SMT焊膏印刷工藝
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介紹
表面貼裝組裝工藝最重要的部分之一是將錫膏應(yīng)用于印刷電路板（PCB）。 這個(gè)過程的目的是準(zhǔn)確地將正確的量存放到每個(gè)要焊接的焊盤上。 這通過絲網(wǎng)或箔片絲網(wǎng)印刷焊膏來實(shí)現(xiàn)，但也可以通過噴印來實(shí)現(xiàn)。 人們普遍認(rèn)為，如果控制不當(dāng)，這部分過程會占據(jù)大部分裝配缺陷。
使用模板印刷機(jī)將錫膏應(yīng)用于印刷電路板的最常見方法是刮刀印刷 - 請參閱下圖。 刮刀是用于施加將焊膏移動(dòng)到模板上和PCB上所需的必要力的工具。 它們通常由金屬制成，但也可以由聚氨酯制成。
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注意事項(xiàng)
有效的錫膏印刷工藝的關(guān)鍵參數(shù)如下： -
1. 刮膠速度
2. 刮刀壓力
4. 鋼網(wǎng)分離速度
6. 鋼網(wǎng)清洗
8. 模板和刮刀條件
10. PCB支持
12. 打印描邊
14. 類型，存儲和處理
16. 檢查（2D / 3D）
18.
刮膠速度
· 刮板的移動(dòng)速度決定了焊膏有多少時(shí)間可以“滾動(dòng)”到模板的孔中和PCB的焊盤上。 通常使用每秒25毫米的設(shè)置，但這取決于模板中的孔徑和使用的焊膏的大小。
· 刮刀壓力
· 在打印周期內(nèi)，重要的是在刮刀片的整個(gè)長度上施加足夠的壓力，以確保模版的清潔擦拭。 太小的壓力會導(dǎo)致模板上的糊劑“模糊”，沉積不良以及不完全轉(zhuǎn)印到PCB上。 過大的壓力會導(dǎo)致糊劑從較大的孔中“舀出”，鋼網(wǎng)和刮刀上的磨損過大，并且可能導(dǎo)致模板和PCB之間的糊劑“滲漏”。 刮刀壓力的典型設(shè)置是每25mm刮刀刀片0.5Kg的壓力。
· 鋼網(wǎng)分離速度
· 這是印刷后PCB從模板上分離的速度。 應(yīng)使用高達(dá)每秒3毫米的速度設(shè)置，并受模板內(nèi)孔徑的大小控制。 如果這太快，則會導(dǎo)致焊膏不能完全從孔中釋放，并且在沉積物周圍形成高邊緣，也就是所謂的“狗耳朵”，這可以在下面看到。
示例圖像顯示了被稱為“狗耳朵”的焊膏沉積物中的高點(diǎn)
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鋼網(wǎng)清洗
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模板必須在使用過程中定期清潔，可以手動(dòng)或自動(dòng)完成。 許多自動(dòng)印刷機(jī)都有一套系統(tǒng)，可以在使用無絨布材料涂上清潔化學(xué)品（如IPA）的固定打印數(shù)量后清潔模板。 該系統(tǒng)執(zhí)行兩項(xiàng)功能，第一個(gè)功能是清潔鋼網(wǎng)底面以防止弄臟，第二是使用真空清潔孔口以阻止堵塞。
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焊膏在模板下面“流血” | 
鋼網(wǎng)阻塞光圈 |
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模板和刮刀條件
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模板和橡皮刮板都需要仔細(xì)儲存和維護(hù)，因?yàn)槿魏螜C(jī)械損壞都可能導(dǎo)致不希望的結(jié)果。 兩者在使用前應(yīng)檢查并在使用后徹底清潔，理想情況下使用自動(dòng)清潔系統(tǒng)，以去除任何錫膏殘留物。 如果注意到刮刀或模板有任何損壞，應(yīng)更換它們以確保可靠和可重復(fù)的過程。
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PCB支持
