SMT微小焊盤漏印、少錫改善分享

ID:731504 · 發表于 2020-12-22 11:51

隨著電子產品越來越輕薄化、微小化，元器件焊接端子及PCB焊盤也越來越小，由此給錫膏印刷帶來很大挑戰。眾所周知錫膏印刷品質是SMT工藝管控的核心，錫膏印刷品質影響著SMT 60-70% 的質量問題。從業15年來最大的體會是產品質量的好壞往往由個別微小焊點決定，所以微小焊點的印刷品質和焊接品質必須作為核心來管控。

一、器件、PCB焊盤走線及不良圖片

二、解析

1. 印刷不良焊盤放大解析

2. 印刷時鋼網底部與阻焊、焊盤、焊盤周圍基材間隙解析：

三、導致不良現象的原因分析

1、錫膏印刷原理

通過刮刀把錫膏擠壓進鋼網孔內，使錫膏接觸到PCB表面并粘接PCB表面，脫模時粘在PCB表面的錫膏克服鋼網孔壁阻力轉移到PCB表面上。

2、觀察、思考、比較

a、印刷時盡管焊盤周圍的基材部分區域被鋼網開口覆蓋，但是鋼網開口底部的錫膏卻很難接觸到PCB焊盤及周圍的基材，脫模時不足以克服孔壁的阻力（焊盤上僅有少量錫膏）？

b、如圖7所示，焊盤和阻焊之間存在35 um深的一個環形深坑，鋼網開口位于坑上面的錫膏是不是沒有接觸到坑底？

c、為什么其它與線路連接的焊盤不容易漏印？

3、裸銅板印刷驗證

5種不同品牌4#粉的錫膏都能在0.1厚，開口直徑0.28的圓孔上穩定下錫（激光+電拋光鋼網）。

四、總結

1、通過裸銅板印刷可以證明以上a、b推斷成立（裸銅板無阻焊導致的印刷間隙）。雖然鋼網開口比焊盤大，但印刷時錫膏與PCB焊盤及焊盤周圍的基材很難接觸，粘錫面積偏小導致印刷轉移困難（IPC7525鋼網開口面積比要求是建立在零間隙印刷的前提下）。

2、通過裸銅板印刷加圖8可印證：經常漏印、少錫的焊盤與鋼網底部存在明顯間隙，間隙最大的地方是鋼網開口處于基材上方區域（深坑區域）。

總結：真實PCB上的阻焊不是平整的，處于線路銅箔上的阻焊高度較高，處于基材上的阻焊高度較低。如果線路附近有NSMD焊盤，那么線路上的阻焊會將鋼網頂起來，導致其附近的NSMD焊盤印刷時很難接觸到鋼網底部。當鋼網開口面積大于焊盤面積時，處于基材上方的開口區域與鋼網底部的間隙最大（圖8是真實存在，需要仔細觀察、體會）。

本案例歸根結底是阻焊引起的印刷間隙惹的禍，此類問題最容易被忽略。消除微小焊盤印刷間隙特別是消除因PCB走線及阻焊引起的印刷間隙是解決此類問題的關鍵點。

五、改善方向

1、用DFM軟件協助查找該器件所有未連接外層線路的焊盤（人工查找容易漏失，推薦使用望友科技www點vayoinfo點com的DFM Expert軟件，該軟件可快速準確的查找所有未連接外層線路的焊盤），將這些焊盤大小由原來直徑0.27的圓改為直徑0.31的圓，減小焊盤周圍深坑的面積，使原先處于深坑上的開口區域變為處于焊盤銅箔上，使原先處于深坑上的開口區域與鋼網底部的間隙減小。小批量驗證OK后，大批量生產時使用原來的鋼網，原本下錫困難的焊盤下錫良好（增大焊盤面積，批量驗證未發現連錫不良）。

注：DFM軟件學習視頻觀看地址：https://v.youku.com/v_show/id_XNTAxMzg0MDQxMg==.html

2、減小PCB阻焊厚度，降低焊盤附近線路上高度較高的阻焊層的影響，建議PCB阻焊厚度小于 25um （本文第六項有說明）。

3. 采用新型PH鋼網，最大限度消除印刷間隙，PH鋼網介紹如圖11。

圖11

六、行業標準與優秀企業改善方法

1、阻焊厚度標準

目前PCB廠商大多根據美國民用標準IPC-SM-840C對阻焊厚度進行鑒定。在這個標準里1級產品的阻焊厚度不限；2級產品的阻焊厚度最低為10μm；3級產品的阻焊厚度最低為18μm。

2、手機行業的朋友反饋，他們0.4Pitch以下的BGA焊盤走線全采用HDI技術（如圖12所示），PCB焊盤采用NSMD焊盤，避免焊盤周圍走線上的阻焊將鋼網頂起來出現印刷間隙。

3、針對因PCB導致的印刷間隙問題，優秀企業的改善方法（例如0.4Pitch BGA）：取消白油絲印，用露銅代替，將阻焊厚度控制在低于 25um，PCB 焊盤采用 NSMD 焊盤，采用盤中孔走線（微孔填塞、研磨、電鍍處理）方式，這樣可從設計端保證良好的印刷效果。

PS：本文作者李爭剛，所在單位：上海望友信息科技有限公司。對以上技術觀點感興趣歡迎聯系望友服務窗口，歡迎大家與作者探討交流。

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