优化模板印刷工艺

作者:Alden Johnson Speedline 技术公司 高级应用工程师

　　摘要
　　当电子工业继续转向更小更复杂的器件以及向无铅工艺进行切换时，为了要完成公司的目标，最好的成本效率解决方法是开始就把事情做正确。我们必须要持续评估设备以及特点，这样才能使成功的可能性达到最大化。
　　模板印刷是表面贴装技术中一道关键的工艺，只有全面理解这一点并且持续贯彻，才能获得可靠、快速且精确的结果。
　　尽管有其自身的复杂性和需求的混合性，但是模板印刷工艺还是能够而且也必需要进行优化。毕竟任何电子制造作业的着眼点应该是每天都制造最多的“优质产品”。最具成本效率的解决方案是“开始就把事情做正确”，所以我们还是要对设备及其特点进行持续的考量，这样才能将成功的可能性最大化。
　　在制造过程中，在生产周期（一个产品从开始生产到结束的时间）和产品质量之间常常存在着一种平衡。使用统计学来认知制造的各个方面，是达到生产周期和生产质量平衡目标的一种方法。然而，出色的工程师和受过良好训练的工人是不可替代的。工艺培训应该不仅限于教会如何操作一种具体的设备。作为工作的一部分，每一个制造业的雇员必须了解工艺以及那些使每个人都达到最佳工作结果的需求。也许同样重要的还有对工人的持续不断的培训、训练和支持，以及持续地运用工艺改进规划。通过加强工艺训练，能更好地保证每一个班的每一名员工都能按照公司的规程来工作。
　　工具和设备的特性在丝网印刷工艺优化中也是需要考虑的重要事项。贯串于整个工艺中，许多的设备特性可被利用来优化产品的流程，这些特点应该被理解并加以利用。在最新型号的设备上的这些有用的特性，被设计用来减少工艺缺陷和改善整体的工艺产出。已发展成熟的焊膏印刷设备拥有一些被称为“辅助”功能的非基本的设备功能。“辅助功能”的例子包括：2维和3维印刷后检查系统，网板擦拭和网板真空清洗系统，自动基板支撑放置系统，以及基板模板间的对位系统。


　　印刷工艺的相关内容
　　提升技术和技巧来完成高质量印刷的重要性不能被过分夸大。下面列出并进行讨论的一些技术上的问题，是决定印刷工艺质量的主要因素：
　　● 优化模板印刷工艺的策略
　　● 焊膏印刷速度
　　● 刮刀和封闭印刷头技术
　　● 通孔器件印刷
　　● 何时以及怎么使用橡胶刮刀，以及正确硬度的选择
　　● 有效地利用下止点和间隙式印刷
　　● 针对高效印刷的适用的网板设计技巧
　　● 详述检查系统和它们的工作方式


　　**近距离观察印刷工艺
　　工艺优化**
　　模板印刷工艺优化的一个方法是，当发生焊膏应用问题时及时地进行改正。假设在线检测不是被设计用来检查每一块板子上的每一个焊盘的情况下，必需有一些方法来决定怎样编排检查系统从而得以利用关键器件和区域作为数据模型来使用。这些检查模型将被移植到在任一特定生产中被加工的所有板上的所有器件上。
　　对于了解如何开发一个最佳的数据模型来说，必须明白怎样检查一个装配组件，来找到适合这些分类方式的器件类型。充分理解在检查软件中可采用的一些工具的灵活性也是很重要的，这样针对任何独立的丝网印刷应用，可决定怎样以最有效的方式来应用这些数据模型。


　　焊膏印刷
　　在印刷速度、压力和焊膏类型之间存在着内在关系，而且必须保持这种关系才能获得可接受的印刷效果。有一些焊膏的印刷速度必须要快一些，而另一些必须要慢一些，才能得到较好的印刷效果。如果刮刀扫过模板时过轻，在网板上留下一层薄的焊膏或助焊剂，应该加大压力来刮干净网板的表面，但是压力增大的上限是必须保证焊膏的滚动要求，因为印刷过程中焊膏的滚动是一个获得良好印刷效果的标志之一。印刷速度太快会导致开孔的不完全填充，尤其是在焊盘迎向刮刀运动方向的一侧。过轻地扫过模板会导致极端的拉尖和覆盖不完整，这是因为焊膏没有完全地从开孔中被释放出来。


!(http://www.emchinamag.com/UpItem/AT/200505/15_1.jpg)


　　网板上的焊膏
　　有一个问题常常会被提到，那就是刮刀刮过后，网板上会残留下焊膏。通常有两种原因，首先，虽然你也许是用了正确的压力，但刮刀下止点或者刮刀压入网板的距离，还是太小。另一个焊膏残留在网板上的原因，有可能是在基板下面缺少适当的支撑顶针。伴随着不充分的支撑，基板会在刮刀的压力下产生下陷，这样就使得刀刃的角度不能够将网板上的焊膏刮干净。不充分的基板支撑使得基板下陷，还会导致刮刀施加到基板上的压力发生偏差。