一种提高QFN器件焊接一次直通率的方法与流程

本发明涉及电路板自动化装配技术领域，具体为一种提高QFN器件焊接一次直通率的方法。

背景技术

QFN器件为底部焊盘器件，与其余器件封装结构差异较大，其为无引脚设计，焊盘全部在器件底部和侧边位置，并在器件底部中央有大面积热沉焊盘。由于该封装使用时间较短，目前国内外尚未有关于其焊接可靠性的统一标准，对于其底部焊盘空洞率和侧边爬锡高度等指标，也需根据使用器件产品的工作波段和性能要求来决定。综上所述，对QFN器件较少有专门的锡膏印刷工艺研究。

QFN器件属底部焊盘器件，与其余器件封装结构差异较大，其为无引脚设计，焊盘全部在器件底部和侧边位置，因此锡膏印刷参数与其余器件有所不同；它主要实现信号的接收及发送功能，常使用在频段较高的产品中，因此其焊接质量对产品性能较为重要。

经统计，某含4个QFN器件的产品，在锡膏印刷工艺优化前，其QFN焊接后一次测试通过率仅为41.7％，存在侧边大量不上锡、底部多余物等缺陷。对焊接过程进行分析，最终定位至锡膏印刷步骤，对慢脱模模式进行研究，重点考虑刮刀压力、刮刀速度、脱模速度、预印刷间隙、延迟时间五个因素，以该五个因素为变量设计实验方案表，以SPI检测结果作为标准，探索QFN器件锡膏印刷最优程序，以改善锡膏印刷质量，提高QFN器件焊接一次直通率和生产效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种提高QFN器件焊接一次直通率的方法，经过试验所探索出的QFN器件最优印刷参数为刮刀压力9～10kgs、刮刀速度23～26mm/s、脱模速度-0.5～-1mm/s、预印刷间隙-1～-0.5mm、延迟时间200～300ms，合格的焊点数最多，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高QFN器件焊接一次直通率的方法，包括PCB板、设置于PCB板的引脚、钢网、安装于锡膏印刷机的刮刀，钢网开设有与引脚对应的钢网孔，还包括如下步骤：

步骤S1：将钢网贴合或预留间隙的平铺在PCB板，且钢网孔与引脚对应，预留间隙为-1～-0.5mm，通过锡膏丝印机将锡膏涂覆在钢网表面；

步骤S2：通过锡膏丝印机带动刮刀升降，使刮刀抵触钢网，刮刀抵触钢网的压力为9～10kgs，通过锡膏丝印机带动刮刀平移，从而将钢网表面涂覆的锡膏填充至钢网孔，刮刀在钢网上的平移速度为23～26mm/s；

步骤S3：锡膏填充至钢网孔后，延迟200～300ms的时间，延迟时间后将钢网从PCB板上移动脱离，脱离速度为-0.5～-1mm/s，钢网脱离后锡膏留置在引脚，完成锡膏印刷。

进一步，钢网与PCB板之间的预留间隙为-1mm。

进一步，刮刀抵触钢网的压力为9.5kgs。

进一步，刮刀在钢网上的平移速度为25mm/s。

进一步，钢网脱离PCB板的延迟时间为300ms。

进一步，钢网从PCB板脱离速度为0.5mm/s。

附图说明

图1为本发明的钢网孔与结构示意图；

图2为本发明的锡膏填充的示意图；

图3为本发明的脱模示意图；

图4为本发明的钢网形变示意图。

图中：101、PCB板；102、钢网；103、钢网孔；104、刮刀；105、引脚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种提高QFN器件焊接一次直通率的方法，包括PCB板101、设置于PCB板101的引脚105、钢网102、安装于锡膏印刷机的刮刀104，钢网102开设有与引脚105对应的钢网孔103，还包括如下步骤：

步骤S1：将钢网102贴合或预留间隙的平铺在PCB板101，且钢网孔103与引脚105对应，预留间隙为-1～-0.5mm，预印刷间隙决定着印刷锡膏的量，且影响着锡膏用量的均匀性、一致性，当预印刷间隙为正值时，即以接触式印刷为原点0计算增加间隙增大1mm，此时整板所印刷的锡膏量均偏多，且锡膏形貌缺陷较多，基本全为中间高、两端低结构，且形状不规则，通过锡膏丝印机将锡膏涂覆在钢网102表面；

