SMT锡膏印刷工艺标准指引

SMT锡膏印刷工艺标准指引1.引言1.1目的与范围本指引旨在规范表面贴装技术（SMT）生产过程中的锡膏印刷工艺，确保印刷质量的稳定性与一致性，从而提升焊点可靠性，降低不良率。本指引适用于所有采用SMT工艺的印制电路板（PCB）锡膏印刷操作及相关质量控制活动。1.2参考文件（此处可列出相关的公司内部标准、行业标准或客户特定要求等，例如：IPC-A-610电子组件的可接受性标准，公司《SMT生产通用规范》等）2.术语与定义*锡膏（SolderPaste）：由焊锡粉末、助焊剂及其他添加剂混合而成的膏状焊料。*钢网（Stencil）：用于将锡膏精确转移到PCB焊盘上的薄金属模板，其上开有与PCB焊盘对应的开孔。*刮刀（Squeegee）：印刷机上用于将锡膏压入钢网开孔并刮平钢网表面的工具。*印刷参数（PrintParameters）：影响印刷效果的机器设置，如印刷速度、印刷压力、脱模速度、脱模距离等。*焊膏粘度（SolderPasteViscosity）：锡膏流动阻力的量度，是影响印刷质量的关键特性之一。*桥连（Bridging）：相邻焊盘之间出现不应有的锡膏连接。*虚印/少锡（InsufficientPaste）：焊盘上锡膏量不足或完全缺失。*锡珠（SolderBall）：在焊盘周围或非焊盘区域出现的微小锡球。*偏移（Offset）：印刷后的锡膏图形与PCB焊盘位置不重合。3.印刷前准备3.1钢网准备与检查3.1.1钢网设计与制作：钢网的开孔尺寸、形状、厚度及开孔壁质量应根据PCB设计要求、元件类型及锡膏特性进行设计和制作。优先采用激光切割后电解抛光（Laser+EDP）或电铸（Electroformed）工艺制作的钢网。3.1.2钢网检查：*外观检查：目视检查钢网表面是否有变形、划痕、油污、氧化等缺陷。*开孔检查：使用放大镜或光学检测仪检查开孔是否有堵塞、变形、毛刺、残留锡膏等。确保开孔尺寸与设计图纸一致。*张力检查：定期检查钢网的张力值，确保其在规定范围内，以保证印刷时钢网的稳定性。3.1.3钢网安装：将检查合格的钢网正确安装到印刷机的钢网夹具上，确保牢固、水平，且与PCB定位基准对齐。3.2锡膏管理3.2.1锡膏储存：锡膏应储存在规定温度的冰箱内，避免阳光直射和剧烈震动。储存温度及有效期参照锡膏供应商提供的技术资料。3.2.2锡膏回温：从冰箱取出的锡膏，应在室温下（建议在专用回温区）自然回温至规定时间，以消除锡膏内部的水汽并恢复其流动性。回温过程中不得开启容器盖，不得对锡膏进行加热。3.2.3锡膏搅拌：回温后的锡膏需进行充分搅拌，以确保焊锡粉末与助焊剂均匀混合。可采用手动搅拌或专用锡膏搅拌机。搅拌时间和速度参照锡膏供应商推荐值及实际生产经验。搅拌完成后，应观察锡膏的均匀性和粘度状态。3.2.4锡膏使用：*搅拌后的锡膏应尽快使用。*印刷过程中，应根据印刷速度和钢网开孔情况，适量、均匀地向钢网上添加锡膏。*避免将新锡膏直接倾倒在钢网上的旧锡膏上，应在钢网边缘区域添加。*钢网上的锡膏若超过规定的使用时间（如连续印刷超过某小时或暴露在空气中超过某小时），应作报废处理并更换新锡膏。*未使用完的锡膏，若在规定时间内且未被污染，可按规定条件重新密封储存，但需记录并限制重复使用次数。3.3PCB准备与检查3.3.1PCB来料检查：检查PCB表面是否有油污、氧化、变形、划伤、缺角、焊盘污染或氧化等缺陷。3.3.2PCB清洁：若PCB表面有轻微污染，可使用专用清洁剂和无尘布进行清洁，确保焊盘及定位孔洁净。3.3.3PCB定位：PCB在印刷机内的定位应准确可靠，通常采用PIN定位、边定位或视觉定位系统。确保PCB在印刷过程中无晃动或位移。3.4印刷机准备与参数初始化3.4.1设备检查：检查印刷机各运动部件是否正常，传感器、视觉系统是否清洁、校准。3.4.2刮刀选择与安装：根据锡膏类型、钢网厚度及印刷要求选择合适材质（如聚氨酯）和硬度的刮刀。确保刮刀安装牢固、角度正确，刀刃无损伤、变形。3.4.3参数设置：根据PCB型号、钢网参数、锡膏特性及工艺要求，调用或设置初始印刷参数，包括但不限于：印刷速度、印刷压力、脱模速度、脱模距离、刮刀角度、印刷次数（如有）、PCB支撑方式等。4.印刷参数设置与优化4.1关键印刷参数4.1.1印刷压力：应设置适当的印刷压力，以确保锡膏能充分填充钢网开孔。压力过小易导致锡膏填充不足；压力过大会导致锡膏过多、边缘模糊、钢网变形或刮刀磨损加剧。通常以刚好能将钢网表面锡膏刮净且不产生过大形变为宜。4.1.2印刷速度：指刮刀在钢网上移动的速度。速度过快可能导致锡膏填充不充分；速度过慢可能导致锡膏过多、粘度变化或钢网堵塞。需根据锡膏粘度、钢网开孔大小和厚度综合调整。