隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，半導(dǎo)體、微電子等行業(yè)呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展態(tài)勢。在此背景下，表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology，簡稱SMT)成為連接高端電子制造產(chǎn)業(yè)的橋梁，在推進(jìn)智能制造、加快強(qiáng)國建設(shè)中具有重要的作用。

深入研究SMT超大尺寸PCB錫膏印刷工藝，德森精密錫膏印刷機(jī)為行業(yè)賦能

錫膏印刷按照鋼網(wǎng)開孔要求，將錫膏印刷涂覆在PCB表面焊盤，為回流焊接階段提供焊料做準(zhǔn)備。作為SMT生產(chǎn)工藝中重要環(huán)節(jié)，它將直接影響最終的焊接質(zhì)量。

近年來，*G正成為制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力，其基礎(chǔ)設(shè)備采用超大尺寸PCB，能夠大幅度提升印刷直通率，可以保證信號傳輸質(zhì)量。然而，超大尺寸PCB作為當(dāng)前SMT設(shè)備加工能力極限，大板與鋼網(wǎng)加工公差疊加導(dǎo)致錫膏印刷問題給生產(chǎn)帶來極大的挑戰(zhàn)，一直是業(yè)界亟需解決的難點(diǎn)。

相對于常規(guī)尺寸PCB，超大尺寸PCB錫膏印刷難點(diǎn)主要在于：

（1）PCB廠加工公差造成PCB尺寸、器件焊盤位置、翹曲度等指標(biāo)差異較大，增加鋼網(wǎng)、印刷參數(shù)等不確定性因素；

（2）采用不同板材混壓設(shè)計，進(jìn)一步加劇變形風(fēng)險；

（*）受制于PCB廠加工位置精度、表面平整度，自重引起的下凹經(jīng)過高溫回流后，受到熱脹效應(yīng)的影響，PCB會出現(xiàn)不同程度的形變、彎曲，使得鋼網(wǎng)設(shè)計難度加大，對鋼網(wǎng)下錫性提出更高要求；

（4）單塊PCB上超過2萬多個器件，涉及不同封裝，各個器件對錫膏需求的量參差不齊；

（*）業(yè)界普通型號印刷機(jī)由于PCB尺寸超過上限，無法滿足印刷要求，對對焦精度、重復(fù)印刷穩(wěn)定性提出更高的要求；

（6）普通頂針無法滿足底部支撐的要求，需要制作專業(yè)印刷底座；

（*）外界容易引入污染，對生產(chǎn)環(huán)境的清潔提出了更高的要求。

德森精密研究發(fā)現(xiàn)，影響超大尺寸PCB錫膏印刷效果的主要因素包括：鋼網(wǎng)設(shè)計與制造、印刷機(jī)對位精度、印刷支撐系統(tǒng)和環(huán)境清潔方面等。

錫膏印刷影響因素魚骨圖

一、鋼網(wǎng)設(shè)計與制造的影響

①鋼網(wǎng)設(shè)計影響錫膏印刷釋放率

鋼網(wǎng)開孔尺寸和厚度直接影響了錫膏釋放率，其它影響因素有鋼網(wǎng)開孔孔壁的幾何形狀、鋼網(wǎng)開孔孔壁的光滑程度、鋼網(wǎng)和PCB板的分離速度、鋼網(wǎng)和PCB板的間隙、鋼網(wǎng)開孔尺寸的精度以及錫膏的粘度等。

②鋼網(wǎng)制造方式影響鋼網(wǎng)側(cè)壁光滑程度、精度等

鋼網(wǎng)制造有三種方式：化學(xué)蝕刻、激光切割和電鑄成形。目前主要以激光切割為主，特別是有密腳間距器件的鋼網(wǎng)生產(chǎn)。

超大尺寸PCB由于自身材質(zhì)原因，經(jīng)過高溫回流后，會引起不同程度的形變翹曲，實(shí)際印刷生產(chǎn)TOP面時，左邊部分往左偏移、右邊部分往右偏移，無法通過現(xiàn)場調(diào)試來解決。因此，制作時需基于完成BOTTOM面焊接的實(shí)物，進(jìn)行一定距離補(bǔ)償，以免焊盤位置和鋼網(wǎng)開口位置不匹配，導(dǎo)致印刷產(chǎn)生偏移。

為保證信號完整性，PCB設(shè)計應(yīng)采取不同板材混壓設(shè)計、低損耗設(shè)計、非對稱設(shè)計等，可以增加PCB加工的公差精度、翹曲、殘余應(yīng)力、殘銅非對稱等風(fēng)險。

二、印刷機(jī)對位精度影響

全自動錫膏印刷機(jī)的對位過程是指視覺系統(tǒng)根據(jù)PCB和鋼網(wǎng)上兩個Mark點(diǎn)的坐標(biāo)值偏差，結(jié)合相應(yīng)的對位算法求解糾偏量，通過平臺的橫向、縱向及角度的精細(xì)調(diào)整，使PCB的Mark與鋼網(wǎng)的Mark完全重合。

