SMT关键工序的工艺控制-中国电子学会2-1印刷、贴装

1、焊膏是保证焊膏是保证SMTSMT质量的关键工序。目前一质量的关键工序。目前一般都采用模板印刷。般都采用模板印刷。 据资料统计，在据资料统计，在PCBPCB设计正确、元器件和印制设计正确、元器件和印制板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有板质量有保证的前提下，表面组装质量问题中有70%70%的质量问题出在印刷工艺。的质量问题出在印刷工艺。 焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的焊膏在刮板前滚动

2、，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入网孔或漏孔。网孔或漏孔。刮板刮板 焊膏焊膏模板模板PCB PCB a a焊膏在刮板前滚动前进焊膏在刮板前滚动前进 b b产生将焊膏注入漏孔的压力产生将焊膏注入漏孔的压力 c c切变力使焊膏注入漏孔切变力使焊膏注入漏孔 X X Y F Y F 刮刀的推动力刮刀的推动力F可分解为可分解为 推动焊膏推动焊膏前进分力前进分力X和和 将焊膏注入漏孔的将焊膏注入漏孔的压力压力Y d焊膏

3、释放（脱模）焊膏释放（脱模） 图图1-3 焊膏印刷原理示意图焊膏印刷原理示意图 刮板刮板 脱模脱模 (a) (a) 模板开口尺寸：开口面积模板开口尺寸：开口面积B B与开口壁面积与开口壁面积A A比比0.660.66时时焊膏释焊膏释放（脱模）顺利。放（脱模）顺利。 (b) (b) 焊膏黏度：焊膏与焊膏黏度：焊膏与PCBPCB焊盘之间的粘合力焊盘之间的粘合力FsFs焊膏与开口壁焊膏与开口壁之间的摩擦力之间的摩擦力FtFt时时焊膏释放顺利。焊膏释放顺利。 (c) (c) 开口壁的形状和光滑度：开口壁光滑、喇叭口向下或垂直时开口壁的形状和光滑度：开口壁光滑、喇叭口向下或垂直时焊膏释放顺利。焊膏释放顺

4、利。 图图1-4 放大后的放大后的焊膏印刷脱模示意图焊膏印刷脱模示意图Ft焊膏与焊膏与PCB焊盘之间的焊盘之间的与开口面积、焊膏黏度有关与开口面积、焊膏黏度有关Fs焊膏与开口壁之间的焊膏与开口壁之间的与开口壁面积、与开口壁面积、光滑度有关光滑度有关A焊膏与模板焊膏与模板之间的接触之间的接触；BB焊膏与焊膏与PCB焊盘之间的接触面积焊盘之间的接触面积()PCB开口壁面积开口壁面积A开口面积开口面积B (a) (a) 垂直开口垂直开口 (b) (b) 喇叭口向下喇叭口向下 (c) (c) 喇叭口向上喇叭口向上 易脱模易脱模 易脱模易脱模 脱模差脱模差 图图1-5 模板模板开口形状示意图开口形状示意

5、图 橡胶刮刀有一定的揉性，用于丝网印刷以及模板表面不太平橡胶刮刀有一定的揉性，用于丝网印刷以及模板表面不太平整、例如经过减薄处理（有凹面）或印制板上已经做好倒装片的整、例如经过减薄处理（有凹面）或印制板上已经做好倒装片的（模板上加工了凸起保护）模板印刷。（模板上加工了凸起保护）模板印刷。 橡胶刮刀的硬度：橡胶刮刀的硬度： 肖氏（肖氏（shoreshore）7575度度 8585度。度。 金属刮刀耐磨、使用寿命长（约金属刮刀耐磨、使用寿命长（约10万次，是万次，是聚胺酯的聚胺酯的1010倍左倍左右右）。用于平整度好的金属模板印刷；适宜各种间距、密度的印）。用于平整度好的金属模板印刷；适宜各种间距

6、、密度的印刷，特别对窄间距、高密度印刷质量比较高，而且使用寿命长，刷，特别对窄间距、高密度印刷质量比较高，而且使用寿命长，应用最广泛。应用最广泛。 橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种。橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种。 是将是将10mm10mm10mm10mm的方形聚胺脂夹在支架中间，的方形聚胺脂夹在支架中间，前后呈前后呈4545角。菱形刮刀可采用单刮刀作双向印刷。刮刀在每角。菱形刮刀可采用单刮刀作双向印刷。刮刀在每个行程末端可跳过焊膏。菱形刮刀的焊膏量不易控制，并容易个行程末端可跳过焊膏。菱形刮刀的焊膏量不易控制，并容易污染刮刀头。污染刮刀头。 一般都采用双刮刀形式。刮刀的角度一般一般都采用双

7、刮刀形式。刮刀的角度一般为为4545 60。 RUB METRUB MET 橡胶刮刀橡胶刮刀 金属刮刀金属刮刀 图图2-7 各种不同各种不同形状的刮刀示意图形状的刮刀示意图手动刮刀（刮刀只能作一个方向印刷）（刮刀只能作一个方向印刷） 单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作为回单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作为回料用的；料用的； 双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。 都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，在刮刀的推动下在模板表面来回滚动。有单向印刷和双向印刷在刮刀的推动下在模板表面来回滚动。有单向印刷和双向印

8、刷两种印刷方式。两种印刷方式。 随着随着SMTSMT向高密度、窄间距、无铅焊向高密度、窄间距、无铅焊接的发展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。接的发展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。印刷设备和技术也在不断地改进和发展。出现了各种密封式的印刷设备和技术也在不断地改进和发展。出现了各种密封式的印刷技术。最初有英国印刷技术。最初有英国DEKDEK公司和美国公司和美国MPMMPM公司推出的刮刀旋转公司推出的刮刀旋转4545以及密封式以及密封式ProFlowProFlow（捷流）导流包印刷技术。最近日本（捷流）导流包印刷技术。最近日本MinamiMinami公司和公司和Hi

