印刷工藝的相關(guān)內(nèi)容

　　 提升技術(shù)和技巧來完成高質(zhì)量印刷的重要性不能被過分夸大。下面列出并進(jìn)行討論的一些技術(shù)上的問題，是決定印刷工藝質(zhì)量的主要因素：● 優(yōu)化模板印刷工藝的策略 ● 焊膏印刷速度 ● 刮刀和封閉印刷頭技術(shù) 　　● 通孔器件印刷 ● 何時(shí)以及怎幺使用橡膠刮刀，以及正確硬度的選擇 ● 有效地利用下止點(diǎn)和間隙式印刷 　　● 針對(duì)高效印刷的適用的網(wǎng)板設(shè)計(jì)技巧　● 詳述檢查系統(tǒng)和它們的工作方式 近距離觀察印刷工藝

　　 工藝優(yōu)化 模板印刷工藝優(yōu)化的一個(gè)方法是，當(dāng)發(fā)生焊膏應(yīng)用問題時(shí)及時(shí)地進(jìn)行改正。假設(shè)在線檢測不是被設(shè)計(jì)用來檢查每一塊板子上的每一個(gè)焊盤的情況下，必需有一些方法來決定怎樣編排檢查系統(tǒng)從而得以利用關(guān)鍵器件和區(qū)域作為數(shù)據(jù)模型來使用。這些檢查模型將被移植到在任一特定生產(chǎn)中被加工的所有板上的所有器件上。

　　 對(duì)于了解如何開發(fā)一個(gè)最佳的數(shù)據(jù)模型來說，必須明白怎樣檢查一個(gè)裝配組件，來找到適合這些分類方式的器件類型。充分理解在檢查軟件中可采用的恍┕ぞ叩牧榛钚砸彩嗆苤匾模庋攵勻魏味懶⒌乃客∷⒂τ?，縿h齠ㄔ躚宰鈑行У姆絞嚼從τ謎廡┦菽Ｐ汀?/P>

焊膏印刷 　　在印刷速度、壓力和焊膏類型之間存在著內(nèi)在關(guān)系，而且必須保持這種關(guān)系才能獲得可接受的印刷效果。有一些焊膏的印刷速度必須要快一些，而另一些必須要慢一些，才能得到較好的印刷效果。如果刮刀掃過模板時(shí)過輕，在網(wǎng)板上留下一層薄的焊膏或助焊劑，應(yīng)該加大壓力來刮干凈網(wǎng)板的表面，但是壓力增大的上限是必須保證焊膏的滾動(dòng)要求，因?yàn)橛∷⑦^程中焊膏的滾動(dòng)是一個(gè)獲得良好印刷效果的標(biāo)志之一。印刷速度太快會(huì)導(dǎo)致開孔的不完全填充，尤其是在焊盤迎向刮刀運(yùn)動(dòng)方向的一側(cè)。過輕地掃過模板會(huì)導(dǎo)致極端的拉尖和覆蓋不完整，這是因?yàn)楹父鄾]有完全地從開孔中被釋放出來。

網(wǎng)板上的焊膏 　　有一個(gè)問題常常會(huì)被提到，那就是刮刀刮過后，網(wǎng)板上會(huì)殘留下焊膏。通常有兩種原因，首先，雖然你也許是用了正確的壓力，但刮刀下止點(diǎn)或者刮刀壓入網(wǎng)板的距離，還是太小。另一個(gè)焊膏殘留在網(wǎng)板上的原因，有可能是在基板下面缺少適當(dāng)?shù)闹雾斸槨０殡S著不充分的支撐，基板會(huì)在刮刀的壓力下產(chǎn)生下陷，這樣就使得刀刃的角度不能夠?qū)⒕W(wǎng)板上的焊膏刮干凈。不充分的基板支撐使得基板下陷，還會(huì)導(dǎo)致刮刀施加到基板上的壓力發(fā)生偏差。