相比常規(guī)尺寸PCB，超大尺寸印刷機(jī)的對位精度控制更加困難。針對超大尺寸PCB的印刷，在整體的結(jié)構(gòu)上，改良了抗震性、高強(qiáng)度一體成型的主體框架結(jié)構(gòu)；機(jī)體材料處理工藝包括：熔接→熱處理→退火→基準(zhǔn)面切屑拋光處理等，使整體機(jī)體結(jié)構(gòu)不會扭曲變形，為后續(xù)精準(zhǔn)穩(wěn)定的印刷品質(zhì)提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

良好的機(jī)器整機(jī)性能至關(guān)重要，能夠讓每次印刷校正補(bǔ)償機(jī)構(gòu)都可以完成鋼網(wǎng)與PCB精確對位。印刷機(jī)的精度控制并不是某一個控制單元的精度控制，而是各個運(yùn)動單元、控制系統(tǒng)相互協(xié)同輸出的綜合性精度控制。此外，機(jī)器零部件的制造精度、組裝過程中的裝配精度以及完成組裝后的整機(jī)測試精度，都需要使用科學(xué)的方法進(jìn)行測量與評估，以此降低機(jī)器本體屬性所帶來印刷缺陷的風(fēng)險。

因此，印刷機(jī)單軸運(yùn)動精度、平臺水平度以及各平臺之間的平行度、重復(fù)印刷精度三個方面的精度能夠有效保障了超大尺寸單板印刷精度。

三、印刷支撐系統(tǒng)的影響

印刷支撐系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到PCB錫膏印刷效果是否良好，尤其是大尺寸PCB板在印刷過程中對支撐方面要求更高。這是因為超大尺寸PCB來料主要來源于不同PCB供應(yīng)商，而不同供應(yīng)商的制造工藝能力存在差異；再加上大尺寸PCB工藝流程更加復(fù)雜，加工難度越大，誤差就會越大，經(jīng)過回流后容易出現(xiàn)不同程度形變，所以對印刷支撐的要求更加嚴(yán)格。

常用的真空軟頂針、硬頂針等支撐形式無法滿足支撐要求，進(jìn)而引起連錫、少錫等印錫不良現(xiàn)象，還存在巨大的安全隱患。而印錫底座憑借一體化成型、對技術(shù)人員能力要求較低、較好的支撐效果以及取放方便等優(yōu)勢，越來越受到企業(yè)的青睞。

對此，設(shè)計專用的印錫底座能夠有效的應(yīng)對超大尺寸單板支撐不足的問題，對于實(shí)際的印刷改善很有必要。

四、鋼網(wǎng)和PCB表面潔凈度的影響

鋼網(wǎng)和PCB表面存在異物，很容易導(dǎo)致印刷出現(xiàn)短路、偏移等不良現(xiàn)象，從而影響了印刷質(zhì)量。這就要求SMT作業(yè)人員每隔12小時對鋼網(wǎng)進(jìn)行清洗。為了保證印刷質(zhì)量，減少因鋼網(wǎng)殘留異物、堵孔等引起洗板重印的情況，清洗鋼網(wǎng)時可以加入電子放大鏡進(jìn)行檢查，避免清洗不徹底的鋼網(wǎng)上線。

此外，超大尺寸PCB板在印錫工序中，異物殘留導(dǎo)致SPI報警占的比率很大。針對這種情況，除了采用上板清潔和PCB的清洗作業(yè)外，還增加了清潔除塵工序及使用手電筒、放大鏡等工具檢查包括PCB來料、生產(chǎn)過程等環(huán)節(jié)殘留的異物。

由此得出：減少或消除外界帶來的鋼網(wǎng)以及PCB表面污染是印刷合格率提升的有力保障。

綜上所述，有效補(bǔ)償鋼網(wǎng)設(shè)計、提升印刷機(jī)精度、使用印刷底座和加強(qiáng)鋼網(wǎng)及PCB表面清潔能夠解決了超大尺寸PCB錫膏印刷問題，使印刷直通率得到大幅度提升。

作為深耕高端智能電子裝備行業(yè)十六年的高新企業(yè)——德森精密，深入研究SMT超大尺寸PCB錫膏印刷工藝，適時推出各類型的SMT全自動錫膏印刷機(jī)，可針對高密度、高復(fù)雜度產(chǎn)品進(jìn)行印刷；其印刷精度處于行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先水平，保證高品質(zhì)的印刷效果。

德森精密DSL-8*0全自動錫膏印刷機(jī)

德森精密依托專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊和強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，有效改善超大尺寸PCB印刷工藝問題，為SMT生產(chǎn)線的組裝效率和質(zhì)量提供了穩(wěn)定可靠的保障。未來，在智能制造的加速發(fā)展下，德森精密將在PCB錫膏印刷領(lǐng)域不斷堅持技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)出更多有競爭力的全自動錫膏印刷機(jī)，為企業(yè)賦值、為產(chǎn)業(yè)賦能。