9、tachiHitachi公司相继推出了单向旋转和双向密闭型公司相继推出了单向旋转和双向密闭型印刷技术，见图印刷技术，见图2-8。这些新技术适合免清洗、。这些新技术适合免清洗、无铅焊接、高无铅焊接、高密度、高速度印刷的要求。密度、高速度印刷的要求。 (a) (a) 传统开放式传统开放式 (b) (b) 单向旋转式单向旋转式 (c) (c) 固定压入式固定压入式 (d) (d) 双向密闭型双向密闭型 图图2-8 各种不同各种不同形式的印刷技术示意图形式的印刷技术示意图 模板印刷是接触印刷，因此模板厚度模板印刷是接触印刷，因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊与开口尺寸确

10、定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊膏量过少会产生焊锡不足或虚焊。模板开口形状以及开口是否膏量过少会产生焊锡不足或虚焊。模板开口形状以及开口是否光滑也会影响脱模质量。光滑也会影响脱模质量。 焊膏的黏度、印刷性（滚动性、转焊膏的黏度、印刷性（滚动性、转移性）、触变性、常温下的使用寿命等都会影响印刷质量。移性）、触变性、常温下的使用寿命等都会影响印刷质量。 刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只有正角度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只有正确控制这些参数，才能保证焊膏的印刷质量。确控制这些参数，才能保证焊

11、膏的印刷质量。 在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。 环境温度过高会降低环境温度过高会降低焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。孔。 从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，而且印刷焊膏是一种多，而且印刷焊膏是一种。 焊膏的量随时间而变化，如果不

12、能及时添加焊膏的焊膏的量随时间而变化，如果不能及时添加焊膏的量，会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。量，会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。 焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化；卫生而变化； 模板底面的清洁程度及开口内壁的状态不断变化；模板底面的清洁程度及开口内壁的状态不断变化； (1)(1)加工合格的模板加工合格的模板 (2)(2)选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏 (3)(3)印刷工艺控制印刷工艺控制 模板厚度与开口尺寸基本要求模板厚度与开口尺寸基本要求: : （IPC7525IPC7525标准）

13、标准） T WT W L L : : 开口宽度开口宽度(W)/(W)/模板厚度模板厚度(T)(T)1.51.5 : : 开口面积开口面积(W(WL)/L)/孔壁面积孔壁面积22(L+W)(L+W)T T 0.660.66 与刮刀移动方向垂直的模板开口，因刮刀通过的时间短，与刮刀移动方向垂直的模板开口，因刮刀通过的时间短，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，模板开口长度方向模板开口长度方向与刮刀移动方向垂直与刮刀移动方向垂直模板开口长度方向模板开口长度方向与刮刀移动方向平行与刮刀移动方向平行平行平行垂直垂直 不同的产品要选择不同的焊膏。不同的产品要选择

14、不同的焊膏。 （a a）根据产品本身的价值和用途，高可靠产品选择高质量的焊膏。）根据产品本身的价值和用途，高可靠产品选择高质量的焊膏。 （b b）根据）根据PCBPCB和元器件存放时间和表面氧化程度选择焊膏的活性。和元器件存放时间和表面氧化程度选择焊膏的活性。 一般采用一般采用RMARMA级；高可靠性产品选择级；高可靠性产品选择R R级；级；PCB PCB 、元器件存放时间、元器件存放时间长，表面严重氧化，应采用长，表面严重氧化，应采用RARA级，焊后清洗。级，焊后清洗。 （c c）根据组装工艺、印制板、元器件的具体情况选择合金组分。）根据组装工艺、印制板、元器件的具体情况选择合金组分。 一般

15、镀铅锡印制板采用一般镀铅锡印制板采用63Sn/37Pb63Sn/37Pb；钯金或钯银厚膜端头和引脚；钯金或钯银厚膜端头和引脚可焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用可焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用62Sn/36Pb /2Ag62Sn/36Pb /2Ag；水金板一般不要选择含银的焊膏；水金板一般不要选择含银的焊膏；(金与焊料中的锡形成金锡间共价金与焊料中的锡形成金锡间共价化合物化合物AuSn4，焊料中金的含量超过，焊料中金的含量超过3%会使焊点变脆，用于焊接的会使焊点变脆，用于焊接的金层厚度金层厚度1m。) （d d）根据产品对清洁度的要求来选择是否采用免清洗。）根据产品对清

16、洁度的要求来选择是否采用免清洗。 免清洗工艺要选用不含卤素或其它强腐蚀性化合物免清洗工艺要选用不含卤素或其它强腐蚀性化合物的焊膏；的焊膏； 高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命安全高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命安全的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必须的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必须清洗干净。清洗干净。 （e e）BGABGA和和CSPCSP一般都需要采用高质量的免清洗焊膏；一般都需要采用高质量的免清洗焊膏； （f）焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。）焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。常用焊膏的合金粉末颗粒尺寸分为四种粒度等级，窄间距时一般选

17、常用焊膏的合金粉末颗粒尺寸分为四种粒度等级，窄间距时一般选择择2045m2045m。 SMD引脚间距和焊料颗粒的关系引脚间距和焊料颗粒的关系38m38m的颗粒应的颗粒应少于少于1%1%2038 445m45m的颗粒应的颗粒应少于少于1%1%2545 375m75m的颗粒应的颗粒应少于少于1%1%4575 220m150m150m的颗粒应的颗粒应少于少于1%1%75150 1微粉颗粒要求微粉颗粒要求大颗粒要求大颗粒要求80%以上合金粉末以上合金粉末颗粒尺寸（颗粒尺寸（m） 合金粉末类合金粉末类型型 细小颗粒的焊膏印刷性比较好，特别对于高密度、窄细小颗粒的焊膏印刷性比较好，特别对于高密度、窄间距的