4.1.3刮刀角度：标准刮刀角度通常在一定范围内。角度的微小调整会影响印刷压力的有效施加和锡膏的滚动状态。4.1.4脱模（StencilRelease）：指印刷完成后，钢网与PCB分离的过程。脱模速度和脱模距离（若为分步脱模）是关键。合理的脱模参数可减少锡膏图形的变形、拉尖或桥连。4.1.5印刷间隙（SeparationGap）：非接触式印刷时，PCB与钢网之间的初始间隙。4.1.6PCB支撑：为防止PCB在印刷压力作用下变形，需对PCB进行有效支撑。支撑方式和支撑点的密度应根据PCB厚度和尺寸进行调整。4.2参数优化方法初始参数设置后，需通过试印并对印刷效果进行检查，根据实际情况对参数进行微调优化。优化应遵循循序渐进的原则，每次只调整一个主要参数，并记录调整前后的效果。参数优化的目标是获得符合质量要求的锡膏图形（如合适的锡膏量、清晰的边缘、无桥连锡珠等）。5.印刷操作规范5.1启动印刷确认所有准备工作就绪，参数设置正确后，方可启动印刷程序。首批印刷的PCB数量不宜过多，以便及时发现问题。5.2首件检查5.2.1每班次开始、更换产品型号、更换钢网、更换锡膏、关键参数调整或设备维修后，必须进行首件印刷。5.2.2首件PCB印刷完成后，应立即进行详细的印刷质量检查（可采用放大镜、显微镜或AOI设备）。5.2.3检查内容包括：锡膏图形的位置精度、锡膏量（高度、面积）、是否存在桥连、虚印、拉尖、锡珠、针孔等缺陷。5.2.4首件检查合格并记录后方可进行批量生产。若不合格，需分析原因并调整参数，重新试印直至合格。5.3过程监控与巡检5.3.1印刷过程中，操作员应密切关注设备运行状态及锡膏印刷质量。5.3.2按规定的频率（如每小时或每XX片）抽取印刷后的PCB进行巡检，检查项目同首件检查。5.3.3定期检查钢网底部是否有锡膏渗漏或堆积，必要时进行清洁。5.3.4观察钢网上锡膏的状态，及时添加或更换锡膏。6.印刷质量检查与判断标准6.1检查方法*目视检查：使用放大镜或显微镜对印刷后的PCB焊盘上的锡膏图形进行观察。*自动光学检测（AOI）：通过AOI设备对印刷质量进行快速、全面的检测，可检测锡膏有无、偏移、桥连、少锡、多锡、锡珠等。*锡膏测厚仪：用于测量锡膏印刷后的厚度，确保其在规定范围内。6.2可接受标准（示例，具体标准需根据产品要求制定）*锡膏量：焊盘上的锡膏体积、高度、面积应在设计规范或工艺要求范围内。*位置精度：锡膏图形中心与焊盘中心的偏移量应不超过规定值，且锡膏不得溢出焊盘过多。*桥连：不允许存在任何导致相邻焊盘电气连接的锡膏桥连。*虚印/少锡：不允许焊盘上锡膏严重缺失或完全无锡膏。*锡珠：焊盘周围及非焊盘区域不允许存在超过规定大小和数量的锡珠。*拉尖/毛刺：锡膏图形边缘应平滑，不允许存在明显的拉尖或毛刺。*针孔/气泡：锡膏表面不允许存在明显的针孔或气泡。6.3缺陷处理对于检查发现的印刷不良品，应标识隔离。轻微缺陷且可修复的，可按规定程序进行返修（如使用专用工具去除多余锡膏或点补锡膏）；严重缺陷或无法修复的，应作报废处理。同时，需分析缺陷产生原因，采取纠正和预防措施，防止缺陷重复发生。常见缺陷及可能原因见附录A（若有）。7.印刷后处理7.1PCB传输印刷合格的PCB应平稳、快速地传输至下一工序（贴片），避免在传输过程中受到外力碰撞导致锡膏图形变形或脱落。7.2暂存要求若印刷后的PCB需暂存，应注意环境温湿度控制，避免长时间暴露在空气中导致锡膏氧化或吸潮。暂存时间不宜过长，应在锡膏规定的有效期内完成贴片和回流焊接。7.3钢网清洁7.3.1在线清洁：印刷机通常配备自动钢网清洁功能，可设置清洁频率（如每印刷几片PCB清洁一次）。清洁方式包括干擦、湿擦（使用专用清洁剂）或真空清洁。7.3.2离线清洁：生产结束、更换钢网或钢网污染严重时，需进行离线深度清洁。可采用专用钢网清洗机或人工使用合适的溶剂和软毛刷进行清洗，确保开孔内无锡膏残留。清洁后应干燥、检查并存放在专用的钢网储存架上。7.4设备保养印刷机应按照设备维护保养计划进行定期保养，包括清洁、润滑、紧固、校准等，确保设备处于良好运行状态。8.工艺过程控制与记录8.1过程参数记录操作人员应如实记录印刷过程中的关键参数（如印刷压力、速度、脱模参数、锡膏型号、钢网信息等）、首件检查结果、巡检结果、设备运行状况及异常情况处理等。8.2质量数据统计与分析定期对印刷质量数据进行统计分析，如不良率、缺陷类型分布等，以便识别工艺薄弱环节，持续改进印刷质量。9.安全注意事项9.1操作人员必须经过专业培训，熟悉设备操作规程及本指引要求后方可上岗。9.2操作过程中应佩戴必要的个人防护用品，如防静电手环、手指套、口罩等。9.3锡膏及相关清洁剂属于化学品，应了解其安全