印刷中的3S(锡膏、印刷网和刮刀)之刮刀.doc

印刷中的3S(锡膏、印刷网和刮刀)
在一块比较复杂的麦斯艾姆PCB 板上,可能有几百到千个元件,这些不合格率必须维持到最小值。一般来说,麦斯艾姆PCB 不能通过测试而须要返修的大约有60%是由于锡膏印刷造成的,而锡膏印刷中有三个关键的要素,也就是指3S：Solder paste；Stencils；Squeegees。三个要素有机结合对持续的品质很重要。
刮刀(第三个S)
从材料上来分,刮刀分为橡胶刮刀和金属刮刀,而橡胶刮刀又有菱形和矩形状,菱形这种刮刀可以两个方向工作,每个行程都会跳过锡膏条,因此可以只使用一个刮刀,形成45度。可是,这样很容易弄脏,因为锡膏往外跑,锡膏也相对容易变干。矩形状刮刀很普遍，需要两个刮刀，一个印刷行程方向需一个刮刀，刮刀的角度大部分都固定在60度，刮刀也是按硬度和颜色代号来区分的，如下：
60--------65   为红色
70--------75   为绿色
80--------85   为蓝色
90 以上     为白色
一般的公司都使用90以上的硬度。当然，刮刀的硬度与压力必须协调，如果压力太小，刮刀将刮不干净模板上的锡膏，如果压力太大或刮刀太软，那么刮板将沉入模板上较大的孔内将锡膏挖出。金属刮刀是固定在夹子上，刀片大约20mm的伸出。不象橡胶刮刀，它有很直的边线，使用前无须调整。相对于橡胶刮刀的大约3~9个月寿命来说，其寿命是无限的。不管网孔的大小如何，较大范围的压力（4~15Kg）都可得到好的丝印效果。0.15mm的模板决定了印刷厚度也是0.15mm，这就避免了因操作员和其它条件的不同而产生的变化。可靠的印刷厚度是特别重要的，因为表面贴装元件的同平面度允许误差是0.1mm,所以丝印厚度至少必须是0.14mm。随着贴片机的精度增加，平面度的允许误差也越来越高。
由于金属模板和金属刮刀印刷出的锡膏很饱满，一些使用者发现当他们转换时，得到的丝印厚度太厚。这个可以通过减少模板的厚度的方法来纠正，但最好是减少（“微调”）的网孔的长和宽10%，以减少焊盘上的锡膏的面积。这样就意味着焊盘的定位变得不很重要了，模板与焊盘之间的框架密封得到改善，减少了锡膏在模板底和麦斯艾姆PCB 之间的“炸开”。印刷模板底面的清洁次数由每5或10次丝印清洁一次减少到每50次丝印清洁一次。印刷完后，麦斯艾姆PCB 与模板分开，将锡膏留在麦斯艾姆PCB 上而不是孔内。对于最细密印刷孔来说，模板的厚度很重要，因为网孔的孔壁相对于焊盘面积变得很重要，锡膏可能会更容易粘附在孔壁上而不是焊盘上。
焊盘面积=w×d   网孔内壁面积=2（w×h）+2 (d×h)
焊盘面积的经验公式，尽可能不小于孔内壁的面积。例如：麦斯艾姆PCB 上最密引脚间隔是0.65mm，因此最小的焊盘宽度为0.3mm，乘以比如说2mm的长度，模板为0.15mm厚度。
焊盘面积=0.3mm×2mm=0.6mm
丝孔内壁面积=2×（0.15mm×0.3mm）+2×(0.15mm×2mm)
=0.69mm
将模板厚度减少为0.1mm可将情况得到改善。
丝孔内壁面积=2×（0.10mm×0.3mm）+2×(0.1mm×2mm)
=0.46mm
不过，有两个因素是有利的，第一，焊盘是一个连续的面积，而网孔内壁大多数情况分为四面，有助于释放锡膏：第二，重力和焊盘的粘附力为一起，在印刷和分离所花的2~6秒时间内，将锡膏拉出网孔粘着于麦斯艾姆PCB 上。为最大发挥这种有利的作用，可将分离延时，开始时麦斯艾姆PCB 分开较慢。很多机器允许印刷后的延时，工作台下降2~3mm行程速度可调慢。印刷期间，刮板在印刷模板上的行进速度是很重要的，因为锡膏需要时间来滚动和流入网孔内。如果允许时间不够，那么在刮板的行进方向，锡膏在焊盘上将不平。当速度低到每秒20mm时，刮刀能在少于几十毫秒的时间内刮过小的网孔。对麦斯艾姆PCB 上最密元件引脚的每0.025mm长度，你可以允许每秒1mm的最大速度。因此：
最密引脚间隔     最小网孔   最大丝印速度
1.27mm         0.65mm     每秒50mm　
0.65mm         0.3mm     每秒25mm
0.4mm           0.2mm     每秒16mm