18、产品，由于模板开口尺寸小，必须采用小颗粒合金间距的产品，由于模板开口尺寸小，必须采用小颗粒合金粉末，否则会影响印刷性和脱摸性。粉末，否则会影响印刷性和脱摸性。 小颗粒合金粉的优点：印刷性好，印刷图形的清晰度高。小颗粒合金粉的优点：印刷性好，印刷图形的清晰度高。 缺点：易塌边，表面积大，易被氧化。缺点：易塌边，表面积大，易被氧化。 长方形长方形 圆形开口圆形开口 球形颗粒的特点：焊膏粘度较低，印刷性好。球形颗球形颗粒的特点：焊膏粘度较低，印刷性好。球形颗粒的表面积小，含氧量低，有利于提高焊接质量，但印刷粒的表面积小，含氧量低，有利于提高焊接质量，但印刷后焊膏图形容易塌落。适用于高密度窄间距的模板

19、印刷，后焊膏图形容易塌落。适用于高密度窄间距的模板印刷，滴涂工艺。目前一般都采用球形颗粒。滴涂工艺。目前一般都采用球形颗粒。 不定形颗粒的特点：合金粉末组成的焊膏粘度高，印不定形颗粒的特点：合金粉末组成的焊膏粘度高，印刷后焊膏图形不易塌落，但印刷性较差。不定形颗粒的表刷后焊膏图形不易塌落，但印刷性较差。不定形颗粒的表面积大，含氧量高，影响焊接质量和焊点亮度。只适用于面积大，含氧量高，影响焊接质量和焊点亮度。只适用于组装密度较低的场合。因此目前一般都不采用不定形颗粒。组装密度较低的场合。因此目前一般都不采用不定形颗粒。可用于穿心电容等较大焊接点场合。可用于穿心电容等较大焊接点场合。 例如模板印刷

20、工艺应选择高黏度焊膏、点胶工艺选择低例如模板印刷工艺应选择高黏度焊膏、点胶工艺选择低黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。黏度焊膏，高密度印刷要求高黏度。 焊膏粘度焊膏粘度 焊膏是一种触变性流体，在外力的作用下能产生流动。焊膏是一种触变性流体，在外力的作用下能产生流动。 粘度是焊膏的主要特性指标，它是影响印刷性能的重要粘度是焊膏的主要特性指标，它是影响印刷性能的重要因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的图形因素：粘度太大，焊膏不易穿出模板的漏孔，印出的图形残缺不全。残缺不全。粘度太小，印刷后焊膏图形容易塌边。粘度太小，印刷后焊膏图形容易塌边。 影响焊膏粘度的主要因素：影响焊膏粘度的主要因素：

21、合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊剂合金焊料粉的百分含量：（合金含量高，粘度就大；焊剂百分含量高，粘度就小。百分含量高，粘度就小。 ）粉末颗粒度（颗粒大，粘度减小；颗粒减小，粘度增加）粉末颗粒度（颗粒大，粘度减小；颗粒减小，粘度增加）温度（温度增加，粘度减小；温度降低，粘度增加）温度（温度增加，粘度减小；温度降低，粘度增加） (a) 合金焊料粉含量与黏度的关系合金焊料粉含量与黏度的关系 (b) (b) 温度对黏度的影响温度对黏度的影响 (c) (c) 合金粉末粒度对黏度的影响合金粉末粒度对黏度的影响粘粘度度粘粘度度粘粘度度合金粉末含量（合金粉末含量（wt%）T（） 粒度（粒度（m

22、）(a) (b) (c)(b) (c) 焊膏是触变性流体，焊膏的塌落度主要与焊膏的粘焊膏是触变性流体，焊膏的塌落度主要与焊膏的粘度和触变性有关。触变指数高，塌落度小；触变指数低，度和触变性有关。触变指数高，塌落度小；触变指数低，塌落度大。塌落度大。 影响触变指数和塌落度主要因素：影响触变指数和塌落度主要因素： 合金焊料与焊剂的配比，即合金粉末在焊膏中的合金焊料与焊剂的配比，即合金粉末在焊膏中的重量百分含量；重量百分含量； 焊剂载体中的触变剂性能和添加量；焊剂载体中的触变剂性能和添加量； 颗粒形状、尺寸。颗粒形状、尺寸。 工作寿命是指在室温下连续印刷时，焊膏的粘度随时工作寿命是指在室温下连续印刷

23、时，焊膏的粘度随时间变化小，焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）稳定；同时间变化小，焊膏不易干燥，印刷性（滚动性）稳定；同时焊膏从被涂敷到焊膏从被涂敷到PCBPCB上上后后到贴装元器件之前保持到贴装元器件之前保持粘结性能；粘结性能；再流焊不失效。一般要求在再流焊不失效。一般要求在常温下放置常温下放置1224小时，至少小时，至少4小时，其性能保持不变。小时，其性能保持不变。 储存期限储存期限是指是指在规定的保存条件下，焊膏从生产日期在规定的保存条件下，焊膏从生产日期到使用前性能不严重降低，能不失效的正常使用之前的保到使用前性能不严重降低，能不失效的正常使用之前的保存期限，一般规定在存期限，一般规定在2

