基于无铅SMT焊膏印刷参数优化控制研究

论文摘要

目前,为了环保的目的,欧洲已确立了《报废电子电气设备指令》和《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》的两项法规,并于2006年7月1日实施。铅是法规中不允许使用的物质。与此对应,国际上各电子产品生产厂家正积极致力于自己的产品向无铅化生产的转变。无铅SMT制程是以模板印刷、表面贴装元件置放、回流焊或波峰焊为主要步骤。其中模板印刷制程在生产线中扮演第一个重要的步骤,印刷后若锡膏量不足,焊点将可能发生空焊,而若锡膏量过多,则可能发生桥接现象而产生短路。一般而言,影响模板印刷制程中锡膏厚度的参数包括模板厚度、模板开孔尺寸及形状、刮刀材质、刮刀压力与角度、印刷速度、脱模速度、擦拭频率、锡膏种类与模板印刷时所处的环境温度、湿度等诸多因素。本研究以JMP数理统计软件为分析工具,进行模板印刷制程的参数优化设计,取得的主要研究成果如下:分析和对比了有铅/无铅锡膏成份、特点及对产品性能和生产工艺的不同影响。分析了印刷参数对模板印刷制程的影响,并找出各印刷参数设置的工艺窗口。设计了“锡膏可印性比较实验”、“印刷参数影响比较实验”和“印刷结果观测数字化实验”方法,并找出丝网/模板印刷工艺无铅化生产的最优化工作参数。本文中所使用的实验方法,也适用于其它不同品牌无铅锡膏的选择评价及相应工艺参数调整、优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 无铅 SMT概述
• 1.1 无铅化的原因
• 1.2 电子行业无铅化现状
• 1.3 无铅 SMT所带来的改变
• 1.3.1 印刷电路板（Print Circuit Board，PCB）无铅化
• 1.3.2 元器件的无铅化
• 1.3.3 无铅焊接材料
• 1.3.4 无铅化对SMT生产影响
• 1.4 无铅 SMT制程简介
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 模板印刷制程影响因素
• 2.1 引言
• 2.2 模板印刷工艺流程
• 2.3 影响模板印刷制程参数
• 2.4 影响焊膏印刷制程因素分析
• 2.4.1 焊膏特性
• 2.4.2 模板
• 2.4.3 印刷参数
• 2.4.4 作业工序
• 2.5 无铅化对模板印刷工艺的影响分析
• 2.5.1 无铅化对焊膏性能的影响
• 2.5.2 无铅化对模板制作的影响
• 2.5.3 无铅化对印刷参数的影响
• 2.6 结论
• 第三章 焊膏印刷机及检测设备
• 3.1 引言
• 3.2 焊膏印刷机
• 3.3 3D激光扫描检测设备检测原理与方法
• 3.4 结论
• 第四章 无铅和有铅焊膏的性能比较
• 4.1 引言
• 4.2 锡膏的性质
• 4.2.1 合金组成
• 4.2.2 金属含量
• 4.2.3 颗粒大小与形状
• 4.2.4 焊剂活化剂和可润湿作用
• 4.2.5 溶剂与空洞
• 4.2.6 流变性质
• 4.2.7 焊球
• 4.2.8 可印性
• 4.3 无铅合金的选择
• 4.4 无铅和有铅锡膏的比较
• 4.5 结论
• 第五章 印刷参数与模板印刷制程质量的分析
• 5.1 引言
• 5.2 刮刀材质
• 5.2.1 橡胶刮刀
• 5.2.2 金属刮刀
• 5.3 刮刀角度
• 5.3.1 刮刀结构
• 5.3.2 刮刀工作状况
• 5.4 刮刀速度
• 5.5 印刷压力
• 5.6 脱模速度
• 5.7 刮刀走向
• 5.8 清洗频率
• 5.9 其它方面
• 5.10 结论
• 第六章 印刷参数优化
• 6.1 引言
• 6.2 模板印刷原理
• 6.3 锡膏的可印性比较实验
• 6.4 印刷参数影响比较实验
• 6.4.1 实验过程与结果
• 6.4.2 实验结果分析
• 6.5 无铅锡膏丝网印刷参数优化研究
• 6.5.1 印刷结果观测数字化实验的安排
• 6.5.2 观测结果的数字化评估
• 6.5.3 实验结果评定及分析
• 6.5.4 实验结论
• 6.6 结论
• 第七章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献