无铅导电胶印技术经验之谈

　     电子技术的飞速发展促进了SMT表面贴装技术的不断发展。电子元器件越做越精细；针脚间距越来越小；对元器件贴装强度和可靠性的要求越来越高。与此同时，公众对环境保护更加重视，反对大量使用含铅生产工艺的呼声越来越高。用无铅导电胶水代替传统含铅锡膏完成元器件贴装就是在这种背景下产生的一种SMT新技术。
 
　　胶印就是该技术的一个极为关键的组成部分。所谓胶印就是通过丝网印刷工艺将胶状物料按规定的要求印到特定的平面区域，如PCB板焊盘上。就工艺参数扰动对其工艺过程的影响而言，触变性是胶印工艺的一大特性。就胶印机理而言，PCB板焊盘的湿吸附力，印胶粘性及胶印表面张力间的相互作用的平衡使得网板漏孔中的部分印胶被吸到焊盘上。通过下一次胶印行程，再将网板漏孔填满印胶并在新的焊盘上产生湿吸附力。
 
　　虽然胶印工艺与点胶工艺有其相近之处，但属二种不同的生产工艺。与后者相比，胶印工艺有这样一些特点：

　　能非常稳定地控制印胶量。对于底衬(焊盘)间距小至5—10密耳的PCB板，胶印工艺可以很容易地并且十分稳定地将印胶厚度控制在2±0．2密耳范围内。
 
　　可以在同一块PCB板上通过一次印刷行程实现不同大小，不同形状的胶印。胶印—块；PCB板所需时间仅与PCB板宽度及胶印速度等参数相关而与PCB板底衬(焊盘)数量无关。点胶机则是一点一点按顺序地将胶水置于PCB板上，点胶所需时间随胶点数目而异。胶点越多，点胶所需时间越长。
 
　　大多数使用胶印技术的客户在锡膏印刷技术方面往往都是非常有经验的。胶印技术相关工艺参数的确定可以以锡膏印刷技术的工艺参数作为参考点。
 
　　接下来讨论了印刷工艺诸参数是如何影响胶印过程的。
 
　　网板  相对锡膏印刷而言，用于胶印技术的金属网板之厚度相对说来要厚一些(0．1—2mm)；考虑到胶水不具备锡膏在再流焊时所具有的自动向PCB板焊盘聚缩之特性，网板漏孔的尺寸也应小些，但最好不要小于元件针脚尺寸。过多的胶水将导致元件针脚间短路，特别是当贴片机难以达到100％完满的贴片精度时“短路”状况尤易发生。对于有小间距芯片的PCB板，应特别注意芯片针脚短路问题。
 
　　印刷间隙／刮刀不同于锡膏印刷，胶印时机器的印刷间隙通常设置成一个较小值(而不是为零!)，以保证网板与PCB板间的剥离尾随刮刀印刷进程而发生。印刷间隙通常与网板尺寸相关。如果采用零间隙(接触)印刷，则应采用较小的分离速度(0．1—0．5mm／s)。刮刀硬度是一个比较敏感的工艺参数，建议采用硬度较高的刮刀或金属刮刀，因为低硬度刮刀刀刃会“挖空”网板漏孔内的胶印。
 
　　方向胶印环氧树脂类胶水时，建议采用单方向印刷，以消除来回往复印刷可能引起的错位。刮刀与拂刀(flood blade)交替工作，刮刀完成胶印行程，拂刀将胶水拂回至印程起始位置。
 
　　印刷压力／印刷速度胶水的流变性较锡膏更好。胶印速度可相对高一些，但万万不可高达无法使胶水在刮刀刀刃前沿滚动。一般来讲，胶印压力为0．1—1．0Kg／cm。胶印压力增至恰好刮净拂布在网板表面的胶水。
 
    经验之谈：

　　环氧树脂胶水似乎比锡膏更容易粘结在刮刀上。如果漏印发生时，应检查刮刀及拂刀(flood blade)上是否粘结有胶水。 女开始胶印板子，先用印胶将网板漏孔填满。即多次印刷同一块置于印刷位置的PCB板。一旦网板漏孔被印胶填满后，以后每次刮刀完成一个印刷行程，网板漏孔中的大部分印胶将被印到PCB板上。而且保证非常稳定的印胶量。对胶印来说，保持网板漏孔被印胶“粘住”本身就是胶印工艺的内容，完全不必对其大惊小怪。
 
　　在胶印生产过程中一般无需清洁网板。如果网板背面出现“抹污”，仅需对被“抹污”区域作局部清洁。并且必须使用印胶供应商所推荐的清洁剂。
 
　　胶印厚度在很大程度上取决于印胶的固有特性。在其它工艺参数不变的情况下，使用不同特性的印胶会获得不同的胶印厚度。
 
　　采用胶印技术还应注意保证(含金属银)胶水，BCP板及元件金属引脚在生产工艺温度及湿度条件下的相容性。 在锡膏印刷工艺中，回流过程在一定范围内会“自动”纠iE"贴片错位”。但在胶印技术中，胶印生产工艺决定了工程师们不该“奢望”此“自动纠正”功能。换句话说，胶印工艺对工程师来说更具挑战性。