無鉛化焊膏對印刷技術(shù)的影響

摘要：表面貼裝技術(shù)（SMT）已成為當(dāng)今電子裝聯(lián)技術(shù)中最為通用的技術(shù)，焊膏印刷作為SMT工藝的第一步，其質(zhì)量好壞對SMT工藝有著重要影響。本文討論了無鉛焊料對印刷技術(shù)的影響和危害。

關(guān)鍵詞：焊膏 印刷 表面貼裝技術(shù) 質(zhì)量

焊膏是表面組裝工藝技術(shù)的重要組成部分，它直接影響表面組裝組件的功能和可靠性。掌握和運(yùn)用好焊膏印刷技術(shù)，分析其中產(chǎn)生問題的原因，并將改進(jìn)措施應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷獲得更好的焊膏印刷質(zhì)量，正是大家夢寐以求的。本文主要討論了無鉛焊料對印刷技術(shù)的影響。

1 無鉛化對焊膏性能的影響

無鉛焊膏由于焊劑含量高、缺少鉛的潤滑作用，與仃鉛焊膏相比，釋放率降低了15％，擴(kuò)散率由90％以下降低到73％～77％。有鉛焊膏對工藝參數(shù)的變化相對不敏感，而無鉛焊膏卻依賴性很大，可以通過選用適當(dāng)?shù)暮辖痤愒黾雍父噌尫怕省τ诩?xì)距一般為3號或4號粉、合金含量為88.5％～89.5％的焊膏。對于超細(xì)間距可以選擇6號或7號粉焊膏，7號粉有更好的流變形和附著性，很少產(chǎn)生模板開孔的毛細(xì)管現(xiàn)象，而6號粉印刷極限沒有7號粉大，且容易發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象。

2 無鉛化對模板制作的影響

無鉛SMT工藝的絲網(wǎng)最好用聚脂網(wǎng)板，金屬模板最好用304小銹鋼，制作方法多采用激光切割。此外，隨著兀件的小型化，鋼網(wǎng)厚度越來越薄，開孔尺寸也越來越小，為了增加焊膏釋放率，一般采用電鑄方法制作，并選擇印刷精度較高的全自動焊膏印刷機(jī)，保證焊點(diǎn)覆蓋焊盤的覆蓋率達(dá)90％以上。在模板制作過程中，許多因素會影響孔的位置精度和尺寸精度，包括設(shè)備精度及磨損、激光燈的老化、切割過程的溫度和張力等。為了提高金屬模板與PCB的對準(zhǔn)精度，通常采統(tǒng)一的文件格式，比如GERBER光繪文件作為制作金屬模板與PCB的共同文件。對準(zhǔn)精度除了與印刷機(jī)的定位精度有關(guān)外，還與PCB本身的位置精度有很大關(guān)系，因?yàn)镻CB制作工藝的收縮和焊接過程中發(fā)生的收縮，都會影響PCB的印刷精度。

3 無鉛化對印刷參數(shù)的影響

焊膏印刷性能可用2個(gè)參數(shù)來描述，即流變系數(shù)和黏度不恢復(fù)率。高的流變系數(shù)意味著焊膏在高剪切率下更容易變稀，低的黏度不恢復(fù)率意味著焊膏存剪切力消除后黏度恢復(fù)的時(shí)間更短，可以理解為抗塌陷性好。為了提高焊膏釋放率，建議印刷速度放快、刮刀壓力升高，以實(shí)現(xiàn)對模板表面頂側(cè)充分印刷，壓力的起點(diǎn)為每線性英寸印刷區(qū)域0.7～0.9kg。但印刷工藝參數(shù)調(diào)節(jié)之間并不是簡單的平面關(guān)系，它是空間關(guān)系，具體調(diào)節(jié)時(shí)望根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化。

為實(shí)際無鉛焊膏印刷效果，釋放率較低，需考慮模板開口設(shè)計(jì)。通常模板孔徑對焊盤孔徑比恢復(fù)到1：1或更大：間距大于0.5mm的元件，一般采用1：1.02～1：1.10的開口比例：距小于0.5mm的元件，一般采用1：1的開口比例。為方形模板開孔，根據(jù)IPC一7525要求，須保證模板開孔寬厚比>1.6(SnPb為1.5)，圓形模板開孔面積比>0.71(SnPb為0.66)。對于0402、0201等小元件，為了防止墓碑或錫珠等缺陷，需對焊盤形狀進(jìn)行修改；對于MELF元件，需對焊盤形狀進(jìn)行修改。

綜上所述，為保證表面貼裝產(chǎn)品質(zhì)量，必須對生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中有影響的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析研究，制定出有效的控制方法。作為關(guān)鍵工序的焊膏印刷更是重中之重，只有制定出合適的參數(shù)，并掌握它們之間的規(guī)律，才能得到優(yōu)質(zhì)的焊膏印刷質(zhì)量。從而才能得到高品質(zhì)的電子產(chǎn)品。