24、 21010下保存一年，至少下保存一年，至少3 36 6个月。个月。 a) a) 必须储存在必须储存在5 51010的条件下；的条件下； b) b) 要求使用前一天从冰箱取出焊膏（至少提前要求使用前一天从冰箱取出焊膏（至少提前2 2小时），待焊膏达小时），待焊膏达到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结；到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结； c) c) 使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀，搅拌棒一定要清洁；使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀，搅拌棒一定要清洁； d) d) 添加完焊膏后，应盖好容器盖；添加完焊膏后，应盖好容器盖； e) e) 免清洗焊膏不能使用回收的焊膏，如果印刷间隔超过免清洗焊

25、膏不能使用回收的焊膏，如果印刷间隔超过1 1小时，须小时，须将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中；将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中； f) f) 印刷后尽量在印刷后尽量在4 4小时内完成再流焊。小时内完成再流焊。 g) g) 免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗；免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗； h) h) 需要清洗的产品，再流焊后应当天完成清洗；需要清洗的产品，再流焊后应当天完成清洗； i) i) 印刷操作时，要求拿印刷操作时，要求拿PCBPCB的边缘或带手套，以防污染的边缘或带手套，以防污染PCBPCB。 j) j) 回收的焊膏与新焊膏要分别存放回收的焊膏与新焊膏要分

26、别存放 通过人工对工作台或对模板作通过人工对工作台或对模板作X X、Y Y、的精细调整，使的精细调整，使PCBPCB的焊盘图形与模板漏孔图形完全重的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。合。 角度越小，向下的压力越角度越小，向下的压力越大，容易将焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板大，容易将焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，造成焊膏图形粘连。一般为底面，造成焊膏图形粘连。一般为45456060。目前自动和。目前自动和半自动印刷机大多采用半自动印刷机大多采用6060。 焊膏的滚动直径焊膏的滚动直径h 915mm较合适较合适。 h 过小不利于焊膏漏印（印刷的填充性）过小不利于焊膏漏印（印刷的

27、填充性） h 过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，对焊膏质量不利。对焊膏质量不利。 焊膏的投入量应根据刮刀的长度加入。根据焊膏的投入量应根据刮刀的长度加入。根据PCB组组装密度（每快装密度（每快PCB的焊膏用量），估计出印刷的焊膏用量），估计出印刷100快快还是还是150快添加一次焊膏。快添加一次焊膏。 刮刀运动方向刮刀运动方向h 焊膏高度（滚动直径）焊膏高度（滚动直径） 刮刀压力也是影响印刷质量的重要刮刀压力也是影响印刷质量的重要因素。刮刀压力实际是指刮刀下降的深度，压力太小，可因素。刮刀压力实际是指刮刀下降的深度，压力太小，可能会发生两种

28、情况：第能会发生两种情况：第种情况是由于刮刀压力小，刮刀种情况是由于刮刀压力小，刮刀在前进过程中产生的向下的在前进过程中产生的向下的Y Y分力也小，会造成漏印量不分力也小，会造成漏印量不足；第足；第种情况是由于刮刀压力小，刮刀没有紧贴模板表种情况是由于刮刀压力小，刮刀没有紧贴模板表面，印刷时由于刮刀与面，印刷时由于刮刀与PCBPCB之间存在微小的间隙，因此相之间存在微小的间隙，因此相当于增加了印刷厚度。另外压力过小会使模板表面留有一当于增加了印刷厚度。另外压力过小会使模板表面留有一层焊膏，容易造成图形粘连等印刷缺陷。因此层焊膏，容易造成图形粘连等印刷缺陷。因此。 金属刮刀的压力应比橡胶刮刀的压

29、力大一些，一般金属刮刀的压力应比橡胶刮刀的压力大一些，一般大大1.21.21.5倍。倍。橡胶刮刀的压力过大，印刷时刮刀会压入橡胶刮刀的压力过大，印刷时刮刀会压入开口中，造成印刷量减少，特别是大尺寸的开口。因此开口中，造成印刷量减少，特别是大尺寸的开口。因此加工模板时，可将大开口中间加一条小筋。加工模板时，可将大开口中间加一条小筋。 紧固金属刮刀时，紧固程度要适当紧固金属刮刀时，紧固程度要适当。用力过大由于应用力过大由于应力会造成刮刀变形，影响刮刀寿命。力会造成刮刀变形，影响刮刀寿命。 再流焊时，由于热过孔和大面积再流焊时，由于热过孔和大面积 对于大面积对于大面积 由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反

30、比由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反比关系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度过关系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷缺陷。口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷缺陷。 在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在一定的关系，降速度相当于增加压力，适当降低压力可起一定的关系，降速度相当于增加压力，适当降低压力可起到提高印刷速度的效果。到提高印刷速度的效果。 有窄间距、高密度图形时，有窄间距、

31、高密度图形时，要要慢一些。慢一些。 为了提高窄间距、高密度印刷质量，日立公为了提高窄间距、高密度印刷质量，日立公司推出司推出“加速度控制加速度控制”方法方法随印刷工作台下随印刷工作台下降行程，对下降速度进行变速控制。降行程，对下降速度进行变速控制。 分离速度增加时，模板与分离速度增加时，模板与PCB间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，造成少印和粘连。小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，造成少印和粘连。 分离速度减慢时，分离速度减慢时，PCB与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，而使焊膏很容易脱离模

32、板开口壁，印刷状态良好。而使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷状态良好。卷入残留焊膏大气压负压模板分离粘着力凝聚力经常清洗模板底面也是保证经常清洗模板底面也是保证印刷质量的因素。应根据焊膏、模板材料、厚度及开口印刷质量的因素。应根据焊膏、模板材料、厚度及开口大小等情况确定清洗模式大小等情况确定清洗模式清洗频率。（清洗频率。（1 1湿湿1 1干或干或2 2湿湿1 1干等，印干等，印2020块清洗一次或印块清洗一次或印1 1块清洗一次等）块清洗一次等） 模板污染主要是由于焊膏从开口边缘溢出造成的。模板污染主要是由于焊膏从开口边缘溢出造成的。如果不及时清洗，会污染如果不及时清洗，会污染PCBPCB表面，

