隨著封裝在板子上的元器件尺寸的日漸多樣化，鋼網(wǎng)印刷機(jī)的生產(chǎn)能力顯得愈加重要。再加上元器件密度越來越大，焊膏依附在孔壁上和鋼網(wǎng)的地步，會造成印刷后的焊膏不足并導(dǎo)致橋接。為求鋼網(wǎng)印刷良率的提高，我們需更加關(guān)注鋼網(wǎng)技術(shù)，印刷機(jī)生產(chǎn)能力，焊膏的功能性和網(wǎng)板底部清洗。
在混合工藝組件上涂敷各種不同的焊膏量的要求使得傳統(tǒng)的鋼
網(wǎng)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足新的印刷需求，于是就需要更好的網(wǎng)板設(shè)計(jì)，更高的印刷能力和更高的材料技術(shù)來增加涂敷焊膏量的一致性。網(wǎng)板的底部清洗時(shí)提高印刷良率的關(guān)鍵。在此來研究下擦拭順序，擦拭頻率和擦拭溶劑以及這些事如何相互作用來共同實(shí)現(xiàn)焊膏印刷良率的提高。
最近幾年來，人們越來越關(guān)注網(wǎng)板底部擦拭。由于元器件的日趨
微型化和高密度互連，線路板的設(shè)計(jì)也發(fā)生了變化，這使得網(wǎng)板清洗變得更加重要。在大多數(shù)的網(wǎng)板印刷工藝中，是通過真空擦拭和干擦來去除孔壁上的焊膏殘留物。隨著鋼網(wǎng)孔壁尺寸越來越小，就需要越來越頻繁的擦拭來確保鋼網(wǎng)上不會殘留任何焊膏。
為求改善焊膏的印刷，我們通常采用兩種方法來提高焊膏的涂敷
技術(shù)：
第一種是采用納米級涂層的疏水，疏油特性來改善。這種技術(shù)主要是利用在金屬鋼網(wǎng)表面的納米涂層來防止焊膏沾附于孔壁；
第二種技術(shù)是用噴淋溶劑型清洗劑來潤濕擦拭紙，清洗劑會溶解焊膏中的助焊劑成分，從而達(dá)到去除孔壁上錫球的目的。
SMT 印刷良率
鋼網(wǎng)印刷時(shí)電子組裝很關(guān)鍵的一個步驟 。據(jù)報(bào)告指出在最后的
組裝工藝 有 50%以上的 SMT 缺陷都是有鋼網(wǎng)印刷工藝中的因素導(dǎo)致
的。2 這些因素包括材料、設(shè)備、模具、環(huán)境、操作步驟和度量參數(shù)。
3 很多材料在鋼網(wǎng)印刷 中參與作用。其中最關(guān)鍵的材料便是錫膏。
與焊膏相關(guān)的關(guān)鍵因素還包括印刷環(huán)境，金屬合金，焊膏粘稠度，焊膏流變性，塌落度，錫粉尺寸和分布。助焊劑的構(gòu)成決定了其流變性， 粘稠度，粘性，殘留數(shù)量和焊膏在印刷工藝中的使用壽命。通常印刷 不良的原因都可以再助焊劑的構(gòu)成上找到答案。隨著元器件尺寸越來越小，防止的密度越來越高，網(wǎng)板的設(shè)計(jì)顯 得越來越重要。網(wǎng)板設(shè)計(jì)中的主要因素有網(wǎng)板材質(zhì)、網(wǎng)板的構(gòu)造方式、 孔位布置、壁厚、孔位形狀、高寬比、孔位大小、面積比、膠帶和光 滑度。電鑄拋光的鋼網(wǎng)孔壁光滑，有利于焊膏的涂敷。最近人們很關(guān) 注用最新的涂層技術(shù)來防止焊膏殘留在網(wǎng)板的孔壁上。鋼網(wǎng)印刷機(jī)能確保鋼網(wǎng)印刷的準(zhǔn)確度和可靠度。鋼網(wǎng)印刷機(jī)配有 可視系統(tǒng)和度量系統(tǒng)，從機(jī)器上可以看到每次印刷的良率和準(zhǔn)確度。 諸如不良數(shù)據(jù)收集，焊膏量檢查追蹤和優(yōu)化工藝設(shè)置等工藝管控程序 可以幫助操作員控制印刷工藝。
印刷工藝參數(shù)需要設(shè)置好。在自動檢測過程中，刮刀行程，印刷
壓力，印刷速度和印刷量都特別做了設(shè)定。清洗頻率要視板子的設(shè)計(jì)
