摘 要：焊膏印刷是SMT生产中的关键工序之一，其控制直接影响着组装板的质量。本文介绍了提高焊膏印刷质量的一般要求。

关键词：焊膏；模板；印刷

焊膏印刷是SMT生产过程中最关键的工序之一，印刷质量的好坏将直接影响到SMD组装的质量和效率。据统计，60～70%的焊接缺陷都是由不良的焊膏印刷结果造成的,因而要提高焊膏印刷质量,尽可能将印刷缺陷降到最低。要实现高质量的重复印刷，焊膏的特性与印刷工艺参数的设置调整都十分关键，下面我们将对这几点逐一进行讨论。


焊膏的选择

焊膏比单纯的锡铅合金复杂得多，主要成分如下：焊料合金颗粒、助焊剂、流变性调节剂/粘度控制剂、溶剂等。不同类型的焊膏，其成分都不尽相同，适用范围也不同，因此在选择焊膏时要格外小心，掌握相关因素，确保良好的品质。通常选择焊膏时要注意以下几点：

良好的印刷性能

焊膏的粘度是影响印刷性能的重要因素，粘度太大，焊膏不易穿过模板的开孔，印出的线条残缺不全；粘度太低，容易流淌和塌边，影响印刷的分辨率和线条的平整性，通常使用的焊膏粘度在500kcps～1200kcps之间，钢模印刷时，焊膏粘度的最佳为800kcps。焊膏粘度可用精确粘度仪进行测量，但在实际工作中可采用以下方法：用刮刀搅拌焊膏30分钟左右，然后用刮刀挑起少许焊膏，让焊膏自然落下，若焊膏慢慢逐段落下，说明粘度适中；若焊膏根本不滑落，则说明粘度太大；如果焊膏不停地以较快速度滑下，则说明焊膏太稀薄，粘度太小。

焊膏焊料的颗粒形状、直径大小及其均匀性也影响其印刷性能。一般焊料颗粒直径约为模板开口尺寸的1/5，对细间距0.5mm的焊盘来说，其模板开口尺寸在0.25mm，其焊料粒子的最大直径不超过0.05mm，否则易造成印刷时的堵塞。具体的引脚间距与焊料颗粒的关系如表1所示。通常细小颗粒的焊膏有更好的焊膏印条清晰度，但却容易产生塌边，同时被氧化程度的几率也高。一般以引脚间距作为一个重要选择因素，同时兼顾性能和价格。

良好的粘合性

焊膏的粘合性是指焊膏粘在一起的能力，主要取决于焊膏中助焊系统的成分及其它添加剂（例如胶粘剂、溶剂、触变剂等）的配比量。如果焊膏本身粘在一起的能力强，则利于焊膏脱模，并能很好的固定其上的元件，减少元件贴装时的飞片或掉片，并能经受贴装、传送过程时的震动或颠簸。

表1 引脚间距和焊料颗粒的关系（略）

焊膏的熔点

根据工艺要求和元器件能承受的温度来选择不同熔点的焊膏,焊膏熔点由合金成分决定。对于SMT生产来说,一般选择Sn63、Sn62和Sn60,熔点在177℃～183℃之间。这几类焊膏不但具有较低的熔点,而且焊点强度也比较高,可较好地满足焊接要求。不同熔点焊膏往往用于双面贴装印制板的生产，要求第一面的焊膏熔点比第二面高几十度,防止在焊接第二面元件时第一面元件脱落。表2列出了一些常见焊膏的组成和熔点的关系。

表2 焊高组成和熔点关系(略)

助焊剂种类

焊膏中的助焊剂作用有：（1）清除PCB焊盘的氧化层（2）保护焊盘表面不再氧化（3）减少焊接中焊料的表面张力，促进焊料流动和分散。由于回流焊时锡粉会加速氧化,因此助焊剂必须要有足够的活性来清除这些氧化物。另外一个考虑是焊后板子是否要清洗,若为免洗,必须选择无腐蚀、低残留的免清洗助焊剂。焊膏中的助焊剂有RSA（强活化型）、RA(活化型)、RMA(弱活化型)、R(非活化型),一般选用RMA型比较合适。

工作寿命与储存期限

工作寿命是指焊膏印后到安放元件之间允许经历的时间,若焊膏中所含溶剂挥发性过大,易使焊膏干燥而不易作业,且易失去对元件的粘着力。应选择至少有4小时有效工作时间的焊膏，否则会对批次生产造成困扰。

储存期限是指在规定的保存条件下，焊膏从出厂到性能不致严重降低的保存期限，一般规定为3～6个月，也有一年的。由于焊膏中有化学添加物，易因温度和时间而变化，失去原有功能，因此保存期限和使用期限需加注意。


焊膏使用时的注意事项

基于焊膏的复杂特性，如果在使用上有所疏忽将对品质造成严重影响，因此在使用上需多加注意。

焊膏的保存最好以密封形态存放在恒温、恒湿的冰箱内，保存温度为10 2℃。如温度升高，焊膏中的合金粉末与焊剂化学反应后，使粘度上升而影响其印刷性；如果温度过低（零度以下），焊剂中的松香成分会发生结晶现象，使焊膏形状恶化。

焊膏从冰箱中取出不能直接使用，以免空气中的水气凝结而混入其中，必须在室温下回温。不可使用加热的方法使其回温，否则会使焊膏性能劣化，回温时间是4到8小时。

使用前应用刮刀等工具对焊膏充分搅拌，搅拌时间一般为30分钟，使焊膏内部颗粒均匀一致，并保持良好粘度。

焊膏被印于PCB后，放置于室温过久会由于溶剂挥发、吸收水气等原因造成性能劣化，要尽量缩短进入回流焊的等待时间。

焊膏印刷工作场所最好在温度25 3℃,湿度RH65%以下进行。


焊膏印刷过程的工艺控制

焊膏印刷是一个工艺性很强的过程，涉及到的工艺参数非常多，每个参数调整不当都会对贴装产品质量造成非常大的影响。同时,基于模板的特性考虑,建议使用不锈钢制模板,有助于产生良好的印刷结果。

印刷参数的设定调整

本文将从几个方面来讨论提高印刷质量的途径：

印刷厚度

印刷厚度是由模板厚度决定，当然，机器的设定和焊膏的特性也有一定的关系。模板厚度与IC脚距密切相关，如表3所示。印刷厚度的微量调整，经常是通过调节刮刀速度及刮刀压力来实现。

表3 IC脚距和模板厚度的关系（略）

印刷速度

在印刷过程中，刮刀刮过模板的速度相当重要，焊膏需要时间滚动并流进网板的孔中，最大印刷速度决定于PCB上最小引脚间距，在进行高精度印刷时（引脚间距≤0.5mm）印刷速度一般在20mm-30mm/sec。

脱离速度

印制板与模板的脱离速度也会对印刷效果产生较大影响，理想的脱离速度如表4所示。
表4 推荐脱离速度(略)

模板清洗

在焊膏印刷过程中，一般每隔10块板需对模板底部清洗一次，以消除其底部的附着物，通常采用无水酒精作为清洗液。

印刷缺陷及解决办法

在焊膏印刷过程中，会出现一些印刷缺陷，这些缺陷往往是由多方面的原因造成的。表5列出了几种最常见的缺陷及相应的防止或解决办法。


结束语

焊膏印刷是一项十分复杂的工艺，既受材料的影响，同时又跟设备和工艺参数有直接关系，但只要注意了本文提到的几个问题，并在实际工作中加以实践、总结，就一定会印出高品质的结果。