通孔器件 　　焊膏印刷也可以被使用在通孔器件上。對(duì)于這種類型的板的裝配，焊膏印刷已經(jīng)成為一個(gè)可接受的工藝了。針對(duì)通孔組件的這種用焊膏來填充PCB過孔的工藝，通常被稱為“intrusive soldering”或“pin-in-paste printing”。網(wǎng)板的開孔設(shè)計(jì)必需適當(dāng)，以得到正確的焊膏量來填充過孔，從而保證有可靠的焊點(diǎn)。通常情況下，焊膏會(huì)有50%的收縮量，所以第一步要計(jì)算所需的焊膏量。需要計(jì)算填滿整個(gè)通孔所需焊膏的體積再減去引腳體積的值。實(shí)際需要的焊膏體積應(yīng)該是固化后所需焊料體積的兩倍，開孔的大小可通過網(wǎng)板的厚度以及通孔焊盤周圍可利用的面積來計(jì)算獲得。焊膏可采用加大印刷面積的方式印刷，在回流焊時(shí)，焊錫會(huì)被拉回到可焊接的表面。
橡膠刮刀 　　操作員因該知道有不同種類的橡膠刮刀硬度，并且還要知道什幺時(shí)候該使用它們。 對(duì)于絲網(wǎng)印刷和模板印刷可以有幾種不同硬度的刮刀選擇。通常情況下，當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷時(shí)，應(yīng)該使用硬度在60-80 shore A的聚亞安酯刮刀。當(dāng)使用較軟的材料時(shí)，絲網(wǎng)的網(wǎng)孔應(yīng)該要避免刮刀將膠層從基層上挖走。而硬度在90-110shore A的刮刀通常用在模板印刷上。但是，當(dāng)在模板上使用聚亞安酯刮刀時(shí)，在大開孔上的摳挖現(xiàn)象會(huì)成為一個(gè)問題，因此，金屬刮刀是模板印刷的首選。

對(duì)于只有細(xì)開孔或臺(tái)階式模板，使用聚亞安酯的刮刀會(huì)得到更一致的印刷效果并且也可減少模板的磨損。臺(tái)階式模板是指，模板某些區(qū)域平緩過渡或階梯下降到一個(gè)比網(wǎng)板其它部分要薄的這種模板。這種類型的模板常常用于大多數(shù)都是大開孔而只有一兩個(gè)細(xì)間距引腳器件的板子。

拖曳片式刮刀 　　在沒有壓力施加的情況下，拖曳片式金屬刮刀的接觸角度是60度，橡膠刮刀的接觸角度是50度。使用MPM的平衡控制可編程印刷頭（“Prohead”），接觸角可以在正常值正負(fù)5度的范圍內(nèi)調(diào)整。施加在刮刀上的壓力必需足夠，以在模板的上表面提供一個(gè)干凈的刮擦結(jié)果，但也不能太大，否則會(huì)對(duì)網(wǎng)板造成壓痕并引起過早的失效。壓痕是當(dāng)過多的壓力被施加在模板超過基板邊緣時(shí)，在模板底部所造成的永久性的板邊緣壓痕的現(xiàn)象。下止點(diǎn)和間隙式印刷下止點(diǎn)這個(gè)術(shù)語常常用在模板印刷工藝中，并且操作員也應(yīng)該熟悉這個(gè)詞。

　　 下止點(diǎn)是作為在印刷過程中，刮刀被編程向下運(yùn)動(dòng)，可以低過基板上表面的距離的多少。基板在印刷過程中會(huì)支撐模板，但是如果刀片移動(dòng)超出了基板邊緣和支撐軌道，那幺模板會(huì)受力彎曲，引起過早疲勞。恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置下止點(diǎn)可以防止這種情況，因?yàn)樗粫?huì)讓刀刃有過多的向下移動(dòng)距離而施加過多的力量在沒有支撐的模板上。如果下止點(diǎn)值設(shè)得太低，無法適當(dāng)?shù)膹澢度兄磷罴呀嵌?，那幺就得不到所期望的印刷壓力。典型的下止點(diǎn)設(shè)置是從0.065 inch (1.6 mm) 到 0.075 inch (1.9 mm)。

