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锡膏印刷工艺窗口:刮刀、脱模与网板支撑怎么调

设计指南2026-10-06三强线路技术团队
锡膏印刷工艺窗口:刮刀、脱模与网板支撑怎么调

印刷缺陷有两类,只有一类能靠调机解决

产线上出现少锡或连锡时,第一反应通常是改刮刀压力。这个动作在一半的情况下有效,在另一半情况下不仅无效,还会把问题推到更难诊断的位置。

区分的标准很简单:这批板子里是部分位置、部分片次出问题,还是同一位置每一片都出问题。

  • 窗口内的波动:缺陷随机分布、换一卷锡膏或清洗一次网板就缓解、不同片次表现不一致。这类问题属于工艺窗口太窄,调机有用。
  • 窗口外的必然失败:同一个焊盘、同一片拼板上的同一个位置、每一片都复现。这类问题意味着这个开孔在当前钢网与当前板面组合下根本不可能印好,继续调机只会让其他位置跟着变差。

本文处理第一类。第二类在第七节给出判定方法与去处。

前提先成立:网板贴不住板面时,刮刀参数都是噪声

锡膏印刷在物理上只做三件事:刮刀把膏推进开孔、膏在开孔内被填实、网板抬起时膏留在板面而不是留在孔壁。

这三件事里最容易被默认成立、而实际上最容易不成立的是第二件的前置条件——网板下表面与板面之间没有间隙。一旦存在间隙,膏会在刮刀压力下沿着间隙横向铺开,落到焊盘之外。这就是「板下沾污」和「印刷图形比开孔大一圈」的来源,它和刮刀压力有关,但根因不在刮刀。

所以诊断顺序必须从贴合开始。一个可操作的判断:翻看网板下表面。如果下表面有成片的膏迹而不只是开孔周边的少量残留,说明贴合失守,这时去调刮刀是在用一个变量补偿另一个变量,窗口会越调越窄。

变量组一|刮刀:三个参数,两组冲突

刮刀侧有三个常被调整的量,它们各自控制不同的事,并且互相冲突:

  • 角度决定刮刀把膏往开孔里压的分力与往前推的分力的比例。角度越立,往下的分力越大、填充越实,但对网面的刮擦也越重。
  • 压力决定网面被刮干净的程度,以及网板被向下压贴的程度。压力过小,网面留膏,下一次印刷会在相邻位置堆出多余锡;压力过大,刮刀开始「挖」开孔,已填实的膏被带走,细间距区域反而变少锡,同时刮刀与网面磨损加快。
  • 速度决定膏有多少时间流进开孔。速度越快,开孔深处填充越不充分;但速度过慢,膏在刮刀前方停留时间变长,黏度随剪切变化,细小开孔反而更难填。

两组冲突是固定存在的:压力与细间距区域的填充冲突(压力上去了,小孔被刮空);速度与大开孔的填充冲突(速度降下来了,大面积开孔处边缘出现塌陷)。因此刮刀参数不是找最优值,而是在板上同时存在最细与最大开孔的情况下找一个双方都能接受的区间。板上最细的 pitch 决定了这个区间有多窄——SKPCB 的 PCBA 工序可做到 BGA 0.2 mm、QFN/QFP 0.3 mm 的最小 pitch(CLAIM_REGISTER: PCBA-PITCH),最小贴片元件为 01005(PCBA-MIN),这类板子的刮刀区间会明显窄于普通混装板。

变量组二|脱模:膏是被「拉出来」的

网板抬起的瞬间,开孔内的锡膏同时受到两个方向的附着力:孔壁的和板面焊盘的。膏留在板面的条件是后者大于前者。

这解释了两件在现场常被误解的事:

  1. 脱模速度不是越慢越好。 过慢时,膏有时间沿孔壁回缩,边缘被孔壁留住,印出来的图形顶部塌陷、体积不足。过快时,膏被撕裂,部分留在孔内。合适的做法是先慢速离开一小段距离让膏完成分离,再加速离开,而不是全程单一速度。
  2. 脱模问题常被误判为填充问题。 填充不足时,开孔内本来就没装满,印出来的图形矮但完整;脱模不良时,开孔装满了但只出来一部分,印出来的图形顶部有缺口或呈锥形。看印出来的形状比看体积更能分辨这两者。

孔壁状态和网板张力都会改变这个平衡:孔壁越粗糙、张力越不均匀,脱模一致性越差。这两项属于钢网本身的属性,不在印刷参数里。

变量组三|支撑与夹持:三种板面三种难题

支撑是最常被忽略、却决定窗口宽度的那一组。板子在印刷时如果能被均匀托住,刮刀压力全部用来填孔;如果托不住,压力的一部分变成板子的弯曲。

三种情形的难题不同:

  • 薄板:中间区域在刮刀压力下向下弯曲,形成网板与板面之间的间隙,表现为板中央位置系统性沾污或少锡,板边正常。需要专用支撑而不是只靠边缘导轨。
  • 拼板:连接位(邮票孔或 V-cut)处刚度低于单片中心,弯曲量不一致,表现为拼板内不同单片印刷体积有差异。拼板方式与连接位布置属于板侧输入,在钢网下单前就要确定。
  • 已装器件面(二次面印刷):背面已有器件,支撑无法用平面托板,必须用避位支撑。支撑位置选错会直接压到已焊器件,或在器件周围形成局部抬起。板上有大型器件时这个问题更突出——SKPCB 的 PCBA 工序可处理对角线至 74 mm 的大型 BGA/QFP(PCBA-MAXCOMP),这类器件所在面的二次印刷支撑必须提前规划。

