钨合金镀金板印刷技术
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- カテゴリ: 钨业知识
- 2017年5月18日（木曜）08:56に公開
- 参照数: 1167
随着电子技术的迅速发展，电子元器件会变得越来越小，焊球阵列封装（BGA）的球径和集成电路（IC）的间隙也越来越小，镀金板交会是表面贴装技术（SMT）的发展趋势之一。钨合金镀金板的应用包括：手机、液晶电视控制析/智能式家电、计算机及周边产品和医疗器材等。
SMT是表面组装技术（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT），称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
与喷锡板比较，钨合金镀金板具有以下特点：表面平整，不易氧化，储存时间长。钨合金镀金板印刷技术对印刷的要求非常严格：
脱离速度：7mm/s~8mm/s
印刷压力：5kg
刮刀角度：45o
印刷速度:60mm/s
最多印刷3~4次要清洗钢网
通过率：96.8%
钨合金镀金板工艺，包括以下步骤：a.在电路板上一次性做出包括镀金区域和外层镀金导线在内的所有板内图形，同时制作外层引线和导电辅助边；所述镀金区域与所述外层镀金导线相连接，所述外层镀金导线与所述外层引线相连接，所述外层引线与所述导电辅助边相连接；b.利用外层引线和导电辅助边作为导电，对电路板上的镀金区域和外层镀金导线进行镀金；c.采用激光定点熔线工艺去除掉外层引线，所述的激光熔线工艺是：通过激光高温侧面切断铜线和镀金区域的连接，其激光熔线的温度为1100摄氏度、时间为1min。钨合金镀金板工艺能够克服现有技术镀金渗镀、蚀刻不净、镀金质量差、镀金区域塌陷和工艺局限性的缺陷。
钨合金镀金板从传统镀金板三个方面调整：刮刀压力控制、零间隙印刷和钢网清洗系统、解决镀金板的印刷问题。取得了良好的效果，以其优良的耐磨性和焊接性能适应于表面组装技术（SMT）工艺中。
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硬质合金压坯皱纹
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- 2017年5月17日（水曜）16:04に公開
- 参照数: 1452
硬质合金压坯皱纹是指在压坯的台阶拐角处、斜面和球面等部位易出现的肉眼便能看到的细纹，类似于人们肌肤上的皱纹。产生皱纹的原因是硬质合金压坯的已成形面不断被流动的粉末冲破，又不断重新成形的结果。常见的有: 内外拐角皱纹，如图(a)所示；过压皱纹，如图(b)所示；斜面和球面皱纹，如图(c)所示。
1.内外拐角皱纹
内外拐角皱纹发生在有芯杆参与的薄壁且带端台的硬质合金压坯上。
1.1产生原因
由于大孔芯棒过早压下，端台先已成形，薄壁套继续压制时，粉末流动冲破已成形部位，又重新成形，多次反复则出现皱纹。
1.2 改进措施
加大大孔芯棒最终压下量，适当降低薄壁部位的密度；适当减小拐角处的圆角，减少拐角处的粉末流动 。
2.斜面和球面皱纹
斜面和球面皱纹常发生在硬质合金球齿、异形齿等具有斜面、球面的压坯上。
2.1产生原因
压制过程中，已成形的球面，不断地被流动粉末冲破，又不断重新成形。
2.2改进措施
适当降低压坯密度；采用松装比重较大的粉末；最终滚压消除；改用弹性模压制。采用补偿装粉，用粉末侧向移动法，改变粉末流向，以减轻过压状况。
3.过压皱纹
3.1产生原因
局部单位压力过大，已成形处表面被压碎，失去塑性，进一步压制时不能重新成形。
3.2改进措施
合理补偿装粉避免局部过压；改善粉末压制性能；改善硬质合金混合料的流动性和压制性能，以减轻过压状况。
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粉末对硬质合金表面裂纹的影响
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- 2017年5月17日（水曜）16:02に公開
- 参照数: 1346
硬质合金的表面质量对合金性能有较大影响，所以对硬质合金的表面成形质量需严格控制。表面裂纹是硬质合金压坯成形时最常见的表面缺陷。表面裂纹可由诸多原因造成，如机台问题、粉末等均会引起表面裂纹，这其中粉末的影响可以分为三种：粉末本身性能的影响、粉末中润滑剂的影响、装粉不均的影响。
1.粉末性能的影响
