錫膏印刷機(jī)工作原理步驟圖 

摘要：隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子元器件的小尺寸和高密度集成化，SMT工藝窗口日趨縮小，組裝難度不斷升級(jí)，加上SMT工藝復(fù)雜，在此背景下探討如何減少產(chǎn)品故障率和返修率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量勢(shì)在必行。本文在SMT眾多復(fù)雜工藝中選擇印刷工藝進(jìn)行討論，如何提高錫膏印刷質(zhì)量。

SMT（Surface Mount Technologe）即表面貼裝技術(shù)作為先進(jìn)的電子產(chǎn)品組裝技術(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)電子制造業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。表面組裝技術(shù)在實(shí)際電子組裝中具有鮮明的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在不少缺點(diǎn)。SMT工序繁多，在SMT生產(chǎn)制造過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷異常，影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量，如圖1所示為通用的SMT工序圖，印刷作為SMT工序中首要工序，印刷質(zhì)量的好壞一定程度上直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量，本文將討論印刷工序中印刷機(jī)對(duì)印刷效果的影響。

圖一 SMT工序圖

1、 錫膏印刷

印刷主要解決焊盤上錫膏印刷量一致性的問(wèn)題，即錫膏的填充與轉(zhuǎn)移，錫膏印刷的質(zhì)量不僅與焊盤、鋼網(wǎng)開(kāi)窗設(shè)計(jì)有關(guān)，同時(shí)也與印刷機(jī)各項(xiàng)印刷參數(shù)的調(diào)試有關(guān)。錫膏印刷的理想目標(biāo)是錫膏的圖形完整、位置不偏、厚度一致，即我們常常講到的“位置”和“量”，對(duì)于錫膏位置控制比較簡(jiǎn)單，鋼網(wǎng)孔對(duì)準(zhǔn)焊盤即可，對(duì)于焊盤上實(shí)際上錫量的控制是比較難掌握的，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際印刷過(guò)程中對(duì)“量”的控制，總結(jié)影響“量”的因素主要有以下幾點(diǎn)：

（1） 錫膏的填充率，主要取決于印刷機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和刮刀；

（2） 錫膏的轉(zhuǎn)移率，主要取決于鋼網(wǎng)開(kāi)口面積比和拋光方式；

（3） 鋼網(wǎng)與FPC間間隙，主要取決于FPC焊盤設(shè)計(jì)、阻焊膜設(shè)計(jì)、印刷機(jī)支撐。

下面我們將從設(shè)備方面討論印刷機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)定和平臺(tái)支撐對(duì)印刷質(zhì)量的影響。

圖二 錫膏印刷原理

2、 印刷原理

錫膏印刷類似絲網(wǎng)印刷，不同在于錫膏印刷采用的是鋼制漏板而非絲網(wǎng)板，錫膏印刷原理與參數(shù)如圖二所示。

從印刷原理圖中看出影響錫膏印刷質(zhì)量主要包括二個(gè)方面：

（1） 刮刀參數(shù)設(shè)置；

（2） FPC板支撐度。

3、刮刀參數(shù)設(shè)置

1）刮刀角度設(shè)置

刮刀角度不同垂直方向上作用在錫膏上的作用力大小不同，作用力太大太小一定程度上都影響錫膏印刷質(zhì)量，如圖三所示為錫膏印刷質(zhì)量與刮刀角度關(guān)系。

圖三 刮刀角度與印刷質(zhì)量關(guān)系

從圖中看出，刮刀角度越小，垂直方向上作用在錫膏上的壓力越大，越不容易刮凈鋼網(wǎng)表面的錫膏；刮刀角度過(guò)大，錫膏不能滾動(dòng)起來(lái)，錫膏的填充效果依然較差，一般推薦使用刮刀角度范圍為45°～75°（一般全自動(dòng)印刷機(jī)都固定在60°）。

2）刮刀壓力設(shè)置

印刷機(jī)控制刮刀壓力大小實(shí)際上是控制刮刀垂直向下的行程。實(shí)際印刷過(guò)程中我們判斷刮刀壓力大小是否合適基本上是通過(guò)觀察FPC板與鋼網(wǎng)表面無(wú)間隙接觸、鋼網(wǎng)表面錫膏刮凈為宜。壓力過(guò)大，將導(dǎo)致大尺寸焊盤上錫膏圖形中間被挖空不良；壓力過(guò)小，焊盤填充不充分，刮不干凈，同時(shí)易形成拉尖。如下圖所示。

圖四 刮刀壓力過(guò)大

圖五 刮刀壓力過(guò)小

3）脫網(wǎng)速度設(shè)置

脫網(wǎng)速度主要影響錫膏的轉(zhuǎn)移以及錫膏圖形形態(tài)，但圖形的形態(tài)主要取決于錫膏本身性能，與其所使用的溶劑和粘度有更大的關(guān)系。一般來(lái)講，錫膏粘度越大，印刷過(guò)程中容易發(fā)生堵孔、拉尖的現(xiàn)象；使用低沸點(diǎn)溶劑時(shí)長(zhǎng)時(shí)間印刷錫膏容易干、脫模性變差。如圖六所示為錫膏轉(zhuǎn)移原理，錫膏的轉(zhuǎn)移并不是完全由錫膏的粘性決定，錫膏側(cè)方向的空氣壓力對(duì)錫膏的轉(zhuǎn)移也起著決定性作用。

圖六 錫膏轉(zhuǎn)移原理

理想情況下的錫膏轉(zhuǎn)移如圖六所示，實(shí)際印刷過(guò)程中，鋼網(wǎng)孔中有錫膏殘留，脫網(wǎng)時(shí)這些錫膏往往不會(huì)轉(zhuǎn)移到焊盤上，而是被拉起，形成超高的錫膏圖形，即我們常常看到的“拉尖”現(xiàn)象，同時(shí)錫膏圖形邊緣似乎被擠壓的痕跡，如圖七所示。

圖七 “拉尖”形成機(jī)理

4、支撐平臺(tái)對(duì)印刷的影響

FPC板的支撐也是錫膏印刷中重要的調(diào)試內(nèi)容，FPC印刷時(shí)缺乏有效的支撐或支撐不合理，將導(dǎo)致錫膏增厚，這對(duì)于細(xì)間距元器件焊接將是致命的。FPC支撐主要實(shí)現(xiàn)鋼網(wǎng)在刮刀壓力作用下能夠緊貼FPC表面。生產(chǎn)過(guò)程中我們常用的支撐方式有頂針支撐、支撐模塊支撐，一般經(jīng)驗(yàn)是將FPC支撐在寬度方向略微向上變形的形態(tài)，如圖八所示，這樣能夠保證FPC與刮刀接觸的地方平行。

圖八 FPC板支撐要求

5、鋼網(wǎng)擦拭對(duì)印刷的影響

隨著印刷次數(shù)的增多，鋼網(wǎng)底部和網(wǎng)孔都會(huì)粘附錫膏，不僅影響鋼網(wǎng)與FPC板間的緊密接觸，還會(huì)堵塞網(wǎng)孔，影響印刷。目前全自動(dòng)印刷機(jī)都具備自動(dòng)擦拭鋼網(wǎng)的功能，可進(jìn)行干擦、濕擦、真空擦及其組合擦，如“濕擦+真空擦+干擦”、“濕擦+干擦+真空擦”，但是長(zhǎng)時(shí)間印刷單憑其自動(dòng)清洗功能是不能完全清除鋼網(wǎng)底部、鋼網(wǎng)孔內(nèi)錫膏，一般根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況在印刷達(dá)到一定次數(shù)后增加一道人工清洗工藝。