锡膏印刷工艺

表面贴装技术(SMT)主要包括:锡膏印刷,精确贴片,回流焊接. 

其中锡膏印刷质量对表面贴装产品的质量影响很大,据业内评测分析约有60%的返修板子是因锡膏印刷不良引起的,在锡膏印刷中,有三个重要部分,焊膏、钢网模板、和印刷设备，如能正确选择,可以获得良好的印刷效果。

锡膏的应用涂布工艺，可分为两种方式：

1、一种是使用钢网作为印刷版把锡膏印刷到PCB上，适合大批量生产应用，是目前最常用的涂布方式；

2、另一种是注射涂布，即锡膏喷印技术，与钢网印刷技术最明显的不同就是喷印技术是一种无钢网技术，独特的喷射器在PCB上方以极高的速度喷射锡膏，类似于喷墨打印机。

SMT锡膏的成份：

1. 锡膏是将焊料粉末与具有助焊功能的糊状助焊剂（松香、稀释剂、稳定剂等）混合而成的一种浆料。

2. 就重量而言，80~90%是金属合金

3. 就体积而言，50%金属 /50%焊剂

以往，焊料的金属粉末主要是锡铅（Sn/Pb）合金粉末，伴随着无铅化及ROHS绿色生产的推进，有铅锡膏已渐渐淡出了SMT制程，对环境及人体无害的ROHS对应的无铅锡膏已经被业界所接受。

 目前，ROHS无铅焊料粉末成份，是由多种金属粉末组成，目前的几种无铅焊料配比共晶有，锡Sn-银Ag-铜Cu、锡Sn-银Ag-铜Cu-铋Bi、锡Sn-锌Zn，其中锡Sn-银Ag-铜Cu配比的使用最为广泛。

1. 锡Sn-银Ag-铜Cu：具有良好的耐热疲劳性和蠕变性，熔化温度区域狭窄；不足的是冷却速度较慢，焊锡表面易出现不平整的现象。

2. 锡Sn-银Ag-铜Cu-铋Bi：熔点较Sn-Ag-Cu合金低，润湿性较Sn-Ag-Cu合金良好，拉伸强度大；缺点熔化温度区域大。

3. 锡Sn-锌Zn：低熔点，较接近有铅锡膏的熔点温度，成本低；缺点是润湿性差，容易被氧化且因时间加长而发生劣化。

助焊剂的主要作用：

   1.使金属颗粒成为膏状，以适应印刷工艺；

   2.控制锡膏的流动性；

   3.清除焊接面和锡膏的氧化物，提高焊接性能；

   4.减缓锡膏在室温下的化学反应；

   5.提供稳固的SMT贴片时所需要的粘着力；

SMT锡膏的物理特性粘性：

锡膏具有粘性，常用的粘度符号为：µ；单位为：kcp.s

锡膏在印刷时，受到刮刀的推力作用，其粘度下降，当到达网板开口孔时，粘度达到最低，故能顺利通过网板孔沉降到PCB的焊盘上，随着外力的停止，锡膏的粘度又迅速的回升，这样就不会出现印刷成型的塌落和漫流，得到良好的印刷效果。

粘度是锡膏的一个重要特性，从动态方面，在印刷行程中，其粘性越低对流动性越好，易于流入钢网孔内；从静态方面考虑，印刷后，锡膏停留在钢网孔内，其粘度高，则保持其填充的形状，而不会往下塌陷。

影响锡膏粘度的因素：

1. 锡膏合金粉末含量对粘度的影响，锡膏中合金粉末的增加引起粘度的增加。

2. 锡膏合金粉末颗粒大小对粘度的影响，颗粒度增大时粘度会降低。

3. 温度对锡膏粘度的影响，温度升高粘度下降，印刷的最佳环境温度为23 ±3 ℃。

4. 剪切速率对锡膏粘度的影响，剪切速率增加粘度下降。

锡膏的有效期限及保存及使用环境

1. 一般锡膏在密封状态下，0~10℃条件下可以保存6个月，开封后要尽快使用完；

2. 锡膏的使用环境是要求SMT车间的温度为：22~26℃，湿度为：40~60%

锡膏造成的缺陷

未浸润

* 助焊剂活性不强

* 金属颗粒被氧化的很厉害

印刷中没有滚动

* 流变不合适性，例 如:粘度、触变性指数

* 黏性不合适

桥接

* 焊膏塌陷

焊锡不足

   * 由于微粒尺寸大，不正确的形状，或不可印刷性，焊膏堵塞模板孔

锡球

* 焊膏塌陷

* 在回流焊中溶剂溅出

* 金属颗粒氧化

钢网的概述及特点：

钢网的主要功能是将锡膏准确的涂敷在PCB上所需要涂锡膏的焊盘上。

钢网在印刷工艺中必不可少，它的好坏直接影响印刷工作的质量。

目前钢网主要有三种制作方法：化学腐蚀、激光切割、电铸成型。

1.化学腐蚀：

通常用于0.65mm以上间距

比其他钢网费用低

2.激光切割:

费用较高而且内壁粗糙

可以用电解抛光法得到光滑内壁

梯形开孔有利于脱模

可以用Gerber文件加工

误差更小，精度更高

3、电铸成型

在厚度方面没有限制

在硬度和强度方面更胜于不锈钢

更好的耐磨性

孔壁光滑且可以收缩

最好的脱模特性 >95%.

成本造价昂贵、工艺复杂、技术含量高

钢网设计

本文整理自百度文库《锡膏印刷工艺介绍》作者：冠捷科技魏松