錫膏印刷工藝中的塌陷是怎么造成的？-深圳福英達
錫膏印刷工藝中的塌陷是怎么造成的？
在錫膏印刷工藝中，塌陷是指印刷后的錫膏無法維持預期形狀，出現邊緣垮塌、向焊盤外側蔓延，甚至在相鄰焊盤間形成橋接的現象。這一缺陷會顯著影響焊接質量，導致短路或虛焊等問題。塌陷的形成是多種因素共同作用的結果下面是詳細分析及優化方案：
一、塌陷的核心成因
1. 刮刀壓力失控
原理：刮刀壓力過大時，錫膏在通過鋼網孔洞時會被過度擠壓，導致部分錫膏滲入鋼網與PCB的間隙。若壓力持續過高，相鄰焊盤的錫膏可能因擠壓而連接，形成塌陷。
典型場景：細間距元件（如0.4mm pitch以下的QFP、BGA）印刷時，刮刀壓力稍大即易引發短路。
2. 錫膏流變特性異常
黏度不足：
原因：劑揮發、金屬含量異常（如助焊劑比例過高）或環境濕度過高，均會導致錫膏黏度下降。
影響：低黏度錫膏印刷后邊緣松散，難以維持形狀，尤其在細間距焊盤上易擴散。
金屬顆粒尺寸不匹配：
問題：小顆粒錫膏（如T6級）雖下錫性好，但印刷后形狀保持性差，易因表面張力作用而塌陷。
案例：0.3mm間距元件使用T6級錫膏時，塌陷風險顯著增加。
3. 環境因素干擾
濕度過高：錫膏吸濕后稀化，黏度降低，導致塌陷。例如，在濕度>60% RH的環境中，未密封的錫膏可能因吸濕而失效。
溫度波動：高溫會降低助焊劑黏度，使錫膏在印刷后流動過度；若時間過長，稀釋劑揮發又會導致黏度回升，引發印刷困難。
4. 工藝參數與設備缺陷
鋼網設計不合理：
開孔過大：鋼網開孔面積超過焊盤95%時，或鋼網過厚，下錫量超標，多余焊料在重力作用下流淌，形成塌陷。
倒角缺失：鋼網孔壁垂直或內凹設計會增加錫膏脫模時的應力，導致邊緣不整齊。
脫模速度過快：快速脫模可能拉扯錫膏，使其邊緣呈鋸齒狀或塌陷。
設備狀態不佳：鋼網底部沾污、刮刀磨損或PCB支撐不足，均可能間接引發塌陷。
二、系統性優化方案
1. 精準控制刮刀壓力
調整策略：
通過試驗確定最佳壓力范圍（通常為0.1-0.3N/mm），確保錫膏均勻填充鋼網孔洞且不滲入間隙。
使用壓力傳感器實時監測，避免人工調整誤差。
案例：某SMT線通過將刮刀壓力從0.35N/mm降至0.25N/mm，細間距元件塌陷率降低80%。
2. 優化錫膏選擇與管理
黏度匹配：
根據元件間距選擇合適黏度的錫膏（如細間距選用高黏度、快干型錫膏）。
避免使用過期或二次回收的錫膏，防止金屬含量異常。
顆粒尺寸控制：
常規間距（≥0.5mm）選用T4級（20-38μm）錫膏。
細間距（0.3-0.4mm）選用T5級（15-25μm）錫膏，避免使用T6級。
存儲與使用：
錫膏需冷藏（0-10℃）保存，使用前回溫至室溫（≥4小時）。
印刷過程中每2小時攪拌一次，防止金屬顆粒沉降。
3. 嚴格環境管控
溫濕度控制：
印刷車間溫度保持在23±3℃，濕度控制在40%-60% RH。
使用除濕機或加濕器動態調節，避免錫膏吸濕或干燥過快。
局部防護：
在鋼網下方安裝防塵罩，減少環境污染物對錫膏的干擾。
4. 改進鋼網設計與脫模工藝
鋼網優化：
開孔面積控制在焊盤的90%-95%，并設計倒角（如0.1mm圓角）減少應力集中。
使用電拋光鋼網，降低孔壁粗糙度，提升脫模順暢性。
脫模參數調整：
脫模速度設置為0.5-1mm/s，與印刷速度匹配。
采用分段脫模（如先緩慢抬起0.1mm，再快速脫離），減少錫膏拉扯。
5. 設備維護與操作規范
定期保養：
每周清洗鋼網，去除底部殘留錫膏和助焊劑。
檢查刮刀刀片磨損情況，及時更換（刀片邊緣圓角半徑應<0.1mm）。
PCB固定：
使用多點夾緊裝置固定PCB，防止印刷過程中移動導致錫膏偏移
三、效果驗證與持續改進
檢測方法：
使用2D/3D SPI（錫膏檢測儀）量化塌陷高度和面積，設定閾值（如塌陷高度>0.1mm為NG）。
通過X-Ray檢查焊接后橋接率，驗證優化效果。
持續改進：
建立DOE（實驗設計）模型，分析刮刀壓力、錫膏黏度、環境濕度等參數的交互影響。
定期復盤生產數據，針對高頻塌陷問題調整工藝窗口。
通過上述改進方法，可顯著降低錫膏印刷塌陷率，提升焊接良率至99.5%以上。關鍵在于結合設備特性、材料性能和環境條件，制定精準的工藝控制方案，并持續監控與改進。
-未完待續-
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