夹持的作用是防止板子在刮刀行进方向上被推动。夹持不足时,第一道刮刀行程会把板子推移一个很小的量,印刷图形相对焊盘整体偏移,看起来像钢网对位错误,实际是板子动了。判断方法是看偏移方向是否与刮刀行进方向一致。

调整顺序:固定,不可颠倒

这个顺序存在的理由是,每一步都是下一步的前提;跳步调整会让后面的参数去补偿前面的缺陷,窗口因此越调越窄。

  1. 支撑:确认板子被均匀托住,薄板与二次面用对应支撑方案。
  2. 贴合:确认网板下表面与板面之间无间隙,网板下表面清洁。
  3. 刮刀:在板上最细与最大开孔都能接受的范围内定角度、压力、速度。
  4. 脱模:按前慢后快的分段方式定脱模行为,用印出来的形状而不是体积判断。
  5. 清洗周期:确定每多少片擦一次网板下表面。清洗周期是窗口的一部分,不是维护事项——周期定得太长,后半段的印刷质量与前半段不是同一个工艺。

每一步调完都应确认前一步仍然成立,而不是一路往下调完再回头看。

这五种缺陷不要继续调机

以下情形属于「窗口外的必然失败」,根因在钢网设计或数据包,调机只会牺牲其他位置:

  1. 同一焊盘在每一片上都少锡,且该焊盘尺寸明显小于周边:属于开孔面积比不足,膏从几何上就无法完整脱出。去处是开孔与网板厚度的匹配,见 开孔面积比与脱模。
  2. 大器件焊盘要厚锡、细间距器件要薄锡,单一厚度两头都不满足:属于局部厚度需求冲突,需要判断是否该做阶梯网,见 阶梯钢网该不该做。
  3. 脱模一致性在网板不同区域明显不同:属于张力分布或网材选择问题,见 网材、框架与张力选择。
  4. 印刷图形整体相对焊盘旋转或缩放:属于钢网与板子的基准、拼板阵列或 fiducial 不一致,根因在数据包,见 钢网数据包字段。
  5. 新钢网第一次上线就印不好,且与上一版同图形的钢网表现不同:属于来料状态问题,应走来料检验而不是调机,见 钢网来料检验与产线交接。

首件放行:要冻结哪几项才算窗口可复现

一版窗口只有在输入被冻结后才能复现。首件放行时应当记录并冻结:支撑方案(含二次面避位位置)、网板标识与版本、刮刀角度/压力/速度、脱模分段方式、清洗周期、以及首件的检测结果。

检测侧的闭环由 SKPCB 的 PCBA 测试能力承担:SPI 用于印刷后体积与偏移判定,在线 2D AOI 与炉后 3D AOI、X-Ray、ICT、FCT 用于后续工序(CLAIM_REGISTER: PCBA-TEST)。组装验收按 IPC-A-610 Class 3(PCBA-IPC),焊接空洞率在氮气回流条件下控制在 <10%(PCBA-VOID)。印刷窗口本身的评价应落在 SPI 数据上,而不是等到炉后看焊点——炉后的焊点形态已经混入了回流曲线的影响,无法单独归因到印刷。

详细的检验与放行安排见 质量与检验,组装工序能力见 PCBA 组装能力。

询价与投产前需要提供的印刷侧输入

钢网下单与首批投产时,以下几项由设计或工艺侧给出,缺一项就会在现场用调机去猜:

  • 板上最细 pitch 与最小焊盘,以及它们的位置分布
  • 板厚与是否属于需要专用支撑的薄板
  • 拼板方式、阵列数与连接位形式
  • 印刷面(单面/双面),二次面已装器件的高度与位置
  • 是否存在局部厚锡需求(连接器、屏蔽框、大电流焊盘)
  • 预期批量与换线频率,用于确定清洗周期与网材方向

钢网制造与相关服务入口见 SMT 钢网制造服务。

FAQ

问:刮刀压力应该设多少?

答:没有可直接套用的数值。压力的合适范围由板上最细开孔与最大开孔共同决定,同时受支撑方案影响。本文不给推荐值,因为脱离具体板型的压力数字在现场没有意义;正确做法是按第六节的顺序,在支撑与贴合成立之后,用最细与最大开孔的印刷结果共同收敛压力范围。

问:印刷少锡,先调压力还是先调速度?

答:都不是第一步。先看网板下表面是否有成片膏迹(贴合问题)、再看板中央与板边是否表现不同(支撑问题)。这两项成立之后,如果缺陷集中在细间距区域,优先降压力而不是降速度;如果缺陷集中在大开孔区域,优先降速度。

问:怎么分清是填充不足还是脱模不良?

答:看印出来的形状。填充不足的图形矮而完整,顶面平;脱模不良的图形顶部有缺口、呈锥形或边缘被拉起。体积数据两者都偏低,所以只看 SPI 的体积判定区分不了。

问:二次面印刷一定要做避位支撑吗?

答:背面已装器件时是必须的。用平面托板会压到已焊器件,或在器件周围把板子局部抬起,两种结果都会破坏网板与板面的贴合。避位支撑的位置需要在印刷程序准备阶段就按器件布局确定,不是现场临时垫。

问:网板下表面多久擦一次?

答:这个周期属于工艺窗口的组成部分,由板型、开孔密度与锡膏在网面的停留情况决定,需要在首件阶段确定并冻结。关键是不要把它当成维护项目随意延长——周期变了,印刷结果就不是同一个工艺,后半段批量与首件不可比。

问:所有印刷问题都能靠调机解决吗?

答:不能。第七节列的五种情形根因在钢网设计或数据包,继续调机会以牺牲其他位置为代价掩盖问题。判断依据是缺陷是否在同一位置每片复现:复现即属于窗口外,应回到设计或来料环节。

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