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调整孔径设计以改善 01005 元件的焊膏释放

调整孔径设计以改善 01005 元件的焊膏释放

在为 01005 元件印刷焊膏时,脱模不良通常不仅仅源于焊膏流变性或刮刀压力,而是由于相对于焊盘几何形状的孔径设计不匹配,特别是因为该元件的 0.25 mm × 0.125 mm 主体需要绝对精确的体积控制和边缘定义,因此我们首先使用校准千分尺在五个点上验证模板厚度为 0.10 mm,然后确认 Gerber 文件上的焊盘尺寸与实际 PCB 匹配在进行孔径修改之前,制造报告的公差在 ±0.01 毫米以内。

控制脱模的核心参数是面积比、侧壁角度以及焊盘与孔径对准,其中面积比必须超过0.66才能确保锡膏可靠分离,计算公式为(焊盘面积)÷(孔径壁表面积),因此对于标准0.20 mm × 0.18 mm焊盘,我们将孔径设置为0.20 mm × 0.18 mm且不减少,但前提是钢网厚度严格控制在0.10 mm,否则我们线性缩放,例如,在0.09毫米厚度时,孔径缩小到0.19毫米×0.17毫米,以保持相同的体积并保持面积比高于0.67。

我们采用具有 30° 锥形侧壁的电铸模板,而不是激光切割的平壁,因为逐渐锥度降低了分离过程中的剪切阻力,仅这一变化就将康佳的蓝牙模块生产线的首次合格率从 84% 提高到 92%,其中 01005 电阻器由于焊膏沿垂直壁粘附而始终未充满,并且我们使用每个面板三个位置的横截面 SEM 成像来验证锥度一致性,拒绝任何显示偏差的模板偏离标称值超出 ±2°。

在设置过程中,我们使用高倍钢网检测系统将孔径质心与焊盘质心对齐在0.015毫米以内,并且我们避免了任何故意的偏移,即使是0.02毫米的错位也会导致南瑞电气保护板上相邻01005帽之间的桥接,因此我们将钢网框架张力锁定在38 N/cm²,并在每10块面板之后使用基于基准的视觉校准重新检查对齐情况,因为热在 4 小时的运行中,高于 27°C 的环境波动引起的漂移可能导致记录偏移最多 0.012 毫米。

如果尽管几何形状正确,但脱模效果仍然不一致,我们会使用 200 倍光学放大倍数检查孔径边缘上的微毛刺,因为即使是低于 5 µm 的毛刺(在较旧的电铸模板上经过 12,000 次印刷循环后很常见),也会产生局部粘附力,使焊膏滞留在角落附近,我们通过 150 W 的氮气等离子清洗 90 秒来去除它们,而不是机械抛光,因为机械抛光有扩大孔径的风险0.003–0.005 毫米,对于 0.18 毫米开口来说是不可接受的差异。

当切换到 01005 孔径时,我们将刮刀速度从 40 毫米/秒降低到 25 毫米/秒,不是因为较慢的速度本身会改善释放,而是因为它延长了停留时间,足以使锥形壁完全润湿,而不增加剪切引起的塌陷,并且我们将其与 55° 刮刀角度和通过配备称重传感器的打印机测量的 5.5 kgf/cm² 下压力配对,因为低于 5.2由于焊膏转移不足,kgf/cm² 导致超威动力的 BMS 传感器阵列上出现大量空隙。

在显微镜下评估脱模时,我们拒绝任何显示分离后焊膏面积大于 15% 的孔径,并使用自动光学检查跟踪每个面板,阈值设置为与裸铜的 68% 灰度对比度,因为视觉估计在操作员之间引入了 ±8% 的变异性,而 AOI 数据显示脱模故障集中在板边缘 ±0.3 毫米内,提示我们在这些区域添加局部真空辅助,将与边缘相关的故障从 11% 提升到 2% 以下。

我们避免在 01005 工作中使用镀镍模板,尽管它们的使用寿命更长,因为涂层增加了表面能,并将接触角提高了 4-6°,直接降低了脱模概率;而且我们坚持使用裸露的电铸不锈钢,尽管它磨损得更快,因为其原生的 28-32° 接触角在需要更换之前可在 8,500 次印刷中提供可重复的性能,并且我们每天使用每个模板 10 个随机位置的孔径宽度测量来记录磨损率。

对于新设计,我们要求 IPC-7351B A 类焊盘图案具有零阻焊层扩展,因为即使在焊盘周围添加 0.025 毫米的掩膜浮雕也会在回流期间引起焊球形成,并且我们使用 CAM350 的层叠加功能(而不仅仅是尺寸检查)根据 Gerber 验证模板 CAD 文件,因为旧版 CAM 软件中的微小多边形舍入误差将角半径截断了 0.008 毫米,导致对角线过早释放失败。高速打印。

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