钨合金镀金板印刷技术

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%

                                                印刷机

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

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。
 
硬质合金压坯皱纹图片
 
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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硬质合金压制表面裂纹

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。
 
无脱膜锥度柱体图片
 
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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粉末对硬质合金表面裂纹的影响

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。
 
硬质合金齿轮图片
 
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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硬质合金压制表面划伤

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。
 
硬质合金阴模图片
 
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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