錫膏印刷過程中如何保持均勻的厚度
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-10
在錫膏印刷過程中,保持均勻的厚度是確保SMT(表面貼裝技術(shù))焊接質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)備、材料、工藝參數(shù)到操作規(guī)范的全流程控制方法,幫助實現(xiàn)錫膏厚度的均勻性:
設(shè)備與耗材的基礎(chǔ)保障
1. 模板(鋼網(wǎng))的精準(zhǔn)設(shè)計與維護
開口尺寸與形狀:
依據(jù)焊盤設(shè)計和元件尺寸,通過DFM(可制造性設(shè)計)優(yōu)化模板開口,例如:
矩形焊盤:開口尺寸通常比焊盤小5%~10%(避免錫膏外溢);
圓形焊盤:開口可略小于焊盤,或采用“淚滴形”防止橋連;
細間距元件(如QFP、BGA):開口內(nèi)壁做倒角處理(減少脫模阻力)。
推薦使用激光切割或電鑄成型模板,邊緣光滑度≤10μm,避免錫膏粘連。
模板厚度:
按元件引腳間距選擇,例如:
常規(guī)元件(間距≥0.5mm):厚度80~120μm;
細間距元件(間距<0.5mm):厚度60~80μm;
特殊需求(如BGA植球):可采用階梯式模板(局部加厚/減薄)。
模板清潔:
每印刷50~100片PCB后,用酒精或?qū)S们鍧崉┎潦媚0宓酌妫ㄈコ龤埩翦a膏),避免堵塞開口;
定期(每周)進行超聲波清洗,清除深層殘留,防止錫膏干燥結(jié)塊。
刮刀的選擇與調(diào)試
刮刀類型:
金屬刮刀(不銹鋼/鎢鋼):硬度高,適合高粘度錫膏,推薦角度45°~60°,壓力1~3kg/cm2;
橡膠刮刀:彈性好,適合低粘度錫膏,硬度70~90 Shore,需定期檢查刃口磨損(磨損后易導(dǎo)致錫膏堆積)。
刮刀壓力與速度:
壓力:“剛好刮凈模板表面殘留錫膏”為原則,過大會壓薄錫膏,過小會殘留堆積,可通過壓力測試儀校準(zhǔn)(推薦范圍:1.5~2.5kg/cm);
速度:常規(guī)速度30~60mm/s,細間距元件降低至20~40mm/s(速度過快導(dǎo)致錫膏填充不充分,過慢導(dǎo)致過度擠壓)。
錫膏材料的可控性管理
1. 錫膏粘度與觸變性
粘度控制:
錫膏使用前需回溫(25±2℃,4~6小時),避免溫差導(dǎo)致冷凝水影響性能;
攪拌后粘度需用粘度計檢測(推薦值:印刷型錫膏粘度100~150Pa·s,細間距需更低至80~120Pa·s),每2小時復(fù)測一次,粘度下降超10%時需補加新錫膏或重新攪拌。
觸變性:
選擇觸變指數(shù)(Thixotropic Index)1.4~1.6的錫膏(指數(shù)過低易塌陷,過高易殘留),避免長時間靜置導(dǎo)致觸變性失效(建議每15~20分鐘手動補充錫膏,保持刮刀前方錫膏量≥刮刀高度的1/3)。
2. 溫濕度環(huán)境控制
車間溫濕度嚴(yán)格控制在 溫度23±2℃,濕度45%~60%RH:
溫度過高:錫膏溶劑揮發(fā)加快,粘度驟增,印刷后易開裂;
濕度過低:PCB吸濕性差,錫膏脫模時易粘連模板;
濕度過高:PCB表面受潮,可能導(dǎo)致錫膏塌陷或焊接不良。
工藝參數(shù)的精細化調(diào)試
印刷機參數(shù)優(yōu)化
離網(wǎng)(脫模)速度與距離:
離網(wǎng)距離(模板與PCB間距):常規(guī)0~0.5mm,細間距元件建議0~0.2mm(距離過大易導(dǎo)致錫膏拉尖、厚度不均);
脫模速度:推薦1~3mm/s(低速脫??蓽p少錫膏拉伸變形,尤其適合細間距元件)。
印刷方向與次數(shù):
單向印刷(刮刀單方向移動)比雙向印刷更均勻,避免往返時錫膏堆積不均;
單次印刷即可滿足厚度要求,多次印刷易導(dǎo)致錫膏重疊或模板變形。
PCB與模板的對位精度
利用印刷機的視覺對位系統(tǒng)(Mark點識別),確保模板開口與PCB焊盤重合度≥95%,偏差≤50μm(尤其針對0201、01005等微小元件);
固定PCB時,使用真空吸附或夾具夾緊,避免印刷時PCB移位(翹曲度>0.1mm的PCB需提前整平)。
操作規(guī)范與過程監(jiān)控
標(biāo)準(zhǔn)化操作流程
錫膏添加:每次添加量以覆蓋刮刀移動路徑的1/2~2/3為宜,避免過多導(dǎo)致壓力不均,或過少導(dǎo)致填充不足(建議每印刷10~15片補充一次);
刮刀清潔:每班開工前檢查刮刀刃口,如有錫膏固化或缺口,及時更換(金屬刮刀壽命約5萬次,橡膠刮刀約2萬次);
首件檢測:每批次生產(chǎn)前,印刷首片PCB,用SPI(錫膏厚度檢測儀)檢測至少5個關(guān)鍵焊盤(如BGA中心/邊緣焊盤、細間距IC引腳焊盤),厚度偏差控制在±10%以內(nèi)。
實時檢測與反饋調(diào)節(jié)
在線檢測:通過SPI設(shè)備對每片PCB進行全焊盤厚度掃描,重點監(jiān)控均值(Average)、標(biāo)準(zhǔn)差(σ),理想狀態(tài)下σ≤5μm(反映均勻性);
異常處理:若某區(qū)域厚度偏厚/偏薄,分析原因并調(diào)整:
偏厚:可能是刮刀壓力不足、模板開口過大、離網(wǎng)距離過大,逐一排查;
偏?。嚎赡苁枪蔚秹毫^大、速度過快、錫膏粘度偏高,或模板堵塞,清潔或更換相關(guān)部件。
常見問題與應(yīng)對策略
問題現(xiàn)象 可能原因 解決方法
局部錫膏過厚 模板開口偏大、刮刀壓力不足、離網(wǎng)距離大 縮小開口、增加壓力、降低離網(wǎng)距離
整體厚度偏薄 錫膏粘度高、刮刀速度過快、模板磨損 調(diào)整粘度、降低速度、更換模板
邊緣拉尖/塌陷 脫模速度過快、錫膏觸變性差 降低脫模速度、更換觸變性更好的錫膏
周期性厚度不均 模板開口堵塞、刮刀磨損不均勻 清潔模板、更換刮刀
錫膏厚度均勻性的核心在于“設(shè)備精度、材料穩(wěn)定、參數(shù)匹配、過程監(jiān)控”的閉環(huán)控制。通過優(yōu)化模板設(shè)計、精準(zhǔn)調(diào)試刮刀參數(shù)、嚴(yán)格管控錫膏性能與環(huán)境條件,并結(jié)合SPI等檢測手段實時反饋調(diào)整,可有效將錫膏厚度偏差控制在工藝要求范圍內(nèi),為后續(xù)焊接質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。
實際生產(chǎn)中需結(jié)合具體設(shè)備和錫膏特性,通過DOE(實驗設(shè)計)驗證最佳參數(shù)組合,形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(SOP),并定期對設(shè)備和工藝進行維護校準(zhǔn)。
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