　　 在接觸印刷，間隙式印刷和慢脫模印刷這三種印刷方式之間存在著截然不同的差別。

　　 接觸印刷是在印刷過程中模板整個(gè)和基板接觸的情況下完成的。在焊膏被滾壓進(jìn)了模板開口孔后，基板和模板就在一個(gè)垂直方向上且以統(tǒng)一的速率分離。

　　 間隙式印刷是在模板或絲網(wǎng)和基板之間在靜止時(shí)有一設(shè)定間隙的情況下獲得的。在印刷動(dòng)作中，刮刀下壓使模板變形，引起模板和基板接觸，并且僅在刮刀給模板施加壓力的那點(diǎn)上模板才和基板有接觸。隨著刮刀的向前移動(dòng)，模板或網(wǎng)板會(huì)從基板上分離。當(dāng)使用模板印刷時(shí)，如果基板密度高，使一致的脫模率不能重復(fù)獲得或期望較快的印刷周期時(shí)，可以使用間隙式印刷，絲網(wǎng)印刷也采用間隙式印刷。

　　 慢脫模印刷是指那些印刷后模板和基板緩慢分離的工藝。因?yàn)椴煌暮父嘤胁煌拿撃Ｌ匦?，這種可調(diào)節(jié)的設(shè)定被用來讓焊膏在印刷后能沉積下來，并且更干凈地從開孔中釋放出來。

接觸印刷 　　分離印刷 　　高密度模板印刷 　　間隙式印刷被用在高密度模板印刷或絲網(wǎng)印刷上。間隙值設(shè)定是指在待機(jī)狀態(tài)下，刮刀未接觸模板/絲網(wǎng)前，模板/絲網(wǎng)到被印刷基板表面的距離。這一工藝允許模板或絲網(wǎng)軋過基板并剝離，同時(shí)產(chǎn)生一致的錫膏脫模率。對(duì)于高密度印刷，如果使用接觸式印刷，由于黏著力的影響，使得模板或絲網(wǎng)的分離在邊緣和中心會(huì)有不同。

模板設(shè)計(jì) 　　有些情況下，當(dāng)一位操作人員想把兩個(gè)圖形放在一個(gè)模板上，產(chǎn)生的問題是，圖形間應(yīng)該相隔多遠(yuǎn)呢？ 　　通常的對(duì)于拖曳片式刮刀印刷來說，圖形分開至少要達(dá)到3英寸，如果還允許一點(diǎn)點(diǎn)印刷距離過調(diào)，那幺這個(gè)距離就應(yīng)該增大到4英寸（100mm）。對(duì)于尺寸是29英寸乘以29英寸的模板來說，那幺基板的最大寬度尺寸要限制在不大于6英寸（150mm）。當(dāng)使用MPM公司的Rheometric擠壓式密閉刮刀頭來印刷時(shí)，圖形間的間距就可以縮小到0.75英寸（19mm），并且板的總寬度將增加到8.9英寸（226mm）。

　　 針對(duì)高效的印刷結(jié)果，所需最小鋼片的尺寸是變化的。當(dāng)使用拖曳片式刮刀時(shí)，最小鋼片尺寸在Y方向應(yīng)該是板子的大小加上7英寸（178mm）。當(dāng)使用菱形刮刀時(shí)，鋼片Y方向的最小尺寸應(yīng)該是板子的大小加上1英寸（25mm）。在X方向，鋼片最小尺寸應(yīng)該比刮刀的長度多1英寸（25mm）。

　　 推薦使用將板子的圖形居中放置在模板上，以實(shí)現(xiàn)模板從基板上真正的垂直分離。如果圖形不在模板中央，由于模板底部和基板間滲出的助焊劑的粘著力作用，在分離發(fā)生時(shí)會(huì)存在一些不均勻的剝離。