33、模板开口四周的残留表面，模板开口四周的残留焊膏会变硬，严重时还会堵塞开口。焊膏会变硬，严重时还会堵塞开口。 手工清洗时，顺开口长度方向效果较好。手工清洗时，顺开口长度方向效果较好。 建立检验制度建立检验制度 必须严格首件检验。必须严格首件检验。 有有BGABGA、CSPCSP、高密度时每一块、高密度时每一块PCBPCB都要检验。都要检验。 一般密度时可以抽检。一般密度时可以抽检。印刷焊膏取样规则印刷焊膏取样规则批次范围取样数量不合格品的允许数量1500130501320050132011000080210001350001253 表表1 1 不良品的判定和调整方法不良品的判定和调整方法 6 6

34、 SMTSMT不锈钢激光模板制作外协程序及工艺要求不锈钢激光模板制作外协程序及工艺要求 印刷模板，又称漏板、钢板，它是用来定量分配焊膏，是保证印刷模板，又称漏板、钢板，它是用来定量分配焊膏，是保证焊膏印刷质量的的关键工装。焊膏印刷质量的的关键工装。 金属模板的制造方法金属模板的制造方法: （1）化学腐蚀法（减成法）化学腐蚀法（减成法）锡磷青铜、不锈钢板。锡磷青铜、不锈钢板。 （2）激光切割法）激光切割法不锈钢、高分子聚脂板。不锈钢、高分子聚脂板。 （3）电铸法（加成法）电铸法（加成法）镍板。镍板。0201、0.3mmQFP、CSP等器件等器件1.价格昂贵价格昂贵2.制作周期长制作周期长1.尺寸

35、精度高尺寸精度高2.窗口形状好窗口形状好3.孔壁光滑孔壁光滑镍镍电铸法电铸法0.5mmQFP、 BGA、CSP等等器件器件1.价格较高价格较高2.孔壁有时会有毛孔壁有时会有毛刺，需化学抛光加刺，需化学抛光加工工1.尺寸精度高尺寸精度高2.窗口形状好窗口形状好3.孔壁较光洁孔壁较光洁不锈钢不锈钢高分子聚脂高分子聚脂激光法激光法0.65mmQFP以上的器件以上的器件1.窗口图形不够好窗口图形不够好2.孔壁不光滑孔壁不光滑3.模板尺寸不宜过模板尺寸不宜过大大价廉价廉锡磷青铜易加工锡磷青铜易加工锡磷青铜锡磷青铜不锈钢不锈钢化学腐蚀化学腐蚀法法适用对象适用对象缺点缺点优点优点基材基材方法方法 在表面组装

36、技术中，焊膏的印刷质量直接影响表面组在表面组装技术中，焊膏的印刷质量直接影响表面组装板的加工质量。在焊膏印刷工艺中不锈钢模板的加工质装板的加工质量。在焊膏印刷工艺中不锈钢模板的加工质量又直接影响焊膏的印刷质量，模板厚度与开口尺寸决定量又直接影响焊膏的印刷质量，模板厚度与开口尺寸决定了焊膏的印刷量。而不锈钢激光模板均需要通过外协加工了焊膏的印刷量。而不锈钢激光模板均需要通过外协加工制作，因此在外协加工前必须正确填写制作，因此在外协加工前必须正确填写“激光模板加工协激光模板加工协议议”和和“SMTSMT模板制作资料确认表模板制作资料确认表”，选择恰当的模板厚，选择恰当的模板厚度和设计开口尺寸等参数

37、，以确保焊膏的印刷质量。度和设计开口尺寸等参数，以确保焊膏的印刷质量。 下面介绍不锈钢激光模板制作的外协程序及模板制作工艺要求下面介绍不锈钢激光模板制作的外协程序及模板制作工艺要求中各种参数的确定方法：中各种参数的确定方法： 8.4.1 8.4.1 向模板加工厂索取向模板加工厂索取“激光模板加工协议激光模板加工协议”和和“SMTSMT模板制模板制作资料确认表作资料确认表 目前国内不锈钢激光模板加工厂主要有以下几个厂家：目前国内不锈钢激光模板加工厂主要有以下几个厂家： * * 深圳允升吉电子有限公司（联系电话：深圳允升吉电子有限公司（联系电话：0755-75000050755-7500005）

38、北京四方利华科技发展有限公司（联系电话：北京四方利华科技发展有限公司（联系电话：010-62710509010-62710509） * 深圳光韵达实业有限公司（联系电话：深圳光韵达实业有限公司（联系电话：0755-66106410755-6610641） * * 深圳光宏电子有限公司深圳光宏电子有限公司 （联系电话：（联系电话：0755-64032680755-6403268） * * 台湾正中印刷器材有限公司（天津联系电话台湾正中印刷器材有限公司（天津联系电话022-86321201022-86321201） 5.2 5.2 给模板加工厂发给模板加工厂发E-Mail(E-Mail(用用CAD

39、CAD软盘软盘) )或邮寄胶片或邮寄胶片 5.2.1 5.2.1 要求要求E-MailE-Mail传送的文件：传送的文件： a a 纯贴片的焊盘层纯贴片的焊盘层 （PADSPADS）；）； b b 与贴片元件的焊盘相对应的丝印层（与贴片元件的焊盘相对应的丝印层（SILKSILK）；）； c c 含含PCBPCB边框的顶层（边框的顶层（TOPTOP）；）； d d 如果是拼板，需给出拼板图；如果是拼板，需给出拼板图； 5.2.2 5.2.2 邮寄黑白胶片的要求邮寄黑白胶片的要求 （当没有（当没有CADCAD文件时，可以邮寄黑白胶片）文件时，可以邮寄黑白胶片） a a 含含PCBPCB边框纯贴片的