和制造環(huán)境，或者印刷工藝中的板子，鋼網(wǎng)和焊膏的相互作用結(jié)果而
定。印刷的一致性是確保印刷可重復(fù)性和可再現(xiàn)性的關(guān)鍵。
網(wǎng)板涂層
高密度和微型化的電子元器件對焊膏印刷工藝帶來了挑戰(zhàn)。小的
元器件如 0201，01005，要求良好的焊膏釋放來防止焊膏橋接和印刷
錯位。4 當(dāng)放置這些微型的元器件時(shí)，往往需要成型比較高的焊膏。
為了提高焊膏的印刷效率，在激光切割的鋼網(wǎng)涂布納米涂層來改善轉(zhuǎn)
移效率。納米涂層在化學(xué)上改變了孔壁的便面成分，從而降低了焊膏
在金屬表面的粘著力。5 帶有納米涂層的鋼網(wǎng)透過兩種方式來降低焊
膏與孔壁之間的粘著力。首先，透過這個極薄的涂層來降低孔壁的粗
糙度。其次，納米涂層滲透進(jìn)金屬表面的凹陷區(qū)域，這就降低了焊膏
和不銹鋼鋼網(wǎng)之間的粘著力.
納米涂層圖片和結(jié)構(gòu) Aculon1
科技影響所帶來具有納米涂層的鋼網(wǎng)能防止焊膏粘著在孔壁上。
鋼網(wǎng)表面極薄的疏水涂層經(jīng)實(shí)踐證明是可以提高細(xì)小節(jié)距印刷的良
率。4 這個圖層會與鋼網(wǎng)表面和孔壁相互作用。這個表面涂層大約有
5 個單層連續(xù)分子所形成的厚度。1 這個涂層透過疏水，疏油和粘性
強(qiáng)的材質(zhì)來改變鋼網(wǎng)表層的成分。
擦拭頻率
一直以來人們經(jīng)常討論的一個問題是：網(wǎng)板底部需要多長時(shí)間擦
拭一次？許多因素會影響網(wǎng)板擦拭的頻率。一般而言，微型化、高密
度的網(wǎng)板設(shè)計(jì)需要更高頻率的網(wǎng)板擦拭。因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)的網(wǎng)板在與線
路板分離后增加了焊膏殘留于鋼網(wǎng)孔壁或鋼網(wǎng)底部的可能性。擦拭頻
率因印刷元器件的尺寸和密度的不一而不一樣，印刷微型化、高密度
的元器件可能需要印刷一次擦一次，而印刷低密度的元器件則每印刷
10-20 此擦拭一次。
擦拭頻率和順序通常是由印刷良率和現(xiàn)場具體情況決定的。有時(shí) 候是由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)決定的，有時(shí)則是根據(jù)對以往經(jīng)驗(yàn)的判斷得出的。大
多數(shù)情況下還是與產(chǎn)品因素有關(guān)，取決于焊膏的配方，PCB 的構(gòu)造和 良率記錄。配有自動化底部擦拭系統(tǒng)的鋼網(wǎng)印刷機(jī)可以讓使用者設(shè)定擦拭順序和速度，有三種擦拭模式可供選擇：干擦，真空擦和溶劑擦 拭。網(wǎng)板底部擦拭清洗劑 對于高節(jié)距元器件印刷，網(wǎng)板底部適合用干擦的方式擦拭。對于大多數(shù)的印刷而言，殘留在孔壁上少量的焊膏不會影響印刷工藝。如 果印刷的元器件尺寸小，則常需要用化學(xué)清洗劑去溶解焊膏中的助焊 劑。錫球則會被手機(jī)并殘留在擦拭布上。
使用清洗劑去擦拭網(wǎng)板底部也是有風(fēng)險(xiǎn)的。風(fēng)險(xiǎn)是化學(xué)清洗劑可 能會污染焊膏。為了降低整個風(fēng)險(xiǎn)，清洗劑清洗完后必須要透過后續(xù) 的干擦和真空擦拭風(fēng)干。
好的按底部擦拭清洗劑需要符合以下：
1. 快速溶解焊膏中的助焊劑成分；
2. 與納米涂層和印刷設(shè)備兼容；
3. 不可燃；
4. 低氣味
2. 清洗后快速揮發(fā)和風(fēng)干
清洗劑如果不符合以上任何一種特性都會減低印刷工藝的可重復(fù)