　　 對(duì)于正確的模板和基板對(duì)位，定位基準(zhǔn)點(diǎn)總是獲得最佳對(duì)準(zhǔn)結(jié)果的首選。如果傳統(tǒng)的定位基準(zhǔn)點(diǎn)不可獲得，使用板上的焊盤以及模板的開孔作為基準(zhǔn)點(diǎn)也可以提供可接受的結(jié)果。板上一個(gè)唯一的區(qū)域應(yīng)該被使用，比如基板上QFP的最后一個(gè)焊盤配合模板上的對(duì)應(yīng)位置可以用來對(duì)位。必須注意保持模板開孔的清潔，因?yàn)槎氯拈_孔會(huì)引起對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)誤。那是因?yàn)榫幊痰臅r(shí)候干凈的開孔的尺寸和形狀將會(huì)不同于生產(chǎn)中堵塞的開孔。　例 1 (一個(gè)好的,利用QFP器件進(jìn)行設(shè)定的例子) 如上所示，這樣建立了一個(gè)唯一的圖形，因?yàn)橄到y(tǒng)也會(huì)搜索在目標(biāo)焊盤左邊的空白部分，但是在相機(jī)視野內(nèi)卻沒有另外的可和這個(gè)圖形適合相配的目標(biāo)。 　　例 2 (一個(gè)差的,利用DIP器件進(jìn)行設(shè)置的例子) 這個(gè)設(shè)置的問題在于搜索區(qū)沒有被創(chuàng)建在一個(gè)唯一的區(qū)域，因此存在系統(tǒng)會(huì)找到一個(gè)錯(cuò)誤匹配目標(biāo)的可能，這導(dǎo)致系統(tǒng)會(huì)對(duì)準(zhǔn)到視野底部的那個(gè)焊盤而不是想要的上面的焊盤。 2D檢查 　　一個(gè)常常被問到的問題是，為什幺需要使用2D驗(yàn)證？一個(gè)2D系統(tǒng)是被設(shè)計(jì)用來做工藝確認(rèn)工具的。它們不是檢查系統(tǒng)也不能被用來替代檢查系統(tǒng)。簡單地說， 2D檢驗(yàn)幫助你開發(fā)你的工藝并且驗(yàn)證你的工藝在控制范圍內(nèi)。如果你的工藝從不改變，你可能不需要一個(gè)檢查或者驗(yàn)證系統(tǒng)。但是，絕大多數(shù)印刷線路板會(huì)有具有挑戰(zhàn)性的器件或應(yīng)用，尤其是細(xì)間距引腳的器件，這些器件需要某些形式的驗(yàn)證。

　　 2D系統(tǒng)就是設(shè)計(jì)用來幫助你驗(yàn)證錫膏的脫模率和覆蓋率是否滿足預(yù)先制定的基準(zhǔn)。2D驗(yàn)證系統(tǒng)會(huì)幫助并提警示你任何和已制定工藝間發(fā)生的偏差，使你在發(fā)生額外的附加工藝費(fèi)用(如清洗基板或返修)前做出必要的調(diào)整。

