CN1096826C - 焊糊印刷恶化检测方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种焊糊印刷恶化检测方法，包括以下步骤：在印刷线路板PC的与电路图形分离的部分上确定检查图形区域；在金属掩膜7中形成微小间距检查通孔8a，其间距比与检查图形区域对应的金属掩膜区域中的电路图形的间距更小；借助于金属掩膜的微小间距检查通孔在检查图形区域上印刷出焊糊9；监测检查图形区域中印刷状态的恶化；并在电路图形中的焊糊印刷状态恶化之前，检测检查图形区域中的恶化程度。该方法能够通过检测焊糊印刷恶化，将焊糊印刷保持在最佳状态。

Description

焊糊印刷恶化检测方法
本发明涉及一种检测焊糊(solder paste)印刷的恶化的方法。特别地，本发明涉及这样的用于检测焊糊印刷恶化的方法，其中焊糊印刷的恶化预先得到检测，从而保持了焊糊印刷的最佳条件。
一般地，安装有电子部件的印刷线路板传统上是这样制成的，即如图8所示，通过用焊糊印刷机31把焊糊印刷到电路图形中的铜电极部分上，该电路图形是画在印刷线路板PC1上的(即焊糊印刷过程)，用接头安装机33将接头部件安装在印刷的焊糊部分上(部件安装过程)，并在回流焊机34使接头部件经过回流焊(回流焊过程)。由此，制成将电子部件安装在印刷线路板PC1上的印刷线路板产品PR1。
在厚度为例如1.6mm的印刷线路板PC1上，画出电路图形，从而使其能够安装间距为1.0至0.8mm的集成电路，或者间距更小的0.65至0.3mm的四边形扁平封装件(QFP)、小的外线封装(SOP)等等。
在焊糊印刷过程中，用焊糊印刷机31的刮板10，将焊糊9借助于金属掩膜7上形成的蚀刻通孔8印刷到印刷线路板PC1的电路图形上(图9(a)和(b))。该金属掩膜由诸如不锈钢制成，并具有100μm至200μm的厚度。
焊糊9由作为主组分的63％的锡和37％的铅、作为钎剂的松脂、诸如氯、溴和碘的卤活性剂和作为抗断裂剂的触变剂组成，并当在回流焊机34中达到183℃或更高的温度时熔化，并在低于该温度的温度下固化。
考虑到焊糊9的这些性质，适合于印刷线路板PC1上画出的电路图形的间距，特别是更微小的间距QFP或SOP，的金属掩膜7的通孔8，可能被焊糊9堵塞。因此，微小间距的QFP或SOP可能造成印刷误差。
因此，焊糊印刷机31带有自清洁系统20，该系统包括焊糊过滤器17a、具有抽吸鼓风机18的抽吸机15、焊糊刮除器16和刮片17，如图10所示。当金属掩膜7中的有些通孔8被焊糊堵塞时，需要操作焊糊印刷机31的清洁系统20以借助抽吸机15抽吸掉堵塞在金属掩膜7的通孔8中的焊糊，用焊糊刮除器16刮掉附着在金属掩膜7上的少量焊糊，并用刮片17刮焊糊。
这种清洁功能通常是由操作者手动进行，或者通过在计数器中设定电路板的数目而半自动地进行。
在传统的回流印刷线路板中，在焊糊印刷之后没有检查功能，因而在安装了电子部件和回流焊接之后，出现了大量的有缺陷的产品。
因此，当观测到焊糊印刷的恶化、印刷缺陷等等时，生产线被暂时停止，且在操作者确定了缺陷的原因之后，采取必要的措施，诸如清洁印刷机。这引起了一个问题，即原因的发现主要是依靠操作者的经验。
本发明的目的，就是为了解决这一问题，在于提供一种用于检测焊糊印刷的恶化的方法，它能够减小操作的负担，并将焊糊印刷保持在最好状态。