性和可再現(xiàn)性。
網(wǎng)板底部清洗的第一步就是要找到適合焊膏的清洗劑。根據(jù)采用
工藝的不同，焊膏中的助焊劑成分也會不同。如果清洗劑與焊膏不匹
配會導(dǎo)致焊膏淤積或坍塌，印刷部完整和印刷不良的后果。焊膏助焊
劑不溶于清洗劑就會出現(xiàn)逆反現(xiàn)象，焊膏不會粘在擦拭布上而是殘留
是網(wǎng)板底部變成了污物。
對于誰溶性的焊膏而言，助焊劑是極性的，而且會溶于極性的清
洗劑。清洗劑—水洗型清洗劑快速溶解焊膏中的極性活化劑、表面活
性劑和其他的含氧溶劑。當(dāng)成分比例適當(dāng)時(shí)，清洗劑揮發(fā)速率穩(wěn)定，
這樣會避免溶劑殘留而對焊膏造成污染。
當(dāng)鋼網(wǎng)被附上納米涂層后，清洗劑不會破壞納米的分子層。適合
的清洗劑能很容易去除小孔距里和鋼網(wǎng)上的焊膏，而且不會破壞和污
染鋼網(wǎng)，揮發(fā)迅速。對于免洗焊膏，其助焊劑成分要復(fù)雜的多。助焊劑成分包括松香、活性劑、溶劑和流變性添加劑。關(guān)鍵的問題時(shí)由于焊膏供應(yīng)商甚或是焊膏的制劑成分不一樣，焊膏的配方也不會很一致。所以很難找到一款溶劑能清洗所有種類的焊膏。
對于許多免洗助焊劑成分而言，水基的網(wǎng)板底部擦拭清洗劑效果不錯，但是對某些助焊劑成分而言，效果則不然。對于一些免洗助焊 劑，溶劑型的清洗液能在清洗和風(fēng)干過程中取得平衡，往往是最佳的 選擇。如果是水洗型焊膏，水基型的網(wǎng)板底部擦拭清洗劑效果可能是 最理想的。根據(jù)焊膏類型選擇對的清洗劑是提高印刷良率的關(guān)鍵。
在許多情況下，裝配工可能會問的問題時(shí)：網(wǎng)板底部清洗劑帶來
率提高的同時(shí)能抵得過其帶來的風(fēng)險(xiǎn)嗎？如果清洗劑的特性設(shè)計(jì) 適
當(dāng)，清洗劑對印刷工藝是非常有益的，會提高印刷良率而且不會有 風(fēng)險(xiǎn)。我們必須知道和了解的關(guān)鍵一點(diǎn)事：一種清洗劑適合所有種類 的錫膏是不切實(shí)際的。在選擇鋼網(wǎng)底部清洗劑時(shí)，溶解度數(shù)據(jù)很關(guān) 鍵的。
溶解度測試方法
溶解度測試時(shí)將濕的焊膏浸泡于一系列已知溶解度特性的溶劑 中。用清洗劑去評估對焊膏的溶解度，濕的焊膏需要放置到一個玻璃 試劑瓶中，然后將測試溶劑注入瓶內(nèi)，再將測試玻璃瓶放到旋轉(zhuǎn)輪上
2-4 分鐘后檢視測試溶劑是否可以溶解助焊劑。如果助焊劑溶于測試溶劑，焊膏中的錫球就會釋放并平均分散在測試溶液中。
測試后的濕焊膏因?yàn)槊糠N溶劑溶解助焊劑的溶解力不同而被分
為幾個等級（表格一）。測試結(jié)果可以幫助配方設(shè)計(jì)者為助焊劑找到合適的容積。這種測試可用來預(yù)測那種清洗劑適合特定的助焊劑。
表格一：濕焊膏溶解分級標(biāo)準(zhǔn)
一級：焊膏容易溶解分散
二級：大多數(shù)都溶解，但又一小團(tuán)焊膏依附在測試瓶的側(cè)壁上
三級：部分溶解
四級：很難溶解
五級：小部分起反應(yīng)
六級：無效果
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
我們挑選了七種網(wǎng)板底部清洗劑來做研究。IPA 用 100%濃度。 其中有一種是水基共沸混合物，揮發(fā)速率穩(wěn)定。有五種清洗劑是溶劑
混合物。我們和 iye 選了九種焊膏來研究。有兩種焊膏是錫鉛免洗型的，有五種是無鉛免洗型的，還有兩種是無鉛水溶性的。 第一個實(shí)驗(yàn)就是要得出助焊劑在每種清洗劑中的溶解度。我們采
用之前的溶解度測試方法來測出這九種焊膏的溶解度。圖八顯示了這九種焊膏在測試溶劑中的溶解度。