　　 一個(gè)你應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的有趣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果是，90%或更多的印刷缺陷和趨勢可以通過檢驗(yàn)覆蓋在目標(biāo)焊盤上的焊膏量來進(jìn)行鑒別。這種方法可鑒別焊盤上焊膏堆積量的缺少，這會(huì)導(dǎo)致不可接受的焊點(diǎn)。大多數(shù)有效的2D檢查形式結(jié)合了灰度比較技術(shù)來判斷覆蓋在目標(biāo)PCB焊盤上的焊膏的覆蓋百分比。這一技術(shù)比較了印刷過的焊盤的未覆蓋面積和一個(gè)保存的空焊盤的面積，這個(gè)面積在這個(gè)器件第一次編程時(shí)就決定了。有了這一數(shù)據(jù)，下面的計(jì)算可以被使用來確定焊膏覆蓋的百分比：并行處理能力所有設(shè)備的功能特性都是被設(shè)計(jì)用來有效地完成工作的?？墒窃趯?shí)際當(dāng)中，這些所有的功能的執(zhí)行，都是以串行的工作方式來進(jìn)行的。換句話說，當(dāng)設(shè)備在執(zhí)行它的輔助功能時(shí)，設(shè)備并沒有執(zhí)行它的基本功能，更確切地說，基本功能就是在PCB板上印刷焊膏。當(dāng)然，對(duì)于每天完成盡可能多的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的目標(biāo)而言，這些設(shè)備的輔助功能特性是需要的，尤其是針對(duì)復(fù)雜的板子或是在高產(chǎn)量的環(huán)境下。因?yàn)槲覀儗?shí)際的生產(chǎn)時(shí)間損失在需要但卻是“輔助”的功能上，盡管設(shè)備的循環(huán)時(shí)間已經(jīng)最快了，但我們?nèi)耘f不滿意。

　　 理想的，我們希望我們的工藝設(shè)備執(zhí)行它們一些（如果不能做到全部）必要的輔助功能的同時(shí)（并行的）完成機(jī)器的基本功能，或同時(shí)執(zhí)行一或多個(gè)輔助功能。

　　 能夠以并行方式運(yùn)行必要輔助功能的設(shè)備將優(yōu)化生產(chǎn)周期和產(chǎn)量。比如說，如果焊膏印刷設(shè)備能夠在清洗網(wǎng)板的同時(shí)將下一個(gè)產(chǎn)品移動(dòng)到位并且執(zhí)行視覺對(duì)位功能，那幺我們就有兩個(gè)輔助功能在同時(shí)執(zhí)行，結(jié)果將會(huì)最優(yōu)化生產(chǎn)周期和質(zhì)量。

　　 使用能提供并行處理能力的設(shè)備，可以在產(chǎn)出上得到許多優(yōu)勢。提供質(zhì)量改進(jìn)的輔助功能，比如擦拭網(wǎng)板和印后檢查，可以被很快地執(zhí)行，在同樣的給定時(shí)間內(nèi)卻不會(huì)有印刷線路板產(chǎn)出量的減少。并行處理能力是一個(gè)“具佳”情形，生產(chǎn)高質(zhì)量的板子但又不會(huì)有時(shí)間的損失。

　　 當(dāng)電子工業(yè)繼續(xù)轉(zhuǎn)向更小更復(fù)雜的器件（0201，01005，CGA，倒裝芯片等等）以及向無鉛材料進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，為了要完成公司的財(cái)政目標(biāo)，“開始就把事情做正確”的要求變得越來越關(guān)鍵。針對(duì)這些使用無鉛材料的新器件來設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品，返修能力將是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。至少，返修無鉛產(chǎn)品會(huì)花更多的時(shí)間和存在導(dǎo)致更多器件和板子損壞的可能性。因此，最好的成本效率解決方法是開始就把事情做正確。我們必須要持續(xù)評(píng)估設(shè)備以及設(shè)備的特點(diǎn)，這樣才能將成功的可能性最大化。

　　 最后，適合的設(shè)備和受過良好訓(xùn)練、有經(jīng)驗(yàn)的員工可以有效地面對(duì)模/鋼板和絲網(wǎng)印刷的挑戰(zhàn)。以及焊膏在印刷過程中的浪費(fèi)，減少產(chǎn)品轉(zhuǎn)換及新產(chǎn)品設(shè)定過程中操作人員的干涉，都是達(dá)到高質(zhì)量印刷結(jié)果的需求之一。當(dāng)然，所有的印刷問題的仔細(xì)考慮有助于制造業(yè)者生產(chǎn)出高質(zhì)量的印刷線路板和改進(jìn)整個(gè)印刷線路板裝配工藝