40、焊盘层边框纯贴片的焊盘层 （PADSPADS）黑白胶片，如果是拼板，）黑白胶片，如果是拼板，需给出拼板胶片。需给出拼板胶片。 b b 必须注明印刷面必须注明印刷面 5.3 5.3 按照模板加工厂的要求填写按照模板加工厂的要求填写“激光模板加工协议激光模板加工协议”和和“SMTSMT模模板制作资料确认表板制作资料确认表”，并传真给模板加工厂，还可以打电话说明加，并传真给模板加工厂，还可以打电话说明加工要求。工要求。“SMTSMT模板制作资料确认表模板制作资料确认表”填写方法（即模板制作工艺填写方法（即模板制作工艺要求的确定方法）：要求的确定方法）： 5.3.1 5.3.1 确认印刷面；确认印刷面

41、； 模板加工时要求喇叭口向下，有利于印刷后焊膏脱模，以保证模板加工时要求喇叭口向下，有利于印刷后焊膏脱模，以保证印刷的焊膏图形完整，边缘清晰，从而提高印刷质量。因此要求与印刷的焊膏图形完整，边缘清晰，从而提高印刷质量。因此要求与模板加工厂确认印刷面。（如果喇叭口向上，脱模时容易从倒角处模板加工厂确认印刷面。（如果喇叭口向上，脱模时容易从倒角处带出焊膏，使焊膏图形不完整）。带出焊膏，使焊膏图形不完整）。 确认方法：将含确认方法：将含PCBPCB边框的顶层（边框的顶层（TOPTOP）或丝印层（）或丝印层（SILKSILK）的图）的图形发传真给对方，在确认表上确认该面是否印刷面。也可在图纸上形发传真

42、给对方，在确认表上确认该面是否印刷面。也可在图纸上标明该面是否印刷面。标明该面是否印刷面。 5.3.2 5.3.2 确认焊盘图形是否正确确认焊盘图形是否正确如有不需要开口的图形，应在确如有不需要开口的图形，应在确认表上确认，并在传真的图纸上注明。认表上确认，并在传真的图纸上注明。 5.3.3.5.3.3.模板的厚度；模板的厚度； 模板印刷是接触印刷，印刷时不锈钢模板的底面接触模板印刷是接触印刷，印刷时不锈钢模板的底面接触PCBPCB表面，因表面，因此模板的厚度就是焊膏图形的厚度，模板厚度是决定焊膏量的关键参此模板的厚度就是焊膏图形的厚度，模板厚度是决定焊膏量的关键参数，因此必须正确选择模板厚度

43、。另外，可以通过适当修改开口尺寸数，因此必须正确选择模板厚度。另外，可以通过适当修改开口尺寸来弥补不同元器件对焊膏量的不同需求。总之，模板的厚度与开口尺来弥补不同元器件对焊膏量的不同需求。总之，模板的厚度与开口尺寸决定了焊膏的印刷量。寸决定了焊膏的印刷量。 模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引脚（或焊球）模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引脚（或焊球）之间的间距进行确定。大的之间的间距进行确定。大的ChipChip元件以及元件以及PLCCPLCC要求焊膏量多一些要求焊膏量多一些, ,则模则模板厚度厚一些；小的板厚度厚一些；小的ChipChip元件以及窄间距元件以及窄间距QFPQ

44、FP和窄间距和窄间距BGABGA（BGABGA）、）、CSPCSP要求焊膏量少一些要求焊膏量少一些, ,则模板厚度薄一些。则模板厚度薄一些。0.12 0.1 0603 0.30.150.120.65,0.51608，10050.21.27-0.83216，2125不锈钢板厚度（不锈钢板厚度（mm）SMD引脚间距（引脚间距（mm）Chip元件尺寸元件尺寸 但通常在同一块但通常在同一块PCBPCB上既有上既有1.27mm1.27mm以上一般间距的元器件，也有以上一般间距的元器件，也有窄间距元器件，窄间距元器件，1.27mm1.27mm以上间距的元器件需要以上间距的元器件需要0.2mm0.2mm厚，

45、窄间距的元厚，窄间距的元器件需要器件需要0.150.1mm0.150.1mm厚，这种情况下可根据厚，这种情况下可根据PCBPCB上多数元器件的的上多数元器件的的情况决定不锈钢板厚度，然后通过对个别元器件焊盘开口尺寸的扩情况决定不锈钢板厚度，然后通过对个别元器件焊盘开口尺寸的扩大或缩小进行调整焊膏的漏印量。大或缩小进行调整焊膏的漏印量。 如果在同一块如果在同一块PCBPCB上元器件要求焊膏量悬殊比较大时，可以对窄上元器件要求焊膏量悬殊比较大时，可以对窄间距元器件处的模板进行局部减薄处理，但减薄工艺的加工成本高间距元器件处的模板进行局部减薄处理，但减薄工艺的加工成本高一些，因此可以采用折中的方法，

46、不锈钢板厚度可取中间值。例如一些，因此可以采用折中的方法，不锈钢板厚度可取中间值。例如同一块同一块PCBPCB上有的元器件要求上有的元器件要求0.2mm0.2mm厚，另一些元器件要求厚，另一些元器件要求0.150.150.12mm0.12mm厚，此时不锈钢板厚度可选择厚，此时不锈钢板厚度可选择0.18mm0.18mm。填写确认表时对一般。填写确认表时对一般间距元器件的开口可以间距元器件的开口可以1:11:1，对要求焊膏量多的大，对要求焊膏量多的大ChipChip元件以及元件以及PLCCPLCC的开口面积应扩大的开口面积应扩大10%10%。对于引脚间距为。对于引脚间距为0.65 mm 0.65

