控制锡膏体积

周四, 2014年5月 1日 00:00作者：Koh Young Technology公司：Axel Lindloff

电子设计工程师与工艺工程师一起合作，精心设计了PCB布局、焊盘、模板开孔尺寸和纵横比。在模板印刷过程中，这些因素和其他一些因素决定了PCB上的锡膏印刷量。但是对于每种元件来说，多大的锡膏量是合适的呢？遗憾的是，IPC-A-610标准没有提及每种元件或焊点所需的焊料体积，只提出了引脚润湿高度（最低50%）。对于一个特定的沉积，所需的焊膏体积等于模板开孔尺寸（面积=宽×长）乘以模板的厚度（高度）。这个体积公式给出了在这个位置或焊盘所需的100%的锡膏量。当用SPI系统测量时，锡膏的沉积量用所需锡膏量的百分比来表示。但是这是一个事实，较小的开孔总是不能完全从模板中释放锡膏到焊盘上，有一个“传递效率”。传递效率是一个物理限制，由许多因素决定，最显著的因素就是“开孔面积比”。开孔面积比被定义为开孔面积（长×宽）除以孔壁面积[（2×长度）+（2 x宽）] ×模板厚度。对于大的开孔，刮刀的挖出作用将减少模板开孔中的锡膏量，接着，在向PCB的传递过程中又减少了锡膏量。测量锡膏体积用SPI系统测量锡膏体积有一定局限性。例如，测量的是一个相对高度，通常是基于锡膏沉积周边的高度。仅基于表面测量高度，不穿透任何材料。图1和图2给出了SPI系统对于两个不同场景PCB的典型高度测量方法。图1给出了锡膏的高度测量，其参考高度为基板表面。当测量锡膏高度并计算体积时，焊盘上的铜被视为了焊膏沉积体积的一部分。图2给出了参照焊料掩模测量的高度。在这种情况下测量的锡膏沉积高度和体积，没有计入阻焊膜高度以下的锡膏体积。大部分SPI系统都有补偿方法,包括裸板高度轮廓的学习。这样，减去锡膏印刷基板上的测量高度，将测量出锡膏的正确体积。此时，我们可以忽略一批PCB间的微小偏差。图3和图4分别给出了裸板测量结果和将裸板测量结果与印制板上锡膏测量结果相结合的结果，获得正确的焊料体积测量。可控的锡膏体积印刷过程是受限的，它只能控制锡膏填充量和模板开孔的释放量。印刷工艺无法控制裸板对锡膏体积的任何影响。图5和图6图解说明了沉积的焊料量取决于阻焊膜和模板的填料表面。如果焊料掩模应用于焊盘上，模板只能停留在焊料掩模的顶面（图6）。锡膏将被填充到模板和焊盘之间的空隙中以及模板开孔中。这导致在这个位置沉积的锡膏量超过了所需的100%的锡膏沉积。在这个例子中，阻焊膜（图6）不与裸板学习相结合（图2），将仅测量模板开孔中的体积。但是在无阻焊膜的例子中（图5），不结合裸板学习（图1），其结果将是一个错误量化的锡膏体积。SPI系统将报告锡膏超过了100%，即使是只有100%；针对周围区域测量时，凸起焊盘上的沉积会似乎更多一些。关键词: 锡膏印刷；锡膏体积；3D锡膏检测；SPI