步骤S2：通过锡膏丝印机带动刮刀104升降，使刮刀104抵触钢网102，刮刀104抵触钢网102的压力为9～10kgs，刮刀压力是指锡膏印刷过程中，设备对刮刀104施加的压力，也即是刮刀104作用在钢网102上的力，压力过大，容易造成少锡且对钢网102磨损较大；压力过小，容易造成PCB板101与钢网102接触不完全且导致拉尖等缺陷的发生，因此，适当的压力对锡膏印刷至关重要，刮刀104压力的设置与PCB板101长有关，一般情况，板长越长，刮刀压力越大，通过锡膏丝印机带动刮刀104平移，从而将钢网102表面涂覆的锡膏填充至钢网孔103，刮刀104在钢网102上的平移速度为23～26mm/s，刮刀速度是指印刷时刮刀104在钢网102上的移动速度，印刷过程中，刮刀速度与锡膏粘度有明显的相关关系，刮刀速度越快，锡膏粘度越小，造成锡膏滚动不足，从而导致锡膏无法完全填满钢网网孔；反之则容易造成锡膏形状不规则、边缘不锐利等缺陷；

步骤S3：锡膏填充至钢网孔103后，延迟200～300ms的时间，延迟时间后将钢网102从PCB板101上移动脱离，脱离速度为-0.5～-1mm/s，钢网102脱离后锡膏留置在引脚105，完成锡膏印刷，延迟时间是指锡膏印刷完成后至钢网102开始脱离PCB板101的时间，慢脱模模式是指锡膏印刷完成后，钢网102脱离PCB板101的速度，是全自动丝印机为特殊需要印制板所设置的模式，在未开启慢脱模模式时，以默认脱模速度、延迟时间为0进行，此正常模式可满足大部分印制板锡膏印刷需要。但对复杂印制板或密间距引脚封装器件而言，脱模速度过快、无延迟时间，将导致印刷后的锡膏未能获得良好的定型效果便完成脱模，易破坏锡膏形状，导致印刷锡膏不规则、局部拉尖等印刷缺陷的产生。因为不同锡膏有不同的脱模特性，这种可调节的设定让锡膏在印刷后能沉积下来，并且更干净的从开孔中释放出来。根据PCB板101上器件分布的密集程度、器件封装的复杂度及集成度，可考虑使用慢脱模模式，通过降低钢网102脱离PCB板101的速度、延长延迟时间来获得良好的成型效果，使锡膏形成清晰的边缘，减少造成坍塌、拉尖、少锡等缺陷的概率。综上所述，对QFN封装器件锡膏印刷质量影响较大的因素为刮刀压力、刮刀速度、预印刷间隙、脱模速度及延迟时间，且这些因素每一个都单独影响锡膏印刷质量，最终产生综合作用。根据相关文献中对各影响因素综合排序，对锡膏印刷质量影响最大的因素为刮刀压力，影响最小的因素为延迟时间，具体排序为刮刀压力＞刮刀速度＞脱模速度＞预印刷间隙＞延迟时间。值得注意的是，该综合排序仅根据统计得出，不一定适用于所有种类器件，具体需以试验结果为准。

优选的，钢网102与PCB板101之间的预留间隙为-1mm，预印刷间隙决定着印刷完成后锡膏的量，预印刷间隙越大，印刷完成后锡膏量越多，且影响着锡膏用量的均匀性、一致性。刮刀104在钢网102上以一定速度推进，刮刀104正下方的钢网102由于压力作用下陷贴近PCB板101，而其他区域钢网102保持原印刷距离，导致钢网102有一定量的形变；预印刷间隙越大，钢网102形变越大，刮刀104压力在钢网102上的分布会十分不均匀，如图4所示，易造成同一器件前后焊盘印刷质量不一、锡膏用量不均匀、一致性差等缺陷，一般采取接触式印刷，设定接触式印刷时的预印刷间隙为原点0。密间距引脚封装综合考虑锡膏用量与钢网102形变的影响，可适当缩小印刷距离，有利于形成良好的印刷效果，但需保证锡膏用量符合要求，预留间隙为-1～-0.5mm，合格的焊点数最多。

优选的，刮刀104抵触钢网102的压力为9.5kgs，刮刀104抵触钢网102的压力为9～10kgs时，高度、面积、体积达到要求，压力为9.5kgs焊点质量合格率最高。

优选的，刮刀104在钢网102上的平移速度为25mm/s，刮刀104平移速度23～26mm/s时，即高度、面积、体积达到要求，25mm/s时，合格的焊点数最多。

优选的，钢网102脱离PCB板101的延迟时间为300ms，延迟时间为200～300ms时，高度、面积、体积达到要求，随着延迟时间的增加，形状也更加规则，形貌缺陷大大减少，300ms时，合格的焊点数最多。

优选的，钢网102从PCB板101脱离速度为0.5mm/s,脱模速度为0.5mm/s及1mm/s时，形状趋于规则，即两端为半圆形的钢网102开口形状，0.5mm/s时，合格的焊点数最多。

本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。