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今天，消费类技术推动着对密集和更小装置的需要，表面安装器件的组装工艺随之变得越来越难。对于包含各种元件的电路板，涂布在电路板焊盘上的焊膏体积变化范围很大，人们试图使用各种技术保证始终一致地涂 布适当体积的焊膏。
3 I: H4 o1 O4 c" u, R; n( J这些技术包括根据目标器件蚀刻阶梯网板，提高电铸镍网板孔的侧壁的光滑度，以及更新网板材料的激光切割技术。
4 ] ^2 }9 a! u# M/ |6 \4 W" E! [面积比$ }* p( ]" W" @0 m; K# a* U
目前，越来越多地根据面积比来设计网板孔，在IPC 7525 B中明确地作了规定。面积比必须大于0.66，这个数值是阈值，提出这个阈值是为了保证焊膏能够一致地从网板释放，称为转移效率。转移效率是从网板孔释放的焊膏与孔的理论(而不是实际的)尺寸纸币，用百分数表示。" r' h3 @4 ~( b Z
面积比公式是:孔的面积/孔壁的面积。
# I* y% \ N2 m6 K' [) k行业普遍接受的转移效率是80%或更大一些，作为焊膏是有效地“良好"涂布的阈值。我们广泛地研究了现有的文献，没有找到这个数字的源头。我们找到自1990年代初以来的几乎所有数据，用今天的各种材料作了试验，包括使用各种独特或者新颖的刮板设计对孔进行填充;使用有“独特"尖角的电铸网板;以及使用现代激光技术制作的梯型孔。+ t4 W9 K- u1 p2 B
我们将在面的讨论看到，影响转移效率的不只是这个简单的公式，因此，需要一个复杂-些的公式为每个工艺精确地确定转移效率的阈值。
5 ?' C( n) _0 G4 G, S( I( P孔的填充3 k7 [( U5 r0 V
面积比公式假定了孔是100%填充。在印刷时，对网孔的填充是综合刮板类型(刮板的迎角、叶片弯曲等)、印刷速度、和印刷使用的焊膏特性而实现的。关于孔的有效填充，已经发表了许多论文;但是，这些论文都没有证明，焊膏从网板孔释放之前是100%地填充的。
7 N$ y( I( [4 f4 G0 ~对刮刀迎角，刮刀材料的类型，刮刀边缘的处理，以及各种超声波或者振动刮刀，这些因素都进行了测试，这些研究认为这些因素提高了焊膏的涂布/转移效率。有的研究认为，把更多材料填入孔中，可能会导致与释放特性有关的其他问题。施加压力对孔进行填充，以及五阻焊膜界定焊盘的密封不良，那么，在模板与板接触的一侧，会有少量助焊剂泄露到孔对应的焊盘四周围。根据表面化学的新原理制造的助焊剂较容易转移到焊盘上，减少网板表面.上聚积的助焊剂，因而也减少了网板的清洗擦拭。
9 j- K; y* v% @9 l: K$ @) q9 B1 s阻焊膜界定焊盘和无阻焊膜界定焊盘/ Y2 b% S4 X! ^# l+ g* `1 j
最新的工作也说明阻焊膜界定焊盘(SMDP)和无阻焊膜界定焊盘(NSMDP)对转移效率的影响。在我们看来，SMDP对转移效率的影响可能和SMDP引起的额外的表面能有关，而使用NSMDP时没有额外的表面能。9 `0 d3 W8 i) L) v. N
和表面有关的性质' ?4 }' Y" a9 T
通过网板把焊膏印刷到PCB表面上，从表面/界面化学的角度看，这是非常复杂的过程。焊膏通过网板的孔成功地印刷到电路板上，这个过程与多个不同现象有关。其中的一-些现象可能是表面/界面化学性质的问题，而不是材料特性的问题。下面列出和表面有关的特性，这些特性可能对焊膏的印刷和焊膏在表面上的粘着有影响:0 ~2 G% u+ C+ s' c+ ], @/ G( k" \
1.网板表面的表面化学性质，尤其是网板面对PCB的一侧和网板孔的侧壁。% h: k" J; J( J- K( W6 ], [; j9 D3 F
2.待印刷表面的表面化学性质。+ [2 Y, q' Y$ _+ d
3.助焊剂混合物的表面化学性质。2 |. [+ s2 a8 B, j+ M: a3 S+ J, @; k
4.焊料球的表面化学性质(通常可以忽视，除非焊料颗粒的尺寸<1微米)。) |" U5 h# K8 ?# B
5.助焊剂混合物的表面张力。* c4 y* O9 V" s7 {3 @. A6 e
6.助焊剂中有表面活化剂(减少剂、表面活性剂等)。
' y- @4 @' S, d9 } _7.网板表面和焊膏的总接触面积。6 a% }& {% W+ q6 U; m( o
8.焊膏和印刷表面的总接触面积。
* U, |2 U* G/ e+ S9.表面形态/粗糙度。1 H3 K/ [2 F8 |6 K
10.重力。
* R" [1 s3 d8 k" r# v5 z我们应该提到，我们使用“表面自由能这个术语来描述一个具体材料的表面时，我们实际上是在说，这种材料表面的化学性质。分子和原子之间的相互作用有许多不同的方式，包括共价键、离子键、氢键和范德瓦尔键，正是分子和原子之间的这些相互作用，不仅决定着材料的众多特性，也决定着它们的表面性质。焊膏是一种复杂的材料，可以把焊膏和表面之间的吸引、排斥看作这些力的相对强弱的结果。换句话说，这些最基本的相互作用力决定表面和材料之间的众多相互作用。为了帮助读者了解，表面、界面化学性质的差异和把焊膏印刷到板上有什么关系，我们将分别解释每个问题，然后再把这些问题都集中起来，提供更有普遍性的指引，来帮助读者选择材料。: y4 V! h2 _5 ]% v
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发表于 2020-2-20 16:15
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