锡膏印刷
By 张兴隆
本文介绍：“即使是最好的锡膏、设备和应用方法，也不一定充分保证得到可接受的结果。使用者必须控制工艺过程和设备变量，以达到良好的印刷质量。”
在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装组件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者钢板(stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题，如钢板设计和印刷工艺过程。
印刷工艺过程与设备
在锡膏印刷过程中，印刷机是达到所希望的印刷质量的关键。今天可购买到的丝印机分为两种主要类型：实验室与生产。每个类型有进一步的分类，因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机得到不同的性能水平。例如，一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型，而生产则会用另一种类型。还有，生产要求可能变化很大，取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的，最好是选择与所希望的应用相适应的丝印机。
在手工或半自动印刷机中，锡膏是手工地放在钢板/丝网上，这时印刷刮板(squeegee)处于钢板的另一端。在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中，印刷刮板向下压在钢板上，使钢板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏通过钢板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。
在锡膏已经沈积之后，丝网在刮板之后马上脱开(snap off)，回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的，大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷质量的与设备有关的重要变量。
如果没有脱开，这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属钢板和刮刀时，使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。
刮板(squeegee)类型
刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量，应该仔细监测。对可接受的印刷质量，刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘，而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的(smeared)印刷，甚至可能损坏刮板和钢板或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏，引起焊锡圆角不够。
常见有两种刮板类型：橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和金属刮板。当使用橡胶刮板时，使用70-90橡胶硬度计(durometer)硬度的刮板。当使用过高的压力时，渗入到钢板底部的锡膏可能造成锡桥，要求频繁的底部抹擦。为了防止底部渗透，焊盘开口在印刷时必须提供密封(gasketing)作用。这取决于钢板开孔壁的粗糙度。
金属刮刀也是常用的。随着更密间距组件的使用，金属刮刀的用量在增加。它们由不锈钢或黄铜制成，具有平的刀片形状，使用的印刷角度为30~45°。一些刮刀涂有润滑材料。因为使用较低的压力，它们不会从开孔中挖出锡膏，还因为是金属的，它们不象橡胶刮板那样容易磨损，因此不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多，并可能引起钢板磨损。
使用不同的刮板类型在使用标准组件和密脚组件的印刷电路装配(PCA)中是有区分的。锡膏量的要求对每一种组件有很大的不同。密间距组件要求比标准表面贴装组件少得多的焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。
一些工程师使用双厚度的钢板来对密脚组件和标准表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。其它工程师采用一种不同的方法 - 他们使用不需要经常锋利的更经济的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沈积量的变化，但这种方法要求改良的钢板开孔设计来防止在密间距焊盘上过多的锡膏沈积。这个方法在工业上变得更受欢迎，但是，使用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。