47、mm 、0.5mm0.5mm的的QFPQFP等器等器件，其开口面积应缩小件，其开口面积应缩小10%10%。 5.3.4 5.3.4 网框尺寸；网框尺寸； 网框尺寸是根据印刷机的框架结构尺寸确定的。一般情况下网框尺寸是根据印刷机的框架结构尺寸确定的。一般情况下网框尺寸应与印刷机网框尺寸相同，特殊情况下例如当印制板尺网框尺寸应与印刷机网框尺寸相同，特殊情况下例如当印制板尺寸很小或印刷面积很小时，可以使用小于设备网框尺寸的小尺寸寸很小或印刷面积很小时，可以使用小于设备网框尺寸的小尺寸网框，但设备必须配有网框适配器，否则不可使用小尺寸网框。网框，但设备必须配有网框适配器，否则不可使用小尺寸网框。 举例

48、：举例：DEK260DEK260印刷机的印刷面积及网框尺寸：印刷机的印刷面积及网框尺寸： a a 最大最大PCBPCB尺寸：尺寸：420 mm420 mm450mm450mm； b b 最大印刷面积：最大印刷面积：420 mm420 mm420mm420mm； c c 模板边框尺寸：模板边框尺寸：2323英寸英寸2323英寸（英寸（584mm584mm584mm584mm）；）； d d 边框型材规格：边框型材规格：25.4mm25.4mm38.1mm38.1mm； e e 边框钻孔尺寸和位置见图边框钻孔尺寸和位置见图1 1。 图图1 DEK2601 DEK260印刷机模板边框钻孔尺寸和位置示

49、意图印刷机模板边框钻孔尺寸和位置示意图 25mm M64 25mm 另外考虑到刮刀起始位置和焊膏流动，在不锈钢板漏印图另外考虑到刮刀起始位置和焊膏流动，在不锈钢板漏印图形四围应留有刮刀和焊膏停留的尺寸，一般情况漏印图形四形四围应留有刮刀和焊膏停留的尺寸，一般情况漏印图形四周与网板粘接胶的边缘之间至少要留有周与网板粘接胶的边缘之间至少要留有40mm40mm以上距离，见图以上距离，见图2 2。具体留多少尺寸应根据不同印刷机确定。有些印刷机需要留具体留多少尺寸应根据不同印刷机确定。有些印刷机需要留有有65mm65mm。 网框网框 不锈钢丝网不锈钢丝网 40mm40mm 粘接胶粘接胶 不锈钢板不锈钢板

50、 漏印图形区域漏印图形区域 图图2 2 漏印图形位置要求示意图漏印图形位置要求示意图 5.3.5 PCB5.3.5 PCB位置位置 指印刷图形放在模板的什么位置：以指印刷图形放在模板的什么位置：以PCBPCB外形居中；或以焊盘外形居中；或以焊盘图形居中；或有特殊要求，如在同一块模板上加工两种以上图形居中；或有特殊要求，如在同一块模板上加工两种以上PCBPCB的的图形等。图形等。 （a a） 一般情况下应以焊盘图形居中，以焊盘图形居中印刷时一般情况下应以焊盘图形居中，以焊盘图形居中印刷时能选用小尺寸的刮刀，可以节省焊膏，还可以减少焊膏铺展面积，能选用小尺寸的刮刀，可以节省焊膏，还可以减少焊膏铺展

51、面积，从而减少焊膏与空气接触面积，有利于防止焊膏中溶剂挥发。从而减少焊膏与空气接触面积，有利于防止焊膏中溶剂挥发。 （b b） 当印制板尺寸比较大，而焊盘图形的位置集中在当印制板尺寸比较大，而焊盘图形的位置集中在PCBPCB的某的某一边时，应采用以一边时，应采用以PCBPCB外形居中，如果以焊盘图形居中，印刷时可外形居中，如果以焊盘图形居中，印刷时可能会造成印制板超出印刷机工作台的工作范围。能会造成印制板超出印刷机工作台的工作范围。 c c 当当PCBPCB尺寸很小或焊盘图形范围很小时，可将双面板的图形尺寸很小或焊盘图形范围很小时，可将双面板的图形或几个产品的漏印图形加工在同一块模板上，这样可

52、以节省模板或几个产品的漏印图形加工在同一块模板上，这样可以节省模板加工费。但必须给加工厂提供几个产品图形在模板上的布置要求，加工费。但必须给加工厂提供几个产品图形在模板上的布置要求，用文字说明或用示意图说明，见图用文字说明或用示意图说明，见图3 3。 两个产品的图形间距两个产品的图形间距 产品产品1 1 （1020mm1020mm即可）即可） 产品产品2 2 图图3 3 几个产品的漏印图形加工在同一块模板上示意图几个产品的漏印图形加工在同一块模板上示意图 5.6 Mark5.6 Mark的处理方式（是否需要的处理方式（是否需要Mark,Mark,放在模板的哪一面等）；放在模板的哪一面等）； 模

53、板上的模板上的MarkMark图形是全自动印刷机在印刷每一块图形是全自动印刷机在印刷每一块PCBPCB前进行前进行PCBPCB基准校准用的，因此半自动印刷机模板上不需要制作基准校准用的，因此半自动印刷机模板上不需要制作MarkMark图形；全图形；全自动印刷机必须制作自动印刷机必须制作MarkMark图形，至于放在模板的哪一面，应根据印图形，至于放在模板的哪一面，应根据印刷机具体构造（摄象机的位置）而定。刷机具体构造（摄象机的位置）而定。 5.3.7 5.3.7 是否拼板，以及拼板要求是否拼板，以及拼板要求如果是拼板应给出拼板的如果是拼板应给出拼板的PCBPCB文文件。件。 5.3.8 5.3