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這是確保PCB在印刷過程中與模板保持平坦的重要因素。 如果PCB沒有完全支撐，則會導(dǎo)致印刷缺陷，例如不良的糊劑沉積和污跡。 印刷電路板支架通常配有印刷機(jī)器，印刷機(jī)具有固定的高度，并具有可編程的位置以確保一致的工藝。 也有可適應(yīng)性強(qiáng)的PCB支架，可提供不同的設(shè)計(jì) ， 可將其自身模制到PCB上，并可用于雙面組裝。 
使用中適應(yīng)性PCB支持的示例
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打印描邊
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這是橡皮掃帚穿過模板的距離，推薦距離最遠(yuǎn)的孔至少20mm。 經(jīng)過最遠(yuǎn)孔的距離對于允許錫膏在回程中滾動(dòng)有足夠的空間是重要的，因?yàn)殄a膏卷的滾動(dòng)會產(chǎn)生向下的力，從而將錫膏推入孔中。
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類型，存儲和處理
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焊膏基本上是粉狀焊料懸浮在稱為焊劑的厚介質(zhì)中。 助焊劑用作臨時(shí)粘合劑，將組件固定到位，直到焊接過程熔化焊料并形成電氣/機(jī)械連接。
應(yīng)根據(jù)模板內(nèi)孔的大小選擇正確的焊膏類型。 從模板孔隙的釋放受所選焊膏內(nèi)的顆粒大小的影響。 以下是可用的粒度： -
以微米為單位的粒度粒子類型
75-45 2
45-25 3
38-20 4
25-15 5
15-5 6
有一個(gè)'5球規(guī)則'，理想情況下最少5個(gè)焊料粒子應(yīng)該跨越最小孔徑的寬度。
錫鉛和無鉛錫膏在儲存時(shí)應(yīng)冷藏以保持其保質(zhì)期，但在使用前必須至少保持室溫八小時(shí)以保持質(zhì)量。
在使用之前應(yīng)該將錫膏混合，以確保任何分離的材料均勻地分布在整個(gè)錫膏中。 混合可以手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行1到3分鐘的時(shí)間。
一般來說，已經(jīng)使用超過8小時(shí)的焊膏應(yīng)該被丟棄。 已使用長達(dá)4小時(shí)的焊膏在重新使用前可以在密封容器中在室溫下儲存長達(dá)24小時(shí)。 工作環(huán)境（環(huán)境溫度和相對濕度）會影響性能，因此要確保焊膏的狀態(tài)可以進(jìn)行簡單的聚結(jié)測試。
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檢查（2D / 3D）
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為了驗(yàn)證該過程，可以使用自動(dòng)檢查來精確檢查焊膏沉積物。 有兩種類型的焊膏檢測可用，它們是2D檢查，其檢查焊膏沉積物的面積和檢查焊膏沉積體積的3D檢查。
2D檢查發(fā)現(xiàn)故障的例子
3D檢查結(jié)果的例子
以下 焊膏印刷檢查，下圖顯示了可能的結(jié)果示例： -
這是目標(biāo)狀態(tài)。
通常在溫度高于推薦水平的過程中發(fā)生“貧化印跡”。
如果刮刀壓力設(shè)置得太高并且出現(xiàn)“挖出”，則可以看到“清掃打印”結(jié)果。
“橋接”可能是由于電路板支撐不良或模板條件/清潔度造成的。
當(dāng)模板分離速度設(shè)置得太高時(shí)，通常會發(fā)現(xiàn)“峰值”。
結(jié)論
裝配過程的印刷階段非常重要。 如果在這個(gè)階段出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么在整個(gè)過程中將會出現(xiàn)“磕磕絆絆”的效果。這里可以看到一個(gè)因果圖，涉及焊膏轉(zhuǎn)印效率。 為了開發(fā)最佳的錫膏印刷工藝，必須考慮上述詳細(xì)過程的所有方面。
