉(zhuǎn)無鉛，涉及兩個最大的材料難題那就是焊膏與元器件，如何選擇到合適的焊膏將決定電子產(chǎn)品未來的質(zhì)量，選擇之前必須做好有針對的評估，結(jié)合焊膏自身特性以及SMT制程。
1） 無鉛焊料合金體體系選擇；
SAC合金系
無鉛焊料合金顯微組織
無鉛焊料合金與鍍層兼容性
無鉛焊料合金超電勢
無鉛焊料合金性能評估
2） 無鉛焊膏用助焊劑的選擇
助焊劑的作用與組成：成膜劑，活性劑，溶劑，添加劑
助焊劑的分類：無機(jī)類助焊劑和有機(jī)類助焊劑
有機(jī)類酸系助焊劑和樹脂系助焊劑
水溶性助焊劑（WS/OA）
免清洗助焊劑（LR/NC）
助焊劑的性能及工藝評定：助焊劑性能要求
助焊劑性能評估
免清洗助焊劑工藝評估
助焊劑的選擇：普通助焊劑選擇
無鉛助焊劑選擇
3）無鉛焊膏的選擇與評估
選擇合金
選擇活性及清洗方式
選擇顆粒度及粘度等
根據(jù)不同產(chǎn)品功能和性能及可靠性要求選擇焊膏

第四講：焊膏印刷工藝
本講從工藝的角度分析焊膏印刷技術(shù)，包括印刷前的條件和準(zhǔn)備工作，印刷時各個工藝進(jìn)程的原理和關(guān)注點，以及操作應(yīng)用時要注意和控制的要點。有了良好的印刷機(jī)、焊膏和鋼網(wǎng)設(shè)計等后，如果不能夠正確的設(shè)置印刷的各種關(guān)鍵參數(shù)和進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，印刷質(zhì)量還是沒有保證。
本講和學(xué)員分享工藝上需要知道和注意的技術(shù)和管理點。本講內(nèi)容包括：
1） 焊膏印刷技術(shù)：絲網(wǎng)印刷技術(shù)；
模板印刷技術(shù)；
2） 模板印刷工藝；
3） 將焊膏壓入印刷模板開孔部：刮刀速度與刮刀角度的最佳設(shè)定
印刷壓力的最佳設(shè)定
4） 將焊膏移到基板焊盤的工藝：模板的最佳設(shè)計
脫模速度的最佳設(shè)定
5） 刮刀及模板要求：刮刀的種類和功能差異；
• 刮刀的重要特性（角度、硬度、尺寸等）；
• 各種刮刀特性對工藝質(zhì)量的影響；
•刮刀的材料和性能；
• 模板要求
6） 網(wǎng)框要求：鋼網(wǎng)的作用和性能
• 鋼網(wǎng)材料
• 鋼網(wǎng)厚度的考慮
• 鋼網(wǎng)開口尺寸
• 鋼網(wǎng)開口的外形考慮
• 鋼網(wǎng)做作技術(shù)和質(zhì)量的關(guān)系
• 鋼網(wǎng)的其他考慮
7） 焊膏液流學(xué)特性與印刷性：液流學(xué)特性
液流學(xué)特性與印刷性
8） 焊膏粒度和形狀選擇
9） 無鉛化對焊膏印刷工藝的影響：無鉛化對焊膏性能的影響
無鉛化對模板制作的影響
無鉛化對印刷參數(shù)的影響

第五講：焊膏工藝性要求及性能檢測方法
伴隨電子產(chǎn)品向短、小、輕、薄化方向發(fā)展，SOIC、QFP、CSP、BGA和FC等器件得到大量應(yīng)用，這對焊膏工藝性提出了更高要求。要正確的使用焊膏，滿足細(xì)間距要求，防止焊后缺陷的發(fā)生，就必須對其基本知識及工藝性要求有所了解和掌握，并嚴(yán)格控制焊膏的性能指標(biāo)才能達(dá)到最佳的生產(chǎn)效果。
本講主要內(nèi)容包括：
1） 細(xì)間距對焊膏工藝性要求：良好的印刷性
良好的保形性
良好的粘結(jié)性
少焊球性
良好的殘渣清洗性
良好的軟釬焊性
2）焊膏可焊性評價：擴(kuò)展試驗
擴(kuò)展面積法
擴(kuò)展率法（依據(jù)QQ-S-571E的4.7.7.22 ASTM-B-545）
接觸角法
潤濕平衡測量法（新月圖法）
三角形折合板法（T型法）
焊球法（潤濕時間測試）
3）焊膏工藝性評價：金屬含量測試（依據(jù)IPC-TM-650的2.2.20）、
劑含量測試
不揮發(fā)物含量測試
粘度測試
粘著力測試（依據(jù)IPC-TM-650的2.4.44）
工作壽命測試
潤濕性測試
焊球測試（依據(jù)IPC-TM-650的2.4.43）
塌陷性測試

第六講：焊膏印刷常見缺陷及防止措施
1）印刷不全
2）錫膏刮坑
3）印刷偏移
4）拖尾
5）錫膏橋連
6）拉尖
7）印刷污染
8）坍塌

第七講：錫膏應(yīng)用的新技術(shù)簡介
錫膏應(yīng)用的注射技術(shù)，雖然已經(jīng)有很久的歷史。但一直存在一些不理想的地方。最主要的是在錫膏量的控制精細(xì)度和應(yīng)用速度上。近年來業(yè)界發(fā)展出類似噴墨打印機(jī)技術(shù)的新錫膏應(yīng)用工藝和設(shè)備。在傳統(tǒng)的注射技術(shù)上提升了一個檔次。本講給學(xué)員們介紹這新技術(shù)的一些概念和價值。
主要內(nèi)容有：
1）錫膏印刷和注射存在的問題
2）錫膏噴射技術(shù)的原理
3）錫膏噴射技術(shù)的好處和限制
4）錫膏噴射可能扮演的角色

● 老師介紹:
史老師，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)。先后在《電子工藝技術(shù)》、《電子工業(yè)專用設(shè)備》、《中國電子商情SMT China》、《EPP》等期刊中發(fā)表學(xué)術(shù)文章近40余篇，參加國內(nèi)/國際SMT學(xué)術(shù)研討會、交流會70多次，受到行業(yè)人士的一致好評。
攻克 “波峰焊接工藝中氧化渣的形成及防止措施”、“再流焊工藝中‘曼哈頓’現(xiàn)象的形成及防止措施”、“如何合理使用氮氣提高品質(zhì)、降低成本”、“BGA器件焊接品質(zhì)控制措施”等等，并帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊，將經(jīng)驗與技術(shù)與海爾、美的、格力、比亞迪、TCL、萬利達(dá)、航盛、歐比特、奧拓、品冠等多家企業(yè)分享，得到了客戶一致好評。
首次較全面的使用“DOE”對波峰焊接中工藝參數(shù)對“焊接品質(zhì)”及“厚板通孔填充性”的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗分析，其結(jié)果對生產(chǎn)應(yīng)用起到了有效的指導(dǎo)作用，并獲得廣東省科技廳 的資助。 面對后金融危機(jī)時代，針對“如何降低企業(yè)生產(chǎn)制造成本”問題，基于技術(shù)采購、現(xiàn)場TPM管理、品質(zhì)控制、可靠性評估等方面，目前正著力于實踐

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