第四步:印刷
焊膏印刷工艺包括一系列相互关联的变量,但是为了达到预期的印刷质量,印刷机起着决定性的作用。对于一个应用,最好的办法是选择一台符合具体要求的丝网印刷机。
在手动或者半自动印刷机中,是通过手工用刮刀把焊膏放到模板/丝网的一端。自动印刷机会自动地涂布焊膏。在接触式印刷过程中,电路板和模板在印刷过程中保持接触,当刮刀在模板上走过时,电路板和模板是没有分开的。
在非接触式印刷过程中,丝网在刮刀走过之后剥离或者脱离电路板,在焊膏涂布完了之后回到最初的位置。网板与电路板的距离和刮刀压力是两个与设备有关的重要变量。
刮刀磨损、压力和硬度决定了印刷质量。它的边缘应当锋利而且是直的。刮刀的压力较低,这会造成印刷遗漏和边缘粗糙;而刮刀的压力高或者刮刀软,印刷到焊盘上的焊膏会模糊不清,而且可能会损坏刮刀、模板或者丝网。
双倍厚度的模板可以把适当数量的焊膏加到微间距组件焊盘和标准焊表面安装组件焊盘。这要用橡皮刮刀迫使焊膏进入模板上的小孔。使用金属刮刀可以防止焊膏体积出现变化,但是需要修改模板上孔的设计,避免把过多的焊膏涂在微间距焊盘上。模板孔的宽度与厚度之比最好是1:1.5,这样可以防止出现堵塞。
化学蚀刻模板:可以用化学蚀刻在金属模板和柔性金属模板的两侧进行蚀刻。在这个工艺中,蚀刻是在规定的方向上(纵向和横向)进行。这些模板的壁可能并不平整,需要电解抛光。
激光切割模板:这种削切工艺会生成一个模板,它直接使用G e r b e r文件产生激光。我们可以调整文件中的数据来改变模板的尺寸。
电铸成型的模板:这是附加工艺,它把镍沉积到铜基板上,形成小孔。在铜箔上形成一层光敏干薄膜。在显影后,得到底片。只有模板上的小孔会被光阻剂所覆盖。光阻剂四周的镍电镀层会增加,直至形成模板。在达到预定的厚度后,再把光阻剂从小孔中除去,电铸成型的镍箔与铜基板分离,然后再把铜基板拿开。
要想得到最理想的印刷效果,需要把正确的焊膏材料、工具和工艺妥善地结合起来。最好的焊膏、设备和使用方法还不能保证得到最理想的印刷效果。用户还必须控制好设备的变化。
第五步:粘合剂/环氧化树脂与点胶技术
环氧化树脂粘合剂的涂敷能力好、胶点的形状和尺寸一致、湿润性和固化强度高、固化快、有柔性,而且能够抗冲击。它们还适合高速涂敷非常小的胶点,在固化后电路板的电气特性良好。粘接强度是粘合剂性能中最重要的参数。组件和印刷电路板的粘接度,胶点的形状和大小,以及固化程度,这些因素将决定粘接强度。
流变性会影响环氧化树脂点的形成,以及它的形状和尺寸。为了保证胶点的形状合乎要求,粘合剂必须具有触变性,意思是粘合剂在搅动时会越来越稀薄,而在静止时则越来越稠。在建立可重复使用的粘合剂涂敷系统时,最重要的一点是如何把各种正确的流变特性结合起来。
粘合剂是按照电气、化学或者固化特性,以及它的物理特性分类。导电性粘合剂和非导电性粘合剂用在表面安装上。
自动涂敷系统的适用范围很广,从简单的涂布胶水到要求严格的材料涂布,例如,涂布焊膏、表面安装粘合剂(SMA)、密封剂和底部填充胶。
注射式点胶机可以用手动或者气动的办法控制。由注射技术发展而来的产品,具有精确、可重复和稳定的特点。目前有几种不同类型的阀适合注射点胶机,包括扣管点胶笔,还有隔膜、喷雾、针、滑阀和旋转阀。针在台式涂敷设备中也是一个重要的组件。精确涂敷需要使用金属涂敷针。
针的直径在0.1mm到1.6mm之间,当然,还有其他规格的针可供选择。喷涂技术非常适合对速度、精度要求更高或者要求对材料贴装进行控制的应用。它的主要适用范围包括,芯片级封装(CSP)、倒装芯片、不流动和预先涂布的底部填充胶,以及传统的导电粘合剂和表面安装粘合剂。喷涂技术使用机械组件、压电组件或者电阻组件迫使材料从喷嘴里射出去。
材料涂敷决定最终产品的成败。充分了解并选出最理想的材料、点胶机和移动的组合,是决定产品成败的关键。