为了实现上述目的，根据本发明的焊糊印刷恶化检测方法包括：在制作印刷线路板时，在印刷线路板上的电路图形的铜电极部分上借助于金属掩膜的通孔用焊糊印刷机印刷焊糊；用电子部件安装机在印刷的焊糊上安装电子部件；并使安装有电子部件的印刷线路板在回流焊机中进行回流焊，在印刷线路板的与所述电路图形分离的部分上确定检查图形区域；在金属掩膜中形成微小间距检查通孔，其间距比与检查图形区域对应的金属掩膜区域中的电路图形的间距更小；借助于金属掩膜的微小间距检查通孔在检查图形区域上印刷焊糊；监测检查图形区域中印刷状态的恶化；并在电路图形中的焊糊印刷状态恶化之前检测检查图形区域中的恶化。
在根据本发明的焊糊印刷恶化检测方法的一个实施例中，以比电路图形的间距更小的间距，在印刷线路板的与电路图形分离的部分上画出检查图形；在金属掩膜中形成与检查图形对应的微小间距检查通孔；且借助于金属掩膜的微小间距检查通孔在检查图形上印刷焊糊。
在根据本发明的焊糊印刷恶化检测方法的另一实施例中，用板外观监测设备检验借助于金属掩膜的微小间距检查通孔来印刷焊糊而形成的检查图形，并当在检查图形中发现缺陷时判定印刷状态发生了恶化。
根据用于检测焊糊印刷恶化的方法，以比对应于设置在印刷线路板上的检查图形区域的区域中的电路图形的间距更为微小的间距，形成微小间距检查通孔。焊糊通过金属掩膜的该微小间距检查通孔而被印刷到检查图形区域上，该检查图形区域中的印刷状态的恶化得到监测，且检查图形区域中的恶化程度得到检测，以在电路图形中的焊糊印刷状态恶化之前，操作焊糊印刷机的清洁系统。因此，预先防止了电路图形中的印刷状态的恶化，并能够保持产生全部质量良好的产品的稳定生产过程。另外，能够避免生产线的暂时停止，且生产率将得到改善，操作者的负担也得到减小。
图1是生产具有安装部件的印刷线路板的流程图，其中包括根据本发明的焊糊印刷恶化检测方法。
图2是由本发明的焊糊印刷恶化检测方法检验的印刷线路板的平面图，其中的某些部分被放大了。
图3(a)和(b)是部分剖视图，包括了焊糊印刷机的一部分，用于显示在利用本发明的焊糊印刷恶化检测方法生产印刷线路板的过程中，将焊糊通过金属掩膜印刷到印刷线路板上的过程。
图4是以各种间距初步形成的电路图形的平面图，这些电路图形用于能够以本发明的焊糊印刷恶化检测方法选择具有适当的微小间距的图形。
图5是板外观监测设备的剖视图，该板外观监测设备用来在本发明的焊糊印刷恶化检测方法中检验焊糊印刷状态。
图6是在本发明的焊糊印刷恶化检测方法中，用在板外观监测设备中形成的图象监测焊糊印刷恶化的过程的说明图。
图7(a)和(b)是在本发明的焊糊印刷恶化检测方法中，用在板外观监测设备中形成的图象判定是否出现了印刷状态恶化的过程的说明图。
图8是生产印刷线路板安装部件的传统过程的流程图。
图9(a)和(b)是部分剖视图，包括焊糊印刷机的一部分，用于显示将焊糊通过金属掩膜印刷到印刷线路板上的传统过程。
图10是传统的焊糊印刷机的清洁系统的说明图。
现在结合附图进一步说明根据本发明的焊糊印刷恶化检测方法的最佳实施例。
如图1所示，安装有电子部件的印刷线路板产品PR通过以下步骤制成：用焊糊印刷机1将焊糊印刷到印刷线路板PC上(焊糊印刷步骤)；用板外观监测设备(视频检测器)2检验印刷的焊糊的外观(板外观检验步骤)；用电子部件安装机3将诸如接头部件和集成电路(未显示)的电子部件安装在印刷的焊糊上(电子部件安装步骤)；以及，使安装有电子部件的印刷线路板在回流焊机4中回流焊(回流焊步骤)。
在焊糊印刷步骤之前，在印刷线路板PC上已初步形成画出的电路图形5的铜电极部分6(图2)。
铜电极部分6，可以以箔或借助诸如电镀和VCD的传统方法形成在印刷线路板PC上。用于铜电极部分6的铜包括铜和铜合金。