粉末压制性差。粉末压制性能的好坏直接影响压坯的成形性，压制性能差的粉末体颗粒结合强度低压坯回弹率大，进而易引起表面裂纹。
2.装粉不均
压坯密度不均匀或侧正面积比大对于侧面形状复杂的一些压坯，如齿轮带轮等，由于装粉不均匀，导致压力损耗大，压坯表面的密度差较大，所以容易在压坯表面形成龟裂，特别是密度偏低的尖角处。如下图所示的硬质合金小模数齿轮，其齿尖处易出现裂纹。
3.粉末润滑剂的影响
粉末中润滑剂含量不合适或均匀性差。当润滑剂含量少时，脱模阻力增加，易出现表面撕裂；当润滑剂过量时，一方面消弱了粉末体之间的结合力，另一方面在压制时易使得粉末体产生滑移，而且增大了压坯的回弹率，从而使压坯产生裂纹)。
4.改善措施
针对上述产生龟裂的主要原因，消除表面裂纹的措施有：
4.1 粉末中加适量的润滑剂，且避免润滑剂成分偏析；
4.2 选用合适的装粉方式，改善压坯密度的均匀性；
4.3 改善粉料的流动性和压制性能。
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硬质合金压制表面裂纹
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- 2017年5月17日（水曜）16:00に公開
- 参照数: 1611
裂纹是由于压坯所受的破坏力大于粉末颗粒之间的结合力而在压坯上形成的一种开裂现象。硬质合金压坯成形时最常见的缺陷就是表面裂纹。表面裂纹可由诸多原因造成，如原料、机台问题均会引起表面裂纹。
在压坯的表面形成的细小裂纹，严重时这些横纹斜向撕开，甚至相连，人们形象地称之为表面裂纹。表面裂纹主要位于硬质合金压坯的中下部位表面，轻微时肉眼不易发现，在烧结后也只能部分消除； 烧结工艺不当会使裂纹进一步扩展，因而侧面表面裂纹易引起制品的大量报废。除用肉眼观察外，也可切断压坯观察断面或对烧结坯进行无损探伤检测。
产生表面裂纹的原因主要有以下几个方面:
1.阴模内孔沿脱模方向尺寸变小，如加工中的倒锥成形部位的磨损出口处有毛刺等 如下图所示的无锥度柱体压坯的下半部容易出现裂纹，这主要是由于柱体下端密度较高，回弹率增加，而脱模锥度过小所引起的。
2.压机垂直度和平行度超差导致压力中心偏差。机台垂直度不够会导致压机提供的压力与硬质合金压坯重心方向不在一条直线上，进而导致在压制时受力不均匀，有较大弯曲应力，使压坯某一侧边受拉应力，当此力大于粉末颗粒的结合力时，表面出现撕裂。另外，由于补偿装粉不合适导致压坯承受较大弯曲应力也会引起表面裂纹。
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硬质合金压制表面划伤
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- 2017年5月17日（水曜）15:58に公開
- 参照数: 1475
硬质合金制品表面质量直接影响制品的力学性能，所以对于硬质合金表面缺陷十分敏感。硬质合金表面划伤常会发展成为裂纹等缺陷，所以必须严控表面划伤的产生。
脱模时压坯表面产生的划痕( 沿脱模方向)也称表面划伤。
表面划伤的原因有:
1.润滑不够，局部产生高温，致使粉末焊在模壁上，这种现象称为粘模。 脱模时，粘模导致产品表面在脱模方向上受到阻碍，使压坯表面产生严重划伤。
2.阴模软或粗糙度高，也易产生划伤。
3.模腔表面局部硬颗粒或划伤也会硬质合金压坯产生划伤。
改善措施：
1.改用硬度较高的阴模材料（下图为硬质合金阴模）。比如采用硬质合金模具比采用模具钢模具其压制表面划伤发生概率较小。另外，可通过模具热处理改善模具的硬度。
2.提高阴模直线度和光洁度。如采用多次抛光等方式提高模具光洁度等。
3.在阴模出口处设计一定长度的锥度段，使压坯在脱模过程中减少可能导致划伤的接触。
4.改善混合料质量，特别是减少异常硬颗粒和异常粗颗粒，减少模具表面划伤和粘模现象。
5.改善模具的配合间隙。模具的配合间隙也会影响压坯的表面质量。配合间隙过小，冲头与模具之间可能由于意外的机台振动等因素而发生碰撞，造成阴模表面质量较差；另一方面，如果配合间隙过大会导致压坯表面质量较差。
6.选用合适的润滑剂。
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硬质合金压制毛刺与掉边掉角
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- 2017年5月17日（水曜）15:55に公開
