电子装联技术中焊膏的网印技术要点

文 | 齐 成

电子装联技术中焊膏的网印技术要点

文 | 齐 成

随着现代电子整机逐渐向微型化、轻型化高度集成、高可靠及高智能化方向的发展，就要求所采用的电子元器件必须微型化和高度集成化。在这种情况下，传统的通孔安装技术（THT）已无法满足生产要求，如采用大规模、高度集成的集成电路（IC），已无穿孔元件，要生产这样的产品，就必须使用新一代的电子装联技术（即表面贴装技术，SMT）。

如今，电子装联技术已从初始的长引线元器件、手工插装焊接—轴向引线编带元器件、半自动插装、手工浸焊—径向引线编带元器件，向集成电路的自动插装和浸焊、波峰焊方向发展，推出的第四代的电子装联技术已成为一种现代的电路板组装主流技术。

从广义上说，SMT是包括了表面贴装组件（SMC）、表面贴装器件（SMD）、表面贴装印刷电路板（SMB）、普通混装印刷电路板（PCB）、点胶、涂膏、表面贴装设备、元器件取放系统、焊接及在线测试等技术内容，是一整套完整的工艺技术过程的统称。

SMT组装密度高、产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，SMT技术实现了电子产品组装的小型化、高可靠性、高密度、低成本和生产自动化进程，使电子产品体积缩小40～60%，重量减轻60～80%，提高生产效率，降低成本达30～50%。SMT技术在电子产品的生产中，是直接影响电子整机产品质量、产量的关键性生产技术。在先进的电子产品特别是在计算机及通讯类电子产品组装中，已普遍采用电子装联技术。SMT技术是短引线或无引线表面组装元器件（SMC、SMDL），盘（盒）供料的自动表面贴装和再流焊、波峰焊、汽相焊、红外焊等自动焊接技术，它将逐渐取代传统的通孔插装技术，促进电子产品的又一次革命。

1、电子装联技术的工艺特点

由于SMC、SMD减少引线分布特性影响，而且在PCB表面贴焊牢固，大大降低了寄生电容和引线间寄生电感。在很大程度上减少了电磁干扰和射频干扰，改善了高频特性。PCB装联工艺可简单表示为：焊膏涂覆、点胶→贴装元件→固化→回流焊接（如双面PCB，则翻转另一面后，再重复上述工艺）→清洗→检测→成品。

其中，焊膏涂覆是应用丝网印刷机（或漏印模版涂覆）将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。它位于SMT生产线的最前端。

点胶是使用点胶机将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

贴装元件是应用贴片机将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。它位于SMT生产线中丝印机的后面。

固化的作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

回流焊接是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

清洗是使用清洗机将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。位置可不固定，在线或不在线。

检测是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测，所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪、飞针测试仪、自动光学检测、X-RAY检测系统、功能测试仪等。

在PCB装联工艺中，SMT主要包括三个基本环节：涂布焊膏、贴片以及焊接，而最重要的是焊膏涂覆。焊膏涂覆可用丝网印刷／漏印模版印刷方法。在印刷中，刮刀在加压的情况下以一定的速度推动焊膏，使之通过漏印模版上的窗口分配到PCB焊盘上，这一过程实质上是流体（焊膏）的动态运动过程。

SMT中的丝网印刷最困难的是怎样把适量的焊膏准确地分配（网印）到PCB的焊盘上，难点就在于适量和准确。适量就是漏印到PCB焊盘上的焊膏既不能多也不许少，多了在焊接时易产生焊锡桥接，少了则会产生虚焊，而多少仅在毫厘之间。适量不仅仅要靠丝网印刷机的印刷精度保证，而且还涉及网版材料、厚度；漏印模版的厚度、窗口设计形状及窗口尺寸大小；漏印模版与 PCB工艺间距；刮刀材料、硬度、角度；印刷方向、速度、压力；焊膏种类、粘度；工作的环境温度、温度等十多种工艺因素的综合控制。

2、网版图形制作

保证漏印到PCB焊盘上的焊膏的适量和准确是如何控制的呢？首先是网版图形制作。通常漏印焊膏的厚度在100～300μm，100μm厚度的网版图形以手工刮胶的工艺显然是难以保证的，目前市场上有膜厚为100μm及以上的直接感光制版膜片出售，例如日本爱丝乐直接晒网感光膜片以及英国河图泰直接晒网感光膜片，其产品膜厚、平整度及工艺性能都非常好。但是，如果漏印焊膏厚度需200μm或300μm就需要漏印模版充当丝网上的网版图形了。

3、制作优良的金属漏印模版

金属漏版印刷是目前焊膏印刷的主要方法，在印刷中，金属漏印模版是印刷的基本工具，用于限制焊膏在印刷电路板表面焊盘上的分配位置。它是影响印刷质量的一个关键因素，金属漏版制作的好坏将直接影响印刷质量。因此，设计制作一个好的漏模版很重要。

漏模版材料对印刷质量的影响主要是刮刀施加压力时材料易发生变形，从而使焊膏的分配发生偏差。因此，制造漏模版时尽量选用变形小的材料，如不锈钢板或黄铜板等，不锈钢漏版的硬度、应力承受、蚀刻质量、印刷效果与使用寿命都优于黄铜版。