圖八：濕的焊膏在清洗劑中的溶解度 第二個實(shí)驗(yàn)測得是清洗劑的揮發(fā)速率。將清洗劑放到不銹鋼面板上讓其風(fēng)干（圖九）。
圖九：揮發(fā)速率研究
清洗劑的揮發(fā)時(shí)間越短說明風(fēng)干的速度越快。大多數(shù)現(xiàn)代的鋼網(wǎng)印刷機(jī)都配有網(wǎng)板底部擦拭系統(tǒng)。配合清洗劑擦拭的還有干擦、真空擦及后來的風(fēng)干工序。清洗劑揮發(fā)性快的再干擦和真空擦過程中會很容易風(fēng)干。清洗劑揮發(fā)速率慢的再干擦和真空擦過程中則有可能會干燥的不徹底。在這種情況下擦拭溶劑有可能會交叉污染焊膏。如果網(wǎng) 板底部仍然是潤濕的，那么溶劑有可能會轉(zhuǎn)移到印刷的板子上，這樣 可能會降低印刷的良率。圖十顯示了不同溶劑不同的揮發(fā)時(shí)間。
圖十：清洗劑揮發(fā)速率 試驗(yàn)結(jié)論
合適的網(wǎng)板底部清洗劑的特性如下：
1. 快速溶解焊膏中的助焊劑成分
2. 兼容納米涂層和鋼網(wǎng)印刷設(shè)備
3. 不可燃
4. 低氣味
5. 無毒
6. 揮發(fā)風(fēng)干速度快
IPA 是最常見的一種擦拭劑。通常試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推斷出 IPA 可以
有效溶解試驗(yàn)中的焊膏。但是 IPA 的缺陷是其閃點(diǎn)低和易燃。IPA 在
印刷機(jī)內(nèi)揮發(fā)很可能會引起火災(zāi)。
混合溶劑#1 性能等同 IPA。這款清洗劑能溶解除了水溶性無鉛焊
膏以外的所有焊膏中的助焊劑。這款溶劑蒸汽壓比較低，這會降低易
燃風(fēng)險(xiǎn)但同時(shí)需要更長的時(shí)間去風(fēng)干。
混合溶劑#2 對于測試中除了水溶性無鉛焊膏以外的所有焊膏而
言，其性能比 IPA 還要好。這款溶劑蒸汽壓也比較低，這會降低易燃
風(fēng)險(xiǎn)但同時(shí)其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 要稍長一點(diǎn)。
混合溶劑#3 對于測試中除了水溶性無鉛焊膏以外的所有焊膏而
言，其性能比 IPA 還要好。這款溶劑蒸汽壓特別低，這會降低易燃風(fēng)
險(xiǎn)，但與之相對的是風(fēng)干的時(shí)間比較長，所以這款溶劑可能不適合網(wǎng)
板底部擦拭。
混合溶劑#4 對于測試中的大多數(shù)焊膏而言，其性能比 IPA 好，
但對一款水溶性無鉛焊膏而言，其性能稍次之，這款溶劑蒸汽壓也比
較低，這會降低易燃風(fēng)險(xiǎn)。但其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 稍微長點(diǎn)。
混合溶劑#5 對于測試中的大多數(shù)焊膏而言，其性能比 IPA 好，
但對一款水溶性無鉛焊膏而言，其性能相當(dāng)，這款溶劑蒸汽壓也比較
低，這會降低易燃風(fēng)險(xiǎn)。但其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 稍微長點(diǎn)。
水基共沸混合溶劑對于水溶性焊膏的溶解度很不錯，對大多數(shù)免
洗焊膏效果也不錯。但對于免洗焊膏而言，效果雖然可以，但相較 IPA
效果還是稍次之。水基共沸混合溶劑相較除了 IPA 之外的混合溶劑而
言，風(fēng)干速度要快的多，還有一個顯著的優(yōu)點(diǎn)是這款溶劑不可燃。
綜合考慮以上因素，我們需要引進(jìn)新的網(wǎng)板底部擦拭溶劑。經(jīng)過
