焊膏噴印技術(shù)及其缺陷控制概述

馮帆 崔祺

摘 要 焊膏噴印技術(shù)作為網(wǎng)板印刷技術(shù)的重要補(bǔ)充已成熟應(yīng)用于生產(chǎn)中，它通過噴射出微小的焊膏液滴實(shí)現(xiàn)焊膏在印制板焊盤上的精確沉積成形。我所采用MY700噴印機(jī)對部分航天產(chǎn)品印制板進(jìn)行焊膏涂敷。本文介紹了焊膏噴印技術(shù)的原理與特點(diǎn)，并介紹了噴印技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用及質(zhì)量缺陷控制。

關(guān)鍵詞 表面貼裝技術(shù)（SMT）;印制電路板;焊膏噴印;缺陷控制

引言

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，印制電路板設(shè)計也越小越密，根據(jù)中電科技集團(tuán)公司調(diào)研結(jié)果表明：我國電子產(chǎn)品焊接質(zhì)量問題約有70%是由印制電路板焊點(diǎn)故障引起。如今的印制板已不再是簡單的平面設(shè)計，而是立體的，出現(xiàn)了層疊與腔體等結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的網(wǎng)板印刷技術(shù)已很難應(yīng)對這些印制板。我所引進(jìn)焊膏噴印技術(shù)以解決實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的難點(diǎn)。

1焊膏噴印技術(shù)原理

焊膏噴印技術(shù)從點(diǎn)涂技術(shù)發(fā)展而來，由噴印頭、焊膏盒、軟件程序三部分配合實(shí)現(xiàn)，噴印頭結(jié)構(gòu)如圖1所示。噴印時將管裝焊膏裝入焊膏盒，通過側(cè)面的微型螺旋泵將焊膏導(dǎo)入密封的腔體內(nèi)，設(shè)備采用壓電式方式將焊膏噴在印制板焊盤上，每個焊膏液滴大小在0.215-0.600mm，通過液滴的堆積實(shí)現(xiàn)焊膏的沉積成形。

2焊膏噴印技術(shù)特點(diǎn)

焊膏噴印是一種非接觸的涂敷方式，其過程不產(chǎn)生壓力，可控性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)任意圖形焊膏點(diǎn)的精確涂敷，給柔性電路板、3D焊膏涂敷、QFN等涂敷提供了新的解決方案。傳統(tǒng)網(wǎng)板印刷需要提前制作鋼網(wǎng)，其細(xì)間距工藝比較難控制，且制作鋼網(wǎng)需要周期[1]。而焊膏噴印不需要鋼網(wǎng)，通過CAD或Gerber文件進(jìn)行焊盤匹配和編輯即可形成噴印程序，這一點(diǎn)在自動化生產(chǎn)中可節(jié)約大量換產(chǎn)時間。MY700噴印機(jī)的最高噴印速度為每小時1080000 點(diǎn)，效率上遠(yuǎn)小于印刷機(jī)，涂敷密度越高的印制板差距越明顯。因此焊膏噴印更適用于小批量多品種生產(chǎn)。

3焊膏噴印技術(shù)工藝

基于焊膏噴印速度考慮，我所使用MY700噴印機(jī)對小批量產(chǎn)品，細(xì)間距焊盤、腔體焊盤、BGA植球等網(wǎng)板印刷難以解決的問題進(jìn)行噴印操作。筆者經(jīng)試驗(yàn)及焊接可靠性驗(yàn)證給出了常用小尺寸焊盤的噴印參數(shù)：

噴印結(jié)束后使用AOI檢查焊膏噴印面積及偏移、粘連、拉尖、漏印等缺陷，焊膏噴印覆蓋面積應(yīng)大于焊盤面積的75%，偏移不能超過焊盤尺寸的25%，焊盤間距小于0.5mm時，應(yīng)確保100%覆蓋且不允許有偏移。

4噴印缺陷分析及控制

4.1 噴印過程缺陷分析

因焊膏噴印過程與網(wǎng)板印刷過程不同，焊膏涂敷后出現(xiàn)質(zhì)量缺陷類型分布比例也不相同。焊膏噴印過程由軟件控制，相對于印刷工藝，粘連、拉尖、漏印等現(xiàn)象出現(xiàn)較少。焊膏噴印常見質(zhì)量缺陷有焊膏噴印偏移、焊膏噴印過少、焊膏噴印過多，除此之外呈現(xiàn)出新的質(zhì)量缺陷有：噴印散點(diǎn)，印制板擦傷等。具體原因分析及解決措施見下表2。

4.2 特形印制板處理

MY700噴印機(jī)可噴印的最大基板尺寸為510mm×580mm，印制板過長無法直接上機(jī)操作，可將印制板假設(shè)成前后兩件印制板，選取近中心位置的通孔作為基準(zhǔn)點(diǎn)，分兩次噴印完成。超薄印制板因自身重力原因板中心自然向下凹陷，板面彎曲度超出設(shè)備允許范圍也無法上機(jī)操作，可在中心位置處增加支撐確保印制板不下陷，并降低軌道夾緊力度以保護(hù)印制板及設(shè)備軌道。

4.3 焊膏使用要求與噴頭保護(hù)

焊膏及噴頭保護(hù)膠不可在有陽光直射的位置放置，焊膏和噴頭保護(hù)膠不使用時應(yīng)儲存在冰箱中，溫度為3～7℃[2]。焊膏回溫應(yīng)置于常溫下自然回溫一到兩小時，回溫期間禁止使用任何方式加熱焊膏。焊膏放置在常溫下單次時間不應(yīng)超過8小時，焊膏開啟后應(yīng)在72小時內(nèi)用完。生產(chǎn)停頓超過15分鐘應(yīng)使用密封貼封閉噴印機(jī)噴頭，避免焊膏與空氣長時間接觸變質(zhì);生產(chǎn)結(jié)束時應(yīng)使用噴頭保護(hù)膠填充噴頭。

5結(jié)束語

焊膏噴印技術(shù)突破了傳統(tǒng)網(wǎng)板印刷的限制，使印刷工藝的控制變得更為簡便和靈活。該技術(shù)不僅可以與網(wǎng)板印刷配合來完成一些特定焊盤的噴印，更可以被應(yīng)用在頻繁換線的生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周峻霖.一種新型焊膏噴印技術(shù)[J].電子與封裝，2012（8）：5-9.

[2] 彭琛，郝秀云，文愛新，等.噴印技術(shù)在組裝生產(chǎn)上的新應(yīng)用[J]，絲網(wǎng)印刷，2016（5）：43-45.