原材料价格上涨导致焊膏成本负担加重|利用点胶机提高使用效率以降低成本

关于本文
近年来,受金属价格上涨影响,焊膏价格也随之攀升。
以典型的无铅焊料SAC305为例,受锡、银、铜价格上涨的背景影响,其价格较2020年上涨了3倍以上。作为消耗品的焊膏价格上涨会影响产品单价,因此亟需应对成本上升的问题。
另一方面,焊膏不仅在电子领域,在广泛的电子元器件生产中也是不可或缺的材料,要在保持质量的同时大幅减少使用量并非易事。
本文将结合与印刷工艺的对比,介绍在焊膏涂布工艺中,通过高效、无浪费地使用材料,利用点胶机来抑制因价格上涨而导致的成本增加的方法。
什么是焊膏涂布?
焊锡涂布是指将电子元器件电气接合所需的焊锡,以适当的量配置到印制电路板(基板)等必要位置的工序。焊锡涂布主要使用焊锡膏,通过印刷机或点胶机进行涂布。
焊膏涂布方法
①通过印刷机(丝网印刷)进行涂布
在印刷机中,将焊锡膏供给到根据涂布图案开孔的印刷掩膜(以下简称掩膜)上,通过刮刀挤压来配置焊锡膏,因此可以一次性进行大范围涂布,但由于涂布量是由掩膜的厚度来控制的,因此难以改变涂布的厚度(涂布量)。
②通过点胶机进行涂布
点胶机虽然可以自由自在地改变涂布量,但如果涂布位置较多,则需要花费时间。
焊膏涂布方法 印刷机与点胶机对比
| 涂布方法 | 优势 | 缺点 | |
|---|---|---|---|
| 印刷机 | 通过丝网印刷涂抹焊锡 ![]() |
|
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| 点胶机 | 通过点胶机涂抹焊锡 ![]() |
|
|
根据上述优缺点,印刷机和点胶机需要根据生产规格和工件形状进行区分使用。
| 项目 | 印刷机 | 点胶机 |
|---|---|---|
| 对象工件 | 焊点多且 涂布量恒定的基板 |
焊接点较少且 涂布量不同的基板 |
| 工件形状 | 平面 | 平面/凹凸 |
| 适用用途 | 少品种大批量生产 | 多品种小批量生产 |
| 材料损耗 | 多 | 少 |
虽然根据表格进行区分使用很重要,但根据生产工序的不同,有时也需要同时使用印刷机和点胶机,因此必须根据产品和工序选择并组合最合适的方案。
点胶机涂布焊锡的课题
以上介绍了焊膏的涂布方法,但由于以下课题,使用点胶机进行焊膏涂布被认为难以实现持续稳定的涂布。
- 焊锡膏的配方和焊锡粒径不同,涂布的难易度和稳定性也会有所差异
虽统称为焊锡,但根据性能和目的的不同,其配方也会发生变化,因此涂布性完全不同。 - 焊锡颗粒容易堵塞喷嘴
由于焊锡膏中含有大量的焊锡合金粉末,在进行微量涂布并使用细喷嘴时,容易发生堵塞。 - 非接触式吐出控制困难
基于上述焊锡的性质,特别是在使用喷射点胶机进行定量、连续、稳定的涂布时非常困难。
为了解决这些课题,我司开发了全球首款实现焊膏非接触式稳定涂布的“HyperSolderJet”。

我司新解决方案
焊锡膏喷射点胶机
“HYPER SOLDERJET®”
“HyperSolderJet”是一款能够非接触式稳定喷射焊膏的喷射点胶机。通过彻底分析堵塞原因,利用独特结构和新技术实现了稳定的微量涂布。此外,通过根据焊膏配方差异优化涂布条件,进一步提高了稳定性。该技术也可应用于含颗粒的膏体,支持银浆(Ag paste)和金浆(Au paste)的非接触式涂布。
此外,它不仅抗堵塞能力强,还实现了φ100μm(1mm的十分之一)的点涂,即在肉眼无法辨别的超微小区域进行涂布。
100万次点胶后

该涂布技术适用于智能手机、PC电源电路以及车载电子设备所用二极管的夹片安装,能够应对窄间距部位防止溢出和桥接等高精度涂布需求。此外,它还被应用于精度要求极高的晶体元件封装工序中。
有关HYPER SOLDERJET®的规格等详细信息,请参阅以下宣传册。
HYPER SOLDERJET®
锡膏喷射

激光焊接系统介绍
焊接
在使用焊膏进行贴装时,需要先涂抹焊膏,再通过加热使其熔化以完成接合。其中一种代表性的方法是回流焊。回流焊是表面贴装技术(SMT)中常见且被广泛采用的焊接方法之一。在涂抹焊膏后,通过回流焊炉进行加热,使焊膏熔化、接合,最后经冷却固化,从而完成贴装。

然而,随着电子设备功能日益强大,使用不耐热元件的情况也在增加。在对基板整体进行均匀加热的回流焊过程中,可能会导致不耐热的贴装元件发生变形或劣化,从而引发成品故障。
通过激光照射进行焊锡接合
因此,“激光焊接”备受关注,它通过照射激光使局部发热,从而熔化焊膏并进行接合。由于激光焊接仅对照射部位进行局部加热,因此可以将对非接合部位的热影响降至最低。

为了避免因热量导致的产品不良,我司提供了一套解决方案,可在同一系统中实现焊膏的局部涂布以及激光的局部熔化与接合。
LASERMASTER

解说视频
有关DISPENSE LASERMASTER规格等详细信息,请参阅下方的宣传册。
DISPENSE LASERMASTER
DISPENSE LASERMASTER

回流焊与激光焊接的比较
| 项目 | 回流焊 | 激光熔融 |
|---|---|---|
| 加热对象 | 整个基板 | 焊点 |
| 接合处理 | 可一次性焊接多个接点 | 单独焊接 |
| 返工 | 不适用 | 适用 |
| 条件设定 | 容易(成熟技术) | 困难(依赖材料) |
| 适用用途 | 适用于接合点较多的基板 | 适用于包含不耐热元件的基板组装 |
总结
在选择焊膏涂布方式时,根据生产量、涂布精度、对象物形状及材料特性来选择最佳方法至关重要。近年来,由于贴装元件和基板形状的多样化,通过印刷方式进行高精度焊膏涂布的情况变得越来越困难。相比之下,点胶机能够灵活应对各种涂布需求,因此可以针对各种基板和工件形状实现稳定的涂布。
此外,针对焊膏价格上涨的问题,由于印刷工艺特性容易产生材料损耗,而点胶机仅需涂布所需量,因此有望通过减少材料浪费来实现成本削减。
综上所述,点胶机进行焊膏涂布的应用前景将愈发广阔。关于焊膏涂布的相关课题及最佳方案探讨,欢迎随时咨询拥有多年涂布技术积累的武藏高工(Musashi Engineering)。
推荐宣传册
点胶机
锡膏喷射





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