電子裝聯技術中焊膏的網印技術要點

文 | 齊 成

電子裝聯技術中焊膏的網印技術要點

文 | 齊 成

隨著現代電子整機逐漸向微型化、輕型化高度集成、高可靠及高智能化方向的發展，就要求所采用的電子元器件必須微型化和高度集成化。在這種情況下，傳統的通孔安裝技術（THT）已無法滿足生產要求，如采用大規模、高度集成的集成電路（IC），已無穿孔元件，要生產這樣的產品，就必須使用新一代的電子裝聯技術（即表面貼裝技術，SMT）。

如今，電子裝聯技術已從初始的長引線元器件、手工插裝焊接—軸向引線編帶元器件、半自動插裝、手工浸焊—徑向引線編帶元器件，向集成電路的自動插裝和浸焊、波峰焊方向發展，推出的第四代的電子裝聯技術已成為一種現代的電路板組裝主流技術。

從廣義上說，SMT是包括了表面貼裝組件（SMC）、表面貼裝器件（SMD）、表面貼裝印刷電路板（SMB）、普通混裝印刷電路板（PCB）、點膠、涂膏、表面貼裝設備、元器件取放系統、焊接及在線測試等技術內容，是一整套完整的工藝技術過程的統稱。

SMT組裝密度高、產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，SMT技術實現了電子產品組裝的小型化、高可靠性、高密度、低成本和生產自動化進程，使電子產品體積縮小40～60%，重量減輕60～80%，提高生產效率，降低成本達30～50%。SMT技術在電子產品的生產中，是直接影響電子整機產品質量、產量的關鍵性生產技術。在先進的電子產品特別是在計算機及通訊類電子產品組裝中，已普遍采用電子裝聯技術。SMT技術是短引線或無引線表面組裝元器件（SMC、SMDL），盤（盒）供料的自動表面貼裝和再流焊、波峰焊、汽相焊、紅外焊等自動焊接技術，它將逐漸取代傳統的通孔插裝技術，促進電子產品的又一次革命。

1、電子裝聯技術的工藝特點

由于SMC、SMD減少引線分布特性影響，而且在PCB表面貼焊牢固，大大降低了寄生電容和引線間寄生電感。在很大程度上減少了電磁干擾和射頻干擾，改善了高頻特性。PCB裝聯工藝可簡單表示為：焊膏涂覆、點膠→貼裝元件→固化→回流焊接（如雙面PCB，則翻轉另一面后，再重復上述工藝）→清洗→檢測→成品。

其中，焊膏涂覆是應用絲網印刷機（或漏印模版涂覆）將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準備。它位于SMT生產線的最前端。

點膠是使用點膠機將膠水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是將元器件固定到PCB板上，位于SMT生產線的最前端或檢測設備的后面。

貼裝元件是應用貼片機將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上。它位于SMT生產線中絲印機的后面。

固化的作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為固化爐，位于SMT生產線中貼片機的后面。

回流焊接是將焊膏融化，使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為回流焊爐，位于SMT生產線中貼片機的后面。

清洗是使用清洗機將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。位置可不固定，在線或不在線。

檢測是對組裝好的PCB板進行焊接質量和裝配質量的檢測，所用設備有放大鏡、顯微鏡、在線測試儀、飛針測試儀、自動光學檢測、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。

在PCB裝聯工藝中，SMT主要包括三個基本環節：涂布焊膏、貼片以及焊接，而最重要的是焊膏涂覆。焊膏涂覆可用絲網印刷／漏印模版印刷方法。在印刷中，刮刀在加壓的情況下以一定的速度推動焊膏，使之通過漏印模版上的窗口分配到PCB焊盤上，這一過程實質上是流體（焊膏）的動態運動過程。

SMT中的絲網印刷最困難的是怎樣把適量的焊膏準確地分配（網印）到PCB的焊盤上，難點就在于適量和準確。適量就是漏印到PCB焊盤上的焊膏既不能多也不許少，多了在焊接時易產生焊錫橋接，少了則會產生虛焊，而多少僅在毫厘之間。適量不僅僅要靠絲網印刷機的印刷精度保證，而且還涉及網版材料、厚度；漏印模版的厚度、窗口設計形狀及窗口尺寸大小；漏印模版與 PCB工藝間距；刮刀材料、硬度、角度；印刷方向、速度、壓力；焊膏種類、粘度；工作的環境溫度、溫度等十多種工藝因素的綜合控制。

2、網版圖形制作

保證漏印到PCB焊盤上的焊膏的適量和準確是如何控制的呢？首先是網版圖形制作。通常漏印焊膏的厚度在100～300μm，100μm厚度的網版圖形以手工刮膠的工藝顯然是難以保證的，目前市場上有膜厚為100μm及以上的直接感光制版膜片出售，例如日本愛絲樂直接曬網感光膜片以及英國河圖泰直接曬網感光膜片，其產品膜厚、平整度及工藝性能都非常好。但是，如果漏印焊膏厚度需200μm或300μm就需要漏印模版充當絲網上的網版圖形了。

3、制作優良的金屬漏印模版

金屬漏版印刷是目前焊膏印刷的主要方法，在印刷中，金屬漏印模版是印刷的基本工具，用于限制焊膏在印刷電路板表面焊盤上的分配位置。它是影響印刷質量的一個關鍵因素，金屬漏版制作的好壞將直接影響印刷質量。因此，設計制作一個好的漏模版很重要。

漏模版材料對印刷質量的影響主要是刮刀施加壓力時材料易發生變形，從而使焊膏的分配發生偏差。因此，制造漏模版時盡量選用變形小的材料，如不銹鋼板或黃銅板等，不銹鋼漏版的硬度、應力承受、蝕刻質量、印刷效果與使用壽命都優于黃銅版。