- 参照数: 1502
硬质合金压制过程中由于原料、工艺的问题常会引起各种压坯缺陷，如分层、裂纹、毛刺大于掉边掉角等。这其中毛刺与掉边掉角非常常见，通常是由于模具表面光洁度、模具配合间隙和压坯形状等引起的。
1.模具引起的毛刺与掉边掉角
引起压坯毛刺过大与掉边掉角的最直接原因是模具不合格、模具粗糙度高，势必引起压坯粗糙度高； 模具配合间隙超差，压坯必定毛刺大，甚至过大的模具配合间隙会使得压坯边角处密度过低，而引起掉边掉角。针对压坯粗糙度高，需要重新研抛模具，如研抛余量不足，就需更换合格的模具针对压坯的毛刺过大和掉边掉角的唯一解决办法是更换合格的模具。
2.毛坯形状引起的掉边掉角
压坯产生掉边掉角还与其形状复杂程度有直接关系，如下图所示。解决的办法有: 采用合适的料靴、降低模具粗糙度、改变推料方向或用机械手夹持压坯等。
3、存放搬运过程引起的掉边掉角
压坯的存放搬运过程中，应注意压坯排放整齐，压坯之间应有隔板，以免压坯相互挤压磕碰使压坯产生掉边掉角，生产科学管理是防止压坯产生掉边掉角的有效措施之一。
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硬质合金分层的模具改进措施图片
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- 2017年5月17日（水曜）15:53に公開
- 参照数: 1596
模具结构对硬质合金产品的分层影响很大。主要原因是由于模具在外力侧除时变形恢复而对压坯施加横向剪切力，造成分层。为此在模具设计时，为减少产品分层缺陷，常采用增大冲头壁厚、减少冲头与阴模间隙等改进措施。
1.增大冲头壁厚
增大冲头壁厚, 可减少冲头的弹性变形量。根据模具的圆筒近似处理公式（下式）可知，增大壁厚（即R2-γ2项），模具变形量也相应减少，进而减少导致分层的剪切应力。
Δ=γ/E[(R2+γ2)/(R2-γ2)+μ]P侧 （1）
式中:Δ为模具变形量；
γ、R分别为圆筒的内外半径；
μ为模具材料泊松比；
E为模具弹性模量。
2.减少冲头与阴模间的间隙
当冲头与阴模间的间隙减少小时,由于阴模的紧固作用, 冲头是很难发生弹性变形的。进而减少后续的剪切应力的大小。通过减少冲头和阴模的间隙, 且在冲头尖部增加排气孔(如下图所示), 可以使压制的产品密度好,减少分层裂纹。
3。合理选用冲头材料
按照虎克定律, 相对变形量与材料的弹性模量成正比, 即E越大, 弹性变形越小。硬质合金的弹性模量一般为(4～7)×105MPa, 是钢材的2～3.5倍, 弹性张开量也相应缩减至后者的1/2～1/4, 并且随着弹性模量的增加其变形量也会相应减少。所以在保证压制性能的条件细，可以采用更高弹性模量的硬质合金牌号材料作为模具材料。
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模具结构对硬质合金分层的影响
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- 2017年5月17日（水曜）15:51に公開
- 参照数: 1431
在硬质合金模压生产中通过大量的生产实践发现，模具结构对硬质合金产品的分层影响很大。主要原因是由于压坯头部（工作面）对应的模具形状和角度导致模具变薄，在压机正压力的侧向分力和压坯的横向侧压力下发生变形，在外力侧除时变形恢复而对压坯施加横向剪切力，造成分层。
在一般模具结构中，由于头部形状（锥形、球形、勺形和其它形状）和角度的存在，在压制时受到侧压力的作用(如图2所示)冲头很容易沿侧压方向发生弹性变形，直至贴紧阴模壁为止。通常为了使上(下)冲头在模腔内自由运动，上(下)冲头与阴模间总是存在一定的配合间隙，一般为0.02～0.05mm之间。
在压力撤除瞬间，模具恢复原来形状，而对压坯施加一剪切力，使压坯产生分层。变形量的大小可以运用弹性力学导出计算公式。我们可以根据厚壁圆筒的理论粗略估计弹性变形量。以硬质合金模具为例，作用在冲头圆锥面上的力有两个，一个是压坯被压缩时横向变形引起的侧压力，另一个则是正压力在圆锥面上沿横向的分解力F1，从上图1可以导出:
F1=F0cosαsinα=F/2sin2α (1)
写成压强形式为：
P1=P/2sin2α(2)
单位正压力P假设100MPa，压坯横向变形引起的侧压力约为正压力的1/3（硬质合金泊松比大约0.3，其混合料粉末会更高一点）， 取α为30°，则作用在冲头圆锥面上的单位侧压力为:
