复杂通讯产品用大尺寸04mm间距qfp印刷工艺研究样本

复杂通讯产品用大尺寸0.4mm间距QFP印刷工艺研究赵燕—上海贝尔阿尔卡特股份有限公司摘要：小尺寸0.4mm间距QFP在手机等小型电子产品上已经获得了广泛应用，但是在较复杂大型通讯基站板上，0.4mm间距QFP应用还是比较少见。本文对较大尺寸0.4mm间距QFP在复杂板上印刷工艺研究过程进行了概述。[.9.1]以往，0.4mm间距QFP因其自身固有问题（引脚强度低，容易弯曲等），以及装配工艺（印刷、焊接短路）故障率高，被视为低通过率器件；因而，大尺寸0.4mm间距QFP在复杂通讯产品设计中是不被推荐。但是，由于当前器件可选取性限制，在某些复杂产品上又开始使用0.4mm间距QFP，这对当前基于0.5mm间距QFP装配工艺，特别是印刷工艺来说是一种很大挑战。为评估0.4mm间距QFP器件焊膏印刷稳定性，以及为优化0.4mm间距QFP印刷工艺提供有效参照根据，咱们进行了如下研究。印刷工艺实验

印刷工艺研究在印刷实验板上进行，选用是144个引脚0.4mm间距QFP图形。考虑到通讯产品上其他器件需求，按照IPC原则通过计算，模板厚度定为130μm[模板厚度取决于印刷规律，开孔最小直径（宽度）必要大于模板厚度，以保证印刷过程中焊膏流动流畅，而焊膏沉积层厚度由模板厚度决定]。模板制作采用老式激光切割加抛光工艺，开口方式采用已知器件引脚焊盘尺寸200×1400μm。焊膏选用惯用3号粉SnPb焊膏。采用DEK印刷机作为实验印刷设备。校准过SE300作为印刷实验测量系统。众所周知，影响印刷成果因素有诸多，例如：印刷机稳定性和精度、模板、光板质量、焊膏、刮刀压力和速度、先后刮刀走向、脱模速度、擦拭频率、温度、湿度、操作工技能……以既有能力无法针对所有因素进行详细实验，为简化实验过程，一方面项目小组运用头脑风暴法寻找也许影响印刷成果诸多因素，并对所收集到诸多因素运用FMEA办法进行筛选，最后选出评分最高三个参数作为本次研究重点：速度：印刷速度取决于膏体类型、刮刀压力以及印刷经验等各个因素；压力：刮刀压力由焊膏种类，模板表面粗糙限度以及印刷经验等因素共同决定，在保证印刷结束后模板表面保持清洁前提下，应尽量减少刮刀压力，因此咱们选取压力时从最小值作为基准来计算高低水平；脱模速度：重要目在于分离模板与刮刀之间焊膏，将印刷焊膏留在基板上，分离速度视模板内壁粗糙限度以及焊膏流变能力而定，咱们参照当前网板制作工艺和焊膏型号来定义高低水平。印刷参数优化实验

应用实验设计（DOE）办法对过程能力进行评估，印刷参数选取涉及：速度、压力和脱模速度作为变量因子(其它参数固定)，采用高、低两个水平，参数设计如表1所示；印刷效果照片如图1所示。对印刷成果进行目视检查没有发现桥连现象。收集SE300所获数据进行分析，计算每组印刷产品印刷高度、面积、体积均值。从每组印刷高度、面积、体积均值变化观测，看不出明显变化趋势和效果明显较好成果（见图2），也找不到明显变化趋势可循。通过对所得数据进一步分析咱们获得了各参数之间主效应和交互作用图3～图5。由主效应和交互作用图可以得出如下结论：压力大小会直接影响印刷高度；而压力、速度、脱模速度以及它们交互作用基本不会影响印刷面积；速度和速度与压力交互作用会对印刷体积有影响。因而，在选定水平内，脱模速度对印刷工艺没有明显影响，可以先以惯用一种水平参数固定（咱们选用了1mm/s）。为进一步来分析压力和速度对印刷效果影响，以获得较好印刷参数组合，接下来进行以压力和速度作为变量因子（其他参数固定不变），采用高、中、低三个水平两因子三水平（32）实验，实验参数设计如表2所示。同样对印刷成果进行目视检查没有发现桥连现象。从每组印刷高度、面积、体积均值变化同样观测不出明显变化趋势和效果明显较好成果。对收集到数据进行进一步分析，寻找在最优设立组合（见图6～图8）。参照所用印刷原则（±30％），由以上三组图可以分析出合用压力值和速度在图中绿色区域进行组合时，印刷效果可满足高度、面积、体积规定。印刷频率实验

普通状况下，每次印刷过程结束后都要进行擦板，定期擦板可以使印刷效果得到改进。采用前面实验成果，考察擦拭频率对印刷成果影响，拟定最适合且经济可行擦拭频率。选用以上范畴内任意参数组合进行，印刷后采用SE300检查印刷质量（重要是桥连、高度、体积等状况），发现从21块开始浮现桥连现象，比较相似测试板上其他器件需要，0.4mm间距QFP器件在恰当印刷参数设定下，对擦拭频率并没有特殊规定。在拟定好擦拭频率下(20-3=17)重复印刷3组（每组10块），用SE300检查桥连、高度，体积等参数，没有发现明显不合格印刷现象。因而，咱们所选擦拭频率比较适合0.4mm间距QFP印刷工艺。总结依照以上实验成果，咱们可以得出如下几种结论：1、大尺寸0.4mm间距QFP在复杂通讯产品上印刷虽然具备一定挑战性，但通过网板设计变化，印刷参数恰当设立，还是能找到足够匹配既有装配工艺工艺窗口；

2、从选取参数看，压力和速度组合将影响印刷结果，因此在调节其中一种参数时必要考虑同步对另一种参数进行调节，这个成果也符合普通印刷过程参数调节基本思路；

3、大尺寸0.4mm间距QFP器件对擦拭频率并没有特殊规定；

4、印刷设备、印刷环境以及焊膏（特别是焊膏随时间而发生特性变化）等条件不同，得出成果也许会有一定差别。本次工艺