锡膏印刷工艺控制

（1）印刷钢网的设计

选择网板厚度必须经过仔细的考虑。一般使用0.006in或0.008in的厚度，因为对于多数表面安装工艺 来说，这是普遍使用的厚度。有一点必须认识到，钢网开孔面积是组件间距、列数、钢网厚度以及相邻 印锡间距的函数。对于引脚间距为0.1 in的两列引脚组件（如25脚DSUB连接器），可方便地使用几乎任 何合理的网板厚度进行处理。就4列引脚、2 mm间距的存储器模块而言，网板厚度选择已渐渐成为一项 挑战。在这些情况下，可能必须使用先前讨论的较厚网板或其他工艺，或修改质量标准。

钢网开孔的设计

S＝Vsurf/t

式中，S＝钢网开孔的正投影面积；t=钢网厚度；印刷在板表面的锡膏量Vsurf＝Vs-Vh。

由以上计算公式可以看出，要确定钢网的开孔面积，在确定钢网的厚度后，还必须精确估算锡膏在通 孔内的填充量Vh。通孔中锡膏填充量对焊接效果有影响，填充的锡膏量不够，则会出现少锡和可靠性问 题；锡膏量过多，则出现连锡及锡膏与元器件干涉。影响锡膏在通孔中填充的因素包括刮刀角度、通孔 直径、刮刀材料、印刷速度、板的厚度以及锡膏的流变性。锡膏在通孔内的填充系数k＝（B－A）/B× 100％，如图1所示。

图1 THR锡膏印刷填充示意图

通过实验，上述各影响因素对通孔内锡膏量的影响程度如图2和图3所示。使用角度为60°的金属刮刀 更有利于锡膏在孔内的填充。

图2 刮刀材料等因素对锡膏填充量的影响

图3 刮刀角度等因素对锡膏填充量的影响

确定影响印刷锡膏在通孔内填充量的主要因素有：

·刮刀使用的材料；

·刮刀角度；

·通孔尺寸；

·刮刀与印刷压力的交互作用；

·锡膏的物理特性。

如图4、图5、图6和图7所示。

确定了关键影响因素，就可以安排正交实验来绘制锡膏在通孔内的填充量与各因素之间的关系，从而 帮助我们预测通孔内锡膏的填充量。

一旦选定刮刀，就可以根据所使用的印刷参数预测通孔内锡膏的填充量，从而PCB上所需要的锡膏量 Vsurf也就确定了。

图4 刮刀材料——刮刀角度的影响(刮刀材料：金属，聚亚胺酯；刮刀角度：45°和60°)

图5 刮刀材料——通孔直径的影响

图6 刮刀材料——印刷压力的影响

图7 刮刀材料——印刷速度的影响

（2）锡膏的印刷工艺

因为通孔充填的可变性，钢网开孔在PTH上的置放是非常重要的。如果网孔偏移PTH边缘，可以观察到 通孔充填的变化高达⒛％。在设计网板穿孔时，重要的是要考虑刮刀的印刷方向。对于较小直径PTH， 这种作用更明显，并且归因为两列PTH上的穿孔间隙不均衡。焊膏有差别地充填穿孔，这使得邻近的两 列PTH通孔充填状况不同。如果将印刷方向旋转90°，便可消除这种作用，使用该印刷方向，穿孔在PTH 上的间隙是均匀的。如图8所示。

　图8 通孔充填可变性示意图

相邻印锡间距对于在回流焊时保持分开的焊膏沉积、避免焊料不足等方面是十分重要的。分开的印锡 是另一项基本工艺要求。如果相邻印锡碰在一起，最热点将从其他区域吸收焊料，而分开的印锡则不会 发生这种现象。焊膏加热时有坍塌或溢散的趋势，并且黏度降低。坍塌量大体是特定锡膏的函数，可进 行统计方式设计实验来将印锡区域、高度及焊膏配方与相邻印锡间距联系起来，便开发一个改良的温度 曲线，使焊膏图案保持到达到回流温度之前，再检查网板的坍塌程度和网板穿孔，从而建立网板间距设 计指引。一般要求钢网开孔边缘离附近的表面贴装焊盘和微孔至少有12～15 mil的空间。

根据THR体积模型中的几种变量，如果网板开孔位于通孔之上，PTH将不同程度地充填焊膏。焊料体积 的余额（PTH必需的量）必须被印在PCB表面上。超出0.35 in的焊膏被印在线路板表面，在回流焊接过 程中可以成功地进行回流焊并形成互连。

当印刷区域受限或者使用薄网板时，孔充填尤为重要。多列组件会限制印刷开孔的面积；另外，必须 包含列至列间距也会进一步影响该面积。但通孔内锡膏的填充量是十分重要的。

如果电镀保持孔等特大孔在其整个直径范围不应有完全的网板开孔，如果必须焊接保持特征，应该使 用分解饼形。圆形区域应该分裂成4个饼形部分，在孔的边缘形成倾斜：或者如果空间允许，将保持孔 完全封闭，并完全套印焊膏敷层。

如图9所示。

　图9 通孔焊膏印刷

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