試驗(yàn)研究，混合溶劑#5 和水基共沸混合溶劑是最有可能替代 IPA 的
清洗劑。
圖八：濕的焊膏在清洗劑中的溶解度 第二個實(shí)驗(yàn)測得是清洗劑的揮發(fā)速率。將清洗劑放到不銹鋼面板上讓其風(fēng)干（圖九）。
圖九：揮發(fā)速率研究
清洗劑的揮發(fā)時(shí)間越短說明風(fēng)干的速度越快。大多數(shù)現(xiàn)代的鋼網(wǎng)印刷機(jī)都配有網(wǎng)板底部擦拭系統(tǒng)。配合清洗劑擦拭的還有干擦、真空擦及后來的風(fēng)干工序。清洗劑揮發(fā)性快的再干擦和真空擦過程中會很容易風(fēng)干。清洗劑揮發(fā)速率慢的再干擦和真空擦過程中則有可能會干燥的不徹底。在這種情況下擦拭溶劑有可能會交叉污染焊膏。如果網(wǎng) 板底部仍然是潤濕的，那么溶劑有可能會轉(zhuǎn)移到印刷的板子上，這樣 可能會降低印刷的良率。圖十顯示了不同溶劑不同的揮發(fā)時(shí)間。
圖十：清洗劑揮發(fā)速率 試驗(yàn)結(jié)論
合適的網(wǎng)板底部清洗劑的特性如下：
1. 快速溶解焊膏中的助焊劑成分
2. 兼容納米涂層和鋼網(wǎng)印刷設(shè)備
3. 不可燃
4. 低氣味
5. 無毒
6. 揮發(fā)風(fēng)干速度快
IPA 是最常見的一種擦拭劑。通常試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推斷出 IPA 可以
有效溶解試驗(yàn)中的焊膏。但是 IPA 的缺陷是其閃點(diǎn)低和易燃。IPA 在
印刷機(jī)內(nèi)揮發(fā)很可能會引起火災(zāi)。
混合溶劑#1 性能等同 IPA。這款清洗劑能溶解除了水溶性無鉛焊
膏以外的所有焊膏中的助焊劑。這款溶劑蒸汽壓比較低，這會降低易
燃風(fēng)險(xiǎn)但同時(shí)需要更長的時(shí)間去風(fēng)干。
混合溶劑#2 對于測試中除了水溶性無鉛焊膏以外的所有焊膏而
言，其性能比 IPA 還要好。這款溶劑蒸汽壓也比較低，這會降低易燃
風(fēng)險(xiǎn)但同時(shí)其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 要稍長一點(diǎn)。
混合溶劑#3 對于測試中除了水溶性無鉛焊膏以外的所有焊膏而
言，其性能比 IPA 還要好。這款溶劑蒸汽壓特別低，這會降低易燃風(fēng)
險(xiǎn)，但與之相對的是風(fēng)干的時(shí)間比較長，所以這款溶劑可能不適合網(wǎng)
板底部擦拭。
混合溶劑#4 對于測試中的大多數(shù)焊膏而言，其性能比 IPA 好，
但對一款水溶性無鉛焊膏而言，其性能稍次之，這款溶劑蒸汽壓也比
較低，這會降低易燃風(fēng)險(xiǎn)。但其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 稍微長點(diǎn)。
混合溶劑#5 對于測試中的大多數(shù)焊膏而言，其性能比 IPA 好，
但對一款水溶性無鉛焊膏而言，其性能相當(dāng)，這款溶劑蒸汽壓也比較
低，這會降低易燃風(fēng)險(xiǎn)。但其風(fēng)干時(shí)間比 IPA 稍微長點(diǎn)。
水基共沸混合溶劑對于水溶性焊膏的溶解度很不錯，對大多數(shù)免
洗焊膏效果也不錯。但對于免洗焊膏而言，效果雖然可以，但相較 IPA
效果還是稍次之。水基共沸混合溶劑相較除了 IPA 之外的混合溶劑而
言，風(fēng)干速度要快的多，還有一個顯著的優(yōu)點(diǎn)是這款溶劑不可燃。
綜合考慮以上因素，我們需要引進(jìn)新的網(wǎng)板底部擦拭溶劑。經(jīng)過
試驗(yàn)研究，混合溶劑#5 和水基共沸混合溶劑是最有可能替代 IPA 的
清洗劑。