印刷线路板PC的电路图形5被适当地画出，从而使板能够安装四边形扁平封装件(QFP)、小型外线封装件(SOP)等等，它们都具有1.0至0.8mm的间距或0.65至0.3mm的更微小的间距。
金属掩膜7被放置在印刷线路板PC上，以使初步提供在金属掩膜7上的通孔8位于与印刷线路板PC上的电路图形5的铜电极部分6对应的所希望位置，随后将焊糊9加到金属掩膜7上，且用焊糊印刷机1的刮板10刮金属掩膜7的上表面(图3(a))。由此，用焊糊印刷机1借助金属掩膜7的通孔8，把焊糊9印刷到铜电极部分6的对应位置上。
随后，将金属掩膜7从印刷线路板PC分离，且将印刷的焊糊9留在印刷线路板PC上的电路图形5的铜电极部分6上(图3(b))。
在印刷线路板PC上，在与电路图形5分离的区域11中，确定一个或多个检查图形区域12(图2)。该检查图形区域12最好设置在与印刷线路板PC的电路图形5分离的板的周边部分中。然而，检查图形区域12也可以被设置在印刷线路板PC的电路图形5之内，只要该检查图形区域与印刷线路板PC的电路图形5相分离即可。
在金属掩膜7中，在与检查图形区域12对应的部分中，形成微小间距检查通孔8a，它具有比电路图形5的间距更微小的间距。微小间距检查通孔8a形成为诸如竖直条的形式。例如，当印刷线路板PC的电路图形5被画出以使其表面上能够以0.5mm的间距安装四边形扁平封装件(QFP)的集成电路、小型外形封装件(SOP)等等时，金属掩膜7的微小间距检查通孔8a以0.3mm的更微小的间距形成。其间距比电路图形5的间距更微小的微小间距检查通孔8a，以上述的方式，形成在金属掩膜7上的与检查图形区域12对应的位置处，因为发现在焊糊印刷中图形的间距越微小，焊糊印刷的恶化越快。在本发明的方法中，根据以上发现，在金属掩膜7与检查图形区域12相对应的位置处，形成了微小间距检查通孔8a，它具有比适合于QFP和SOP接头的电路图形5的间距更微小的间距，且在电路图形5中的焊糊印刷状态恶化之前，利用该微小间距检查通孔8a检测检查图形区域12中的恶化程度，从而使电路图形5中的印刷状态的恶化能够预先得到检测。
为此，利用焊糊印刷机1，借助于金属掩膜7上的通孔8，在印刷线路板PC的电路图形5中的铜电极部分6上印刷出焊糊9，并同时通过借助于金属掩膜7上的微小间距检查通孔8a印刷的焊糊，在检查图形区域12中形成焊糊部分9a。
印刷线路板PC上的印刷焊糊部分9a的印刷状态的恶化，通过形成在板外观监测设备2中的图象而得到监测，且焊糊部分9a的模糊由板外观监测设备2监测，从而在印刷线路板PC的电路图形5的焊糊印刷状态恶化之前，检测检查图形区域12中的印刷状态的恶化。
为了检测恶化，板外观监测设备2的监测设备包括：用于检验焊糊部分9a的印刷状态的部件、环形灯13和与印刷线路板PC成竖直地设置的CCD摄象机14(图5)。来自环形灯13的光被印刷的焊糊部分9a1、9a2、9a3和9a4反射(图6)并由CCD摄象机14接收。在获得的摄象机图象中，基本上水平的焊糊部分9a1、9a2、9a3和9a4由亮的部分代表，其他部分由暗部分表示。因此，在焊糊部分9a1、9a2、9a3和9a4之间设置了检测窗口15a、15b和15c。
当在检测窗口15a、15b和15c上检测到可能由图7(a)所示的印刷焊糊9c的不正确定位部分或图7(b)所示的印刷焊糊9b的模糊部分造成的图象缺陷(例如平均亮度的起伏)时，分别判定出现了不正确的定位或模糊，且用于启动清洁的反馈信号S1被输出到焊糊印刷机1的清洁系统20(图1)。在接收到反馈信号S1时，焊糊印刷机1操作清洁系统20(图10)，使堵塞在金属掩膜7的通孔8中的焊糊19被包括焊糊过滤器17a和抽吸鼓风机18的抽吸机15所抽吸，附着在金属掩膜表面上的少量焊糊19被焊糊刮除器16刮除，残余的焊糊19用刮片17刮掉。