P侧=P/3+P/2sin2α≈76.6MPa (3)
根据弹性力学理论，变形量(圆锥面作为圆筒处理是非常近似的)由下式表示:
Δ=γ/E[(R2+γ2)/(R2-γ2)+μ]P侧 (4)
式中:γ、R分别为圆筒的内外半径；
μ为泊松比，模具为硬质合金，取0.3；
E为弹性模量，取2×105MPa。
将γ=0.968R=0.7665cm， P侧=76.6MPa代入(3)式计算，
得出Δ≈90.62×10-4cm=90.62μm
可见弹性变形量相对而言是足够大的，即使是这个数值的一半也有0.045mm。当正压力(压制力)撤除瞬间，这个弹性变形就会恢复，从而给压坯一剪切力，使压坯可能产生分层或分层扩展的裂纹源。
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压坯形状对硬质合金压坯分层的影响
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- 2017年5月17日（水曜）15:49に公開
- 参照数: 1305
从生产情况来看，硬质合金模压压坯形状对成形料的压制性要求较高，料太湿、太硬、太细或太粗均不适宜，容易产生分层或麻面，给生产造成被动局面。对一般硬质合金压坯而言，分层面大多为隐蔽态，分层除非特别严重，否则从外表上几乎看不出来，易给合金质量留下隐患。压坯形状对硬质合金压坯分层的影响主要是由于不同区域（边角点）之间的压缩比不同，导致在低压缩比成形时，高压缩比区域如果过压就容易导致分层。
常见硬质合金压坯的几何形状多为圆柱体、锥形体、圆球体、勺形体等的组合体，其头部形状较为特殊，各部位的压缩比相差较大。根据压制理论，压缩比越大，压坯致密性越好。另一方面，制品内高密度与低密度的交接面产生接触应力，并由此造成此面附近粉末咬合力降低从而出现分层、裂纹。此外，压缩比的变化也将引起压坯产生密度不均的缺陷。
以上图的勺形齿为例，两种不同成形方式下A、B两点的压缩比分别为3、6.43(图a)和3、5.28(图b)。即使在b种压制方式下，B部分的压缩比是A部分的1.76倍， 相差如此之大，如果当边角部位过压时，A、B两部分的密度将相差更大(当然，在压制过程中粉末可能会从侧向压向中间部位，不过由于粉末体的自锁和拱桥效应，其流动面是极微的)。因此，由于边角部位(图中的B部)过压，在压坯中因弹性后效所引起的应变，一旦超过压坯的承受极限就很容易造成分层。这就对硬质合金成形料本身和模具设计提出了相当高的要求。
注：压缩比ε=装粉高度/压坯高度
模具导致的硬质合金压坯分层
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- 2017年5月17日（水曜）15:47に公開
- 参照数: 1475
在压制过程中，由于种种原因，常会产生硬质合金压坯分层缺陷。分层主要是粉末颗粒之间的破坏力大于粉末颗粒之间的结合力导致的，具体可能是由压制压力过高引起的。除了压制压力过大之外，模具缺陷也是导致分层缺陷的重要原因。
1.模具磨损
如模具在成形段磨损，在压制过程中，已开始压缩的粉料经磨损段出现横向移动，重新成形，而形成裂纹和分层。
2.模具刚性差
2.1如果阴模的刚性差，压坯在压制时向外膨胀，引起粉料侧向移动，压力释放后，阴模回复力大，使压坯形成层裂。上述情况严重时，压坯挠曲而形成与压制方向平行的层裂，如图1所示。
2.2如果芯棒的刚度不足或侧隙过大，对于如图2所示的多孔类零件，其孔口处易出现开裂并向压坯内部延伸，这是由于在压制过程中，芯棒侧向移动使已压缩的粉料产生侧向移动而引发层裂。
2.3对于图3所示的带斜坡的压坯，在压制过程中，粉末侧向移动就类似于模具刚性差引起的侧移，将在斜坡的下端出现层裂，肉眼可看到表面起泡，轻触可剥落 采用组合模冲时，如果间隙大模冲刚性不足或模冲支撑板的刚性不足，在压制时模冲将产生不可控弯曲，使已压缩的粉料产生侧向移动，当应力释放时，压坯又将形成新的平衡，从而出现裂纹。
3.分层的改进措施为:
3.1 提高模具光洁度；
3.2 压机压力稳定且不过压；
3.3 选用流动性和压制性能好的原料；
3.4 采用保护脱模；
3.5 模具的刚度必须尽量高 如阴模及芯棒尽量用刚度高的硬质合金制造； 模具之间的侧隙应尽量小； 在设计和制造过程中应注意控制模冲切削加工的空刀量，以免削弱其强度及刚度； 模冲的支撑板的刚度尽量高等。
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