54、.8 插装焊盘环的要求；插装焊盘环的要求； 由于插装元器件采用再流焊工艺时，比贴装元器件要求较多的由于插装元器件采用再流焊工艺时，比贴装元器件要求较多的焊膏量，因此如果有插装元器件需要采用再流焊工艺时，可提出特焊膏量，因此如果有插装元器件需要采用再流焊工艺时，可提出特殊要求。殊要求。 5.3.9 5.3.9 测试点的开口要求测试点的开口要求根据设计要求提出测试点是否需要开根据设计要求提出测试点是否需要开口等要求。口等要求。5.3.10 5.3.10 对焊盘开口尺寸和形状的修改要求对焊盘开口尺寸和形状的修改要求 引脚间距、元件尺寸、焊盘尺寸、模板开口尺寸与模板厚度之间引脚间距、元件尺寸、焊盘尺寸

55、、模板开口尺寸与模板厚度之间是存在一定关系的。焊膏的印刷量与模板厚度、开口尺寸成正比，各是存在一定关系的。焊膏的印刷量与模板厚度、开口尺寸成正比，各种元器件对模板厚度与开口尺寸有不同要求，参考表种元器件对模板厚度与开口尺寸有不同要求，参考表1 1。 表表1 1 各种元器件对模板厚度与开口尺寸要求参考表各种元器件对模板厚度与开口尺寸要求参考表 元件类型元件类型 引脚间距引脚间距元件尺寸元件尺寸 （mmmm） 焊盘宽度焊盘宽度 焊盘直径焊盘直径 （mmmm） 焊盘长度焊盘长度 焊盘直径焊盘直径 （mmmm） 开口宽度开口宽度 开口直径开口直径 （mmmm） 开口长度开口长度 开口直径开口直径 （m

56、mmm） 模板厚度模板厚度 （mmmm） PLCCPLCC、SOJSOJ 1.271.27 0.650.65 2.002.00 0.60.6 1.951.95 0.20.2 QFPQFP 0.6350.635 0.350.35 1.5 1.5 0.30.3 1.451.45 0.150.15- -0.180.18 QFPQFP 0.5 0.5 0.250.25 1.251.25 0.220.22 1.21.2 0.10.1- -0.150.15 ChipChip 2 21.251.25 1.251.25 2.002.00 1.21.2 1.951.95 0.150.15- -0.20.2 10

57、051005 1 10.50.5 0.50.5 0.650.65 0.450.45 0.60.6 0.10.1 BGABGA 1.271.27 0.80.8 圆形圆形 0.80.8 圆形圆形 0.750.75 圆形圆形 0.750.75 圆形圆形 0.150.15- -0.20.2 B BGAGA/ /CSPCSP 0.50.5 0.30.3 圆形圆形 0.30.3 圆形圆形 0.280.28 方形方形 0.280.28 方形方形 0.080.08- -0.120.12 Flip ChipFlip Chip 0.250.25 0.120.12 圆形圆形 0.120.12 圆形圆形 0.120.

58、12 方形方形 0.120.12 方形方形 0.080.08- -0.10.1 。 在没有高密度、窄间距情况下，模板开口宽度与开口面积都比较在没有高密度、窄间距情况下，模板开口宽度与开口面积都比较大，在印刷过程中，刮刀在模板上刮动时，焊膏被挤压到模板的开孔大，在印刷过程中，刮刀在模板上刮动时，焊膏被挤压到模板的开孔中，当印制板脱离模板的过程中，挤压到开孔中的焊膏能完全从开孔中，当印制板脱离模板的过程中，挤压到开孔中的焊膏能完全从开孔壁上释放出来，焊膏流入印制板的焊盘上，形成完整的焊料图形，因壁上释放出来，焊膏流入印制板的焊盘上，形成完整的焊料图形，因此能保证焊膏的印刷量和焊膏图形的质量。此能保

59、证焊膏的印刷量和焊膏图形的质量。 但在高密度、窄间距印刷时，由于开口尺寸极小，在正常的刮刀但在高密度、窄间距印刷时，由于开口尺寸极小，在正常的刮刀压力和移动速度下，焊膏经过模板开口处时不能完全、甚至不能从开压力和移动速度下，焊膏经过模板开口处时不能完全、甚至不能从开孔壁上释放出来与孔壁上释放出来与PCBPCB的焊盘接触，造成漏印或焊膏量不足。的焊盘接触，造成漏印或焊膏量不足。 虽然增加刮刀压力和减慢刮刀移动速度能提高印刷质量，但这样虽然增加刮刀压力和减慢刮刀移动速度能提高印刷质量，但这样做会影响印刷效率，同时也不能完全保证印刷质量。做会影响印刷效率，同时也不能完全保证印刷质量。 5.3.10

60、5.3.10 为了正确控制焊膏的印刷量和焊膏图形的质量，高密度、窄为了正确控制焊膏的印刷量和焊膏图形的质量，高密度、窄间距情况下还必须首先保证模板开口宽度与模板厚度的比率间距情况下还必须首先保证模板开口宽度与模板厚度的比率1.51.5，模板开口面积与开口四周孔壁面积的比率模板开口面积与开口四周孔壁面积的比率0.660.66（IPC7525IPC7525标准），标准），这是模板开口设计最基本的要求，见图这是模板开口设计最基本的要求，见图4 4。 T L WT L W 图图4 4 高密度、窄间距印刷时模板开口尺寸基本要求示意图高密度、窄间距印刷时模板开口尺寸基本要求示意图 开口宽度开口宽度(W)/