以上述方式，借助形成在板外观监测设备2中的图象，对印刷线路板PC上印刷的焊糊部分9a的印刷状态的恶化进行监测，焊糊部分9a的模糊由板外观监测设备2的监测设备检测，从而在印刷线路板PC的电路图形5上的焊糊印刷状态恶化之前，检测检查图形区域12中的印刷状态的恶化，且当检测到缺陷(图7)时，用焊糊印刷机1的清洁系统20清洁该金属掩膜，从而始终保持焊糊印刷的最佳状态。
或者，可以在与电路图形5分离的印刷线路板PC的一个区域上，以比电路图形5的间距更微小的间距，画出检查图形21(图2)；在金属掩膜7中，可以形成与检查图形21对应的微小间距检查通孔8a；且通过金属掩膜7的微小间距检查通孔8a，可以借助于在检查图形21上印刷焊糊，印刷出焊糊部分9a(图3)。
通过借助于金属掩膜7中的微小间距检查通孔8a进行的焊糊印刷而形成的检查图形21，由板外观监测设备2进行监测，且当检测到检查图形21的缺陷(图7)时，判定印刷状态发生了恶化，且启动焊糊印刷机1的清洁系统20以清洁金属掩膜7。
另外，如图4所示，可以提供间距彼此不同的检查图形21a、21b和21c，从而能够选择比电路图形5的间距更微小的适当间距。在此情况下，微小间距检查通孔8a也具有与各个检查图形21a、21b和21c对应的间距。
虽然在以上的例子中微小间距检查通孔是纵向条的形式，本发明的焊糊印刷恶化检测方法也可以用交叉条或圆形式的间距检查通孔来实现，也具有上述例子中获得的优点。
如以上描述可见，借助本发明的焊糊印刷恶化检测方法，可以预先避免电路图形印刷状态的恶化，并能够保持使所有产品都具有良好的质量的稳定生产过程。本发明的该方法包括：提供微小间距检查通孔，该通孔的间距比与在印刷线路板中确定的检查图形区域对应的区域中的电路图形的间距更小；借助于金属掩膜中的微小间距检查通孔在检查图形区域上印刷焊糊；监测检查图形区域中印刷状态的恶化；并根据检查图形区域中恶化程度的检测，启动焊糊印刷机的清洁系统，从而预先检测电路图形中的印刷状态的恶化。另外，生产线的暂时停止能够得到避免，从而产量得到了改善，操作者的负担也得到了减轻。

Claims (3)

1.一种用于检测焊糊印刷恶化的方法，包括：
在制作印刷线路板时，在印刷线路板上的电路图形的铜电极部分上借助于金属掩膜的通孔用焊糊印刷机印刷焊糊；用电子部件安装机在印刷的焊糊上安装电子部件；并使安装有电子部件的印刷线路板在回流焊机中进行回流焊，
在印刷线路板的与所述电路图形分离的部分上确定检查图形区域；在金属掩膜中形成微小间距检查通孔，其间距比与检查图形区域对应的金属掩膜区域中的电路图形的间距更小；借助于金属掩膜的微小间距检查通孔在检查图形区域上印刷焊糊；监测检查图形区域中印刷状态的恶化；并在电路图形中的焊糊印刷状态恶化之前检测检查图形区域中的恶化。
2.根据权利要求1的焊糊印刷恶化检测方法，其中：以比电路图形的间距更小的间距，在印刷线路板的与电路图形分离的部分上画出检查图形；在金属掩膜中形成与检查图形对应的微小间距检查通孔；且借助于金属掩膜的微小间距检查通孔在检查图形上印刷焊糊。
3.根据权利要求2的焊糊印刷恶化检测方法，其中：用板外观监测设备检验借助于金属掩膜的微小间距检查通孔来印刷焊糊而形成的检查图形，并当在检查图形中发现缺陷时判定印刷状态发生了恶化。
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