Screen Printer 원리.

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1 Screen Printer 원리

2 1. Screen Printer 2. Solder Cream 재료 및 성분
※ PCB위에 있는 LAND표면에 Solder Cream을 도포하는 인쇄하는 장비이다. SMT공정 중에서 인쇄 불량으로 인하여 발생되는 공정 불량이 가장 많이 발생 됨으로 Solder Cream 및 인쇄공정은 대단히 중요한 공정이 된다. 납을 Solder Cream이라고 한다. 2. Solder Cream 재료 및 성분 ● Solder Cream의 재료 - Soldering에 사용하는 재료는 솔더(Solder), 플럭스(Flux) 및 모재의 3종류를 조합하여 사용한다. 솔더는 Sn(융점:232℃)과 Pb(융점:327℃)의 비율을 각각 63%, 37%로 합금하여 사용한다. 플럭스의 성분은 이소프로필알콜(IPA), 고형분(Rosin, Resin)과 활성제(할로겐원소, 유기산)으로 이루어져 있으며, 납땜성이 좋고 나쁨은 용융한 솔더가 모재 금속과 젖음되는 능력에 기본적으로 의존하게 된다.

3 - 성분에 비스무트(Bi)을 첨가하는 이유는 납의 용융점을 낮추기 위함이다
● Solder Cream 종류 - 성분에 은(Ag)을 첨가하는 이유는 납의 전도성을 좋게 하기 위함이다. - 성분에 비스무트(Bi)을 첨가하는 이유는 납의 용융점을 낮추기 위함이다 ● Solder Cream의 Size 대한 부품 적용 Pitch

4 ● Solder Cream 관리기준 - 보관 시 - 사용 전 - 사용 시

5 - 사용 후 ● 인쇄 상태에 영향을 미치는 요인

6 3 용어 설명 3-1 Squeegee ● Squeegee 3-2 PCB Table ● PCB Table 및 Work Z축
- Metal Mask위에 Solder Cream을 밀어낼 때 사용되는 기구, 종류는 Urethane Rubber와 Metal Squeegee가 있는데 최근에는 Metal Squeegee를 주로 사용한다. Squeegee 속력과 압력 값 에 따라 인쇄 품질에 영향을 미치고 있다. ● Squeegee 속력 및 압력에 따른 인쇄 품질에 미치는 영향 - Squeegee 속도가 SPEC기준보다 Speed Up시 소납 및 굴곡이 발생되며 Speed D/W시 과납 현상이 발생 하게 된다. - Squeegee 압력이 SPEC기준보다 압력 저하 시 과납 현상이 발생되며 압력 상승 시 소납 및 Damage를 받게 된다. 3-2 PCB Table ● PCB Table 및 Work Z축 - Jig를 받쳐주는 역할을 하며 Metal Mask와 밀착시켜주는 역할을 한다. Work Z축 속력 값에 따라 인쇄 품질 에 영향을 미치고 있다. ● Work Z축 속력 값에 따른 인쇄 품질에 미치는 영향 - Work Z축 속도가 SPEC기준보다 Speed Up시 Solder 무너짐 현상이 발생되며 Speed D/W시 소납 현상이 발생된다. ※ 자사에 맞는 SPEC 기준 Separate Speed 1.500(mm/sec) Separate offset 2.000(mm)

7 4. screen print 동작 원리 3-3 Metal Mask ● Metal Mask
- PCB Land에 Solder Cream을 도포하는 Jig를 말한다. 보통 Metal Mask 스텐실 두께는 0.12 ~ 0.2T가 적당 하다. Metal Mask Align Make에 따른 미납 및 과납, 소납 불량이 많이 발생되므로 처음 시작 시 정확한 위치 에 장착 해야 한다. 4. screen print 동작 원리 - Metal Mask 표면에 Solder Cream을 Squeegee를 이용하여 개구부로 밀어 넣는다. 이때 Solder Cream의 Rolling성이 좋고 나쁨에 따라 말려 들어가는 Solder Cream의 양이 결정된다. 그림 2에서 보는 것처럼 PCB위에 인쇄된 Solder Cream은 Metal Mask와의 점착력이 응집력 보다 작을 때 판 분리가 이루어지며 이때 PCB와 Metal Mask사이에 부압 이 형성되고 외부의 대기압에 의해 자연스럽게 Solder Cream이 빠지게 되는 것이다. <그림 1 > <그림 2 >

8 그림 3은 이상적으로 인쇄된 Solder Cream의 형태를 나타내고 있다. 이때 Solder Ceram의 칙소지수가
낮으면 쉽게 무너지고 칙소지수가 높으면 판 분리시 납빠짐이 불안하다. ※ 칙소지수 라는 것은 칙소성 이라고 하며, Solder Paste는 젖는 것에 의해 점도가 저하되고 방치하면 다시 점도가 낮아지게 되는 성질이 있다. 이 같은 성질을 칙소성이라고 한다. 즉, 지수가 높다는 것은 그만큼 성 질이 강하여, Solder Paste가 많이 굳어져 있다는 것이며, 지수가 낮다는 것은 젖음성이 좋다는 것이다. 모세관 현상 이란 액체 속에 모세관을 넣었을 때, 관내의 액면이 외부의 자유 표면보다 높거나 낮아지는 현상을 말한다. 플럭스란 라틴어의 “Fluere”에서 유래된 말로서 Solder의 흐름을 돕는데 사용되고 있으며 접합할 때 자기 스스로는 반응하지 않으면서 다른 물질의 반응을 촉진시켜 주는 촉매와 같은 역할을 한다. 젖음 현상이란 고체에 접촉된 액체가 흘러 퍼져 가는 것을 “젖음” 이라고 한다. 즉, 젖음성이란 퍼지기 쉬운 성질을 나타내는 금속 표면의 성질을 말한다. 산화 현상이란 Flux 성분과 Solder가 분리되어 있는 상태, 교반 해도 점도가 변하지 않고, 고르지 못한 상태, 이상한 형태로 굳어있는 상태의 현상 교반 이란 Solder Cream을 사용하기 전에 고속회전(1000RPM/10MIN)하여 납 성분을 골고루 섞어 주어 기포 및 층 발생을 제거하고 점도 및 칙소성을 좋게 하는 작업이다. 교반시간이 길면 점성이 변하고 납의 온도 상승으로 점도가 낮아진다. 기능 : Reflow후에 냉땜 및 틀어짐 방지, BRIDGE 발생을 줄임 <그림 3 >

9 ● 작업 순서 ① PCB Loader - Vacuum Load 에서 Screen Print로 PCB를 이동한다. ②PCB 위치 규정 - 센서를 통해 PCB안착 위치에 정확히 안착 시킨다. ③ PCB인식 - PCB Align Mark 및 Metal Mark Align Make를 확인하고 Work Table Z축이 상승하여 PCB Table과 Metal Mask와 부착 한다. ④ Solder Cream 인쇄 - Squeegee를 이용하여 Metal Mask위 Solder Cream을 이동시킨다. (인쇄한다) ⑤ PCB위치 규정 해제 - 작업이 완료된 Squeegee는 상승하고 Work Table Z축이 하강하여 PCB Table와 Metal Mask를 분리 시킨다. ⑥ PCB Unloader - PCB를 다음공정으로 이동 시킨다. ⑦ Metal Mask Cleaning - Metal Mask를 5회에 한번씩 클린 페이퍼로 청소 한다.