無鉛環(huán)境下的焊錫膏印刷技術與品質控制

無鉛環(huán)境下的焊錫膏印刷技術與品質控制(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，大量數據顯示，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等器件得到大量應用，這些對焊膏工藝及其印刷設備與技術提出了更高要求。要正確的使用焊膏，滿足細間距要求，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與控制。

● 課程大綱：
第一講：焊膏印刷技術概述及前景展望
SMT技術起步于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，大量數據顯示，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開始，一直到各種焊膏添加技術的種類和應用范圍給學員一個整體的介紹。并指出焊膏印刷技術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。主要內容包括：
1）焊膏印刷技術的基本概述；
2）焊膏印刷工藝發(fā)展：模板成型技術
焊膏匹配性控
等待時間控制
刮刀材料選擇
印刷工藝參數設置
3）印刷設備新功能：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
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
階梯鋼網和開罩鋼網
人工適應性控制（AAC）
制造缺陷分析（MDT）

第二講：焊膏技術
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，比例的控制復雜，其帶給用戶的結果就是性能不一，各有千秋。
了解焊膏的特性是印刷中關鍵的工作之一。本講內容主要是和學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量的影響，協助客戶更好的選擇和控制使用。本講的主要內容有：
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品未來的質量，選擇之前必須做好有針對的評估，結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：無機類助焊劑和有機類助焊劑
有機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
根據不同產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，包括印刷前的條件和準備工作，印刷時各個工藝進程的原理和關注點，以及操作應用時要注意和控制的要點。有了良好的印刷機、焊膏和鋼網設計等后，如果不能夠正確的設置印刷的各種關鍵參數和進行適當的調整，印刷質量還是沒有保證。
本講和學員分享工藝上需要知道和注意的技術和管理點。本講內容包括：
1） 焊膏印刷技術：絲網印刷技術；
模板印刷技術；
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定
印刷壓力的最佳設定
4） 將焊膏移到基板焊盤的工藝：模板的最佳設計
脫模速度的最佳設定
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量的影響；
•刮刀的材料和性能；
• 模板要求
6） 網框要求：鋼網的作用和性能
• 鋼網材料
• 鋼網厚度的考慮
• 鋼網開口尺寸
• 鋼網開口的外形考慮
• 鋼網做作技術和質量的關系
• 鋼網的其他考慮
7） 焊膏液流學特性與印刷性：液流學特性
液流學特性與印刷性
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，并嚴格控制焊膏的性能指標才能達到最佳的生產效果。
本講主要內容包括：
1） 細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：擴展試驗
擴展面積法
擴展率法（依據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IPC-TM-650的2.4.44）
工作壽命測試
潤濕性測試
焊球測試（依據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：錫膏應用的新技術簡介
錫膏應用的注射技術，雖然已經有很久的歷史。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度和應用速度上。近年來業(yè)界發(fā)展出類似噴墨打印機技術的新錫膏應用工藝和設備。在傳統(tǒng)的注射技術上提升了一個檔次。本講給學員們介紹這新技術的一些概念和價值。
主要內容有：
1）錫膏印刷和注射存在的問題
2）錫膏噴射技術的原理
3）錫膏噴射技術的好處和限制
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。先后在《電子工藝技術》、《電子工業(yè)專用設備》、《中國電子商情SMT China》、《EPP》等期刊中發(fā)表學術文章近40余篇，參加國內/國際SMT學術研討會、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’現象的形成及防止措施”、“如何合理使用氮氣提高品質、降低成本”、“BGA器件焊接品質控制措施”等等，并帶領技術團隊，將經驗與技術與海爾、美的、格力、比亞迪、TCL、萬利達、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對“焊接品質”及“厚板通孔填充性”的影響進行了系統(tǒng)的實驗分析，其結果對生產應用起到了有效的指導作用，并獲得廣東省科技廳 的資助。 面對后金融危機時代，針對“如何降低企業(yè)生產制造成本”問題，基于技術采購、現場TPM管理、品質控制、可靠性評估等方面，目前正著力于實踐

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