焊膏印刷 实用版

随着表面贴装技术的快速发展，在其生产过程中，焊膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到生产工艺师和工艺工程师们的重视，焊膏印刷技术是采用已经制好的网板，用一定的方法使丝网和印刷机直接接触，并使焊膏在网板上均匀流动，由掩模图形注入网孔。当丝网拖开印制板时，焊膏就以掩模图形的形状从网孔脱落到印制板相应的焊盘图形上，从而完成了焊膏在印制板上的印刷，如图1。完成这个印刷过程而采用的设备就是丝网印刷机。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所造成，因而要提高焊膏印刷质量，尽可能将印刷缺陷降低到最低，要实现高质量的重复印刷，焊膏的特性、网板的制作、印刷工艺参数的设置都十分关键，下面将围绕这几点进行逐一讨论。

2 焊膏的特性与选择

焊膏比单纯的锡铅合金复杂得多，主要成分为：焊料合金颗粒、助焊剂、流变性调节剂/黏度控制剂、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，确实掌握相关因素，以确保良好的品质，通常选择焊膏时要注意以下因素：

2.1 良好的印刷性能

焊膏的黏度是影响印刷性能的重要因素，黏度太大，焊膏不易穿过网板的开孔，印出的线条残缺不全，黏度太低，容易流淌和塌边，影响印刷的分辨率和线条的平整性，通常使用的焊膏的黏度在0.5×1.2KPa·s之间，钢模印刷时，焊膏黏度的最佳性为0.8KPa·s。焊膏黏度可用精确黏度仪进行测量，但实际工作中可采用以下方法，用刮刀搅拌焊膏30min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，说明黏度适中；若焊膏本质不滑落，则说明黏度太大，如果焊膏不停地以较快速度滑下，则说明焊膏太稀薄，黏度太小。

焊膏的焊料的颗粒形状、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网板开口尺寸的1/5，对细间距0.5mm的焊盘来说，其网板开口尺寸在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图2所示。通常细小颗粒的焊膏会有更好的焊膏印条清晰度，但却容易产生塌边，同时被氧化程度和机会也高，一般是以引脚间距作为其中一个重要选择因素，同时兼顾性能和价格。

.2 良好的黏合性

焊膏的黏合性是指焊膏粘在一起的能力，其主要取决于焊膏中助焊系统的成分以及其他的添加剂（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，它就利于焊膏脱模，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。

2.3 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所决定，对于SMT生产来说，一般选择63Sn-37Pb或62Sn-36Pb-2Ag，熔点分别为183℃，179℃，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刷版的生产，要求第一面的焊膏熔点比第二面高几十度，以防止在焊接第二面元件时第一面元件脱落。

2.4 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）减少焊接中的焊料的表面张力，促进焊料流动和分散。由于回流焊时焊粉会加速氧化，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晰，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。

2.5 焊膏的金属含量

焊膏中金属的含量决定着焊接后焊料的厚度。随着金属所占百分含量的增加，焊料厚度也增加（见表1），但在给定黏度下，随金属含量的增加，焊料的桥连的倾向也相应增大。

回流焊后要求器件管脚焊接牢固，焊量饱满、光滑并在器件（阻容器件）端头高度方向上有1/3-2/3高度的爬升。从上表可以看出随着金属含量的减少，回流焊后焊料的厚度减少，为了满足对焊点焊膏量的要求，通常选用85%-92%金属含量的焊膏，焊膏制作厂商一般将金属含量控制在89%或90%，使用效果更好。

2.6 工作寿命与存储期限

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

存储期限是指在规定的保存下，焊膏从出厂到性能布置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器件需加注意。

3 焊膏使用和储存的注意事项

3.1 焊膏的登记与保存

焊膏购买到货后，应登记到达时间、保质期、型号、并为每罐焊膏编号，使用时遵循"先进先出"的原则，焊膏应以密封形式保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度在约为2-10℃，温度过高，焊剂与合金焊料粉起化学反应，使黏度上升影响其印刷性，温度过低（低于0℃）焊剂中的松香会产生结晶现象，使焊膏形状恶化，解冻时会危及焊膏的流变特征。

3.2 焊膏使用的注意事项

在焊膏使用过程中要注意以下几点：

（1）使用时，应提前至少4H从冰箱中取出，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，待焊膏达到室温时打开瓶盖。如果在低温下打开，容易吸收水汽，再流焊时容易产生锡珠，注意：不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。

（2）开封后，应至少用搅拌机搅拌30s或手工搅拌5min，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的黏度。

（3）当班印刷首块印制板或设备调整后，要利用焊膏厚度测试仪对焊膏印刷厚度进行测定，测试点选在印制板测试面的上下，左右及中间等5点，记录数值，要求焊膏厚度范围在网板厚度的-10%-+15%之间。

（4）置于网板上超过30min未使用时，应先用丝印机的搅拌功能搅拌后再使用。若中间间隔时间较长（超过1h），应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖，再次使用焊膏开封后，应至少用搅拌机或手工搅拌，使焊膏中的各成分均匀。

（5）印制板的板面及焊点的多少，决定第一次加到网板上的焊膏量，一般第一次加200-300g，印刷一段时间后再适当加入一点，确保焊膏印刷时沿刮刀前进方向作顺时针走向滚动，厚度约等于1/2到3/4个金属刮刀