SMT装配成功的印刷模版 第 2部分: 印刷计量

讨论焊锡膏的模版印刷在SMT装配中是否成功,在工程师“带子”里最重要的工具之一是焊锡膏检测(SPI)设备。这对于肉眼难以看到的更小的模板孔/焊膏沉积尤其重生,至少对于像我自己这样的老先生更是如此。重要的是要知道焊盘有焊锡膏,但焊盘与焊盘之间的协调很关键。在测量一种印刷工艺是否成功有两个重要的计量方法:面积比与转换效率。面积比确定成功的可能性;转换效率确定成功的数量，方法是比较孔的体积与实际填充孔的体积,正如SPI测量的那样。

图1

面积比(AR)对于成功的模板印刷是关键的测量;这是模板孔开口除以孔侧墙得到的结果。图1显示圆形孔的示意图。简单的计算显示面积比(AR)就是圆圈的直径(D)除以4乘以模板的厚度(t): AR = D/4t.同样的公式也用于正方形孔,现在的D相当于正方形的侧面。至于矩形孔的AR,公式有点复杂: ab/2(a+b)t,其中a和b是矩形的侧边。在工业被广泛接受的是,为了获得良好的模板印刷,AR必须0.66。经验显示如果AR < 0.66, 则转换率更低更加不稳定。

转换效率,另一重要的模板印刷测量是这样测定的：焊锡膏沉淀物的实际测量值除以孔的体积。正如提到的那样,测量模板印刷效率最重要的工具是SPI机。SPI设备可以被用于测定不足与过量的焊锡膏沉积，确定焊锡膏沉积是否正好位于PWB焊接的焊盘上。

因此,SPI可以精确地确定焊锡膏沉淀的用量和位置。这些数据能够从决策过程中消除主观的或许是错误的决定。SPI数据也可以提醒工艺工程师注意可能被忽视的模版印刷问题。

图2

模版印印刷的一个例子可以见图2。评估了三种不同焊锡膏(焊锡膏A、B和C)在不同孔径大小上的使用。图2注重0402焊锡膏的印刷沉积。按百分比数量在y-轴上测定转换效率,得出一个比率，比较沉积的焊锡膏体积除以模版孔的实际体积所得到的比率。显然,100%是目标，这意味着焊锡膏完全充填了洞孔，100%被释放在PCB焊盘上。

如果有人简单地取用上述数据的平均值,他们或许选择焊锡膏C作为选用的材料。虽然用量肯定重要,焊盘与焊盘之间的协调也很关键，有时受到忽视。描绘了两幅图;下图报告上图数据的标准偏差。专家建议在满足目标(在这种情况下为100%转换率),协调对于成功也是关键的。标准的偏差10%或更低相当于纺一的工艺。当然,工艺也可能协调很差(仍然低于10%的标准偏差)，但转换率很低,所以两张图都是必需的。如果你们有疑虑,可以选择焊锡膏A作为材料，它接近目标(100%转换率)和协调(在大多数情况下接近5%的标准偏差)。

为什么协调重要?几个例子或许可以解释。首先,对于个别元件来说，如果在元件的其中一端存在力不平衡，就会形成墓碑。产生力不平衡的原因有许多，包括在这种情况下更多的焊锡膏沉积在一只焊盘上而不是另一只焊盘上。在这样的情况下,当焊锡膏接合时就产生一种不等的拉力,在元件的一端产生更大的力。

第二种例子涉及一种BGA-类型的元件。想一想一排三个连续的焊盘的情景。如果两个外面的焊盘有足够的焊锡膏沉积在他们上面，而不是中央的那个焊盘,则中央连接时存在开放性缺陷的可能性显明增加。

焊锡膏检测设备在公司的焊锡膏设计与评估工艺中起重要作用。它在你们的SMT装配工艺中也起到重要的作用。

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