在表面貼裝裝配的回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤(pán)之間的連接。有許多變量，如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過(guò)程。在印刷錫膏的過(guò)程中，基板放在工作臺上，機械地或真空夾緊定位，用定位銷(xiāo)或視覺(jué)來(lái)對準?；蛘呓z網(wǎng)(screen)或者模板(stencil)用于錫膏印刷。本文將著(zhù)重討論幾個(gè)關(guān)鍵的錫膏印刷問(wèn)題，如模板設計和印刷工藝過(guò)程。

印刷工藝過(guò)程與設備   

在錫膏印刷過(guò)程中，印刷機是達到所希望的印刷品質(zhì)的關(guān)鍵。

在手工或半自動(dòng)印刷機中，錫膏是手工地放在模板/絲網(wǎng)上，這時(shí)印刷刮板(squeegee)處于模板的另一端。在自動(dòng)印刷機中，錫膏是自動(dòng)分配的。在印刷過(guò)程中，印刷刮板向下壓在模板上，使模板底面接觸到電路板頂面。當刮板走過(guò)所腐蝕的整個(gè)圖形區域長(cháng)度時(shí)，錫膏通過(guò)模板/絲網(wǎng)上的開(kāi)孔印刷到焊盤(pán)上。   

在錫膏已經(jīng)沉積之后，絲網(wǎng)在刮板之后馬上脫開(kāi)(snap off)，回到原地。這個(gè)間隔或脫開(kāi)距離是設備設計所定的，大約0.020"~0.040"。脫開(kāi)距離與刮板壓力是兩個(gè)達到良好印刷品質(zhì)的與設備有關(guān)的重要變量。    如果沒(méi)有脫開(kāi)，這個(gè)過(guò)程叫接觸(on-contact)印刷。當使用全金屬模板和刮刀時(shí)，使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用于柔性的金屬絲網(wǎng)。

刮板(squeegee)類(lèi)型   

刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質(zhì)量，應該仔細監測。對可接受的印刷品質(zhì)，刮板邊緣應該鋒利和直線(xiàn)。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣，而刮板壓力高或很軟的刮板將引起斑點(diǎn)狀的(smeared)印刷，甚至可能損壞刮板和模板或絲網(wǎng)。過(guò)高的壓力也傾向于從寬的開(kāi)孔中挖出錫膏，引起焊錫圓角不夠。

常見(jiàn)有兩種刮板類(lèi)型：橡膠或聚氨酯(polyurethane)刮板和金屬刮板。當使用橡膠刮板時(shí)，使用70-90橡膠硬度計(durometer)硬度的刮板。當使用過(guò)高的壓力時(shí)，滲入到模板底部的錫膏可能造成錫橋，要求頻繁的底部抹擦。為了防止底部滲透，焊盤(pán)開(kāi)口在印刷時(shí)必須提供密封(gasketing)作用。這取決于模板開(kāi)孔壁的粗糙度。

模板(stencil)類(lèi)型 　　

重要的印刷品質(zhì)變量包括模板孔壁的精度和光潔度。保存模板寬度與厚度的適當的縱橫比(aspect ratio)是重要的。推薦的縱橫比為1.5。這對防止模板阻塞是重要。一般，如果縱橫比小于1.5，錫膏會(huì )保留在開(kāi)孔內。除了縱橫比之外，如IPC-7525《模板設計指南》所推薦的，還要有大于0.66的面積比(焊盤(pán)面積除以孔壁面積)。IPC-7525可作為模板設計的一個(gè)良好開(kāi)端。

制作開(kāi)孔的工藝過(guò)程控制開(kāi)孔壁的光潔度和精度。有三種常見(jiàn)的制作模板的工藝：化學(xué)腐蝕、激光切割和加成(additive)工藝。 　　

化學(xué)腐蝕(chemically etched)模板 　　

金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個(gè)陽(yáng)性圖形通過(guò)從兩面的化學(xué)研磨來(lái)蝕刻的。在這個(gè)過(guò)程中，蝕刻不僅在所希望的垂直方向進(jìn)行，而且在橫向也有。這叫做底切(undercutting) - 開(kāi)孔比希望的較大，造成額外的焊錫沉積。因為50/50從兩面進(jìn)行蝕刻，其結果是幾乎直線(xiàn)的孔壁，在中間有微微沙漏形的收窄。 　　

因為電蝕刻模板孔壁可能不平滑，電拋光，一個(gè)微蝕刻工藝，是達到平滑孔壁的一個(gè)方法。另一個(gè)達到較平滑孔壁的方法是鍍鎳層(nickel plating)。拋光或平滑的表面對錫膏的釋放是好的，但可能引起錫膏越過(guò)模板表面而不在刮板前滾動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)選擇性地拋光孔壁而不是整個(gè)模板表面來(lái)避免。鍍鎳進(jìn)一步改善平滑度和印刷性能?？墒?，它減小了開(kāi)孔，要求圖形調整 　　

激光切割(laser-cut)模板 　　

激光切割是另一種減去(subtractive)工藝，但它沒(méi)有底切問(wèn)題。模板直接從Gerber數據制作，因此開(kāi)孔精度得到改善。數據可按需要調整以改變尺寸。更好的過(guò)程控制也會(huì )改善開(kāi)孔精度。激光切割模板的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是孔壁可成錐形?；瘜W(xué)蝕刻的模板也可以成錐形，如果只從一面腐蝕，但是開(kāi)孔尺寸可能太大。板面的開(kāi)口稍微比刮板面的大一點(diǎn)的錐形開(kāi)孔(0.001"~0.002"，產(chǎn)生大約2°的角度)，對錫膏釋放更容易。 　　

激光切割可以制作出小至0.004"的開(kāi)孔寬度，精度達到0.0005"，因此很適合于超密間距(ultra-fine-pitch)的元件印刷。激光切割的模板也會(huì )產(chǎn)生粗糙的邊緣，因為在切割期間汽化的金屬變成金屬渣。這可能引起錫膏阻塞。更平滑的孔壁可通過(guò)微蝕刻來(lái)產(chǎn)生。激光切割的模板如果沒(méi)有預先對需要較薄的區域進(jìn)行化學(xué)腐蝕，就不能制成臺階式多級模板。激光一個(gè)一個(gè)地切割每一個(gè)開(kāi)孔，因此模板成本是要切割的開(kāi)孔數量而定。 　　

電鑄成型(electroformed)模板 　　

制作模板的第三種工藝是一種加成工藝，最普遍地叫做電鑄成型。在這個(gè)工藝中，鎳沉積在銅質(zhì)的陰極心上以形成開(kāi)孔。一種光敏干膠片疊層在銅箔上(大約0.25"厚度)。膠片用紫外光通過(guò)有模板圖案的遮光膜進(jìn)行聚合。經(jīng)過(guò)顯影后，在銅質(zhì)心上產(chǎn)生陰極圖案，只有模板開(kāi)孔保持用光刻膠(photoresist)覆蓋。然后在光刻膠的周?chē)ㄟ^(guò)鍍鎳形成了模板。在達到所希望的模板厚度后，把光刻膠從開(kāi)孔除掉。電鑄成型的鎳箔通過(guò)彎曲從銅心上分開(kāi) - 一個(gè)關(guān)鍵的工藝步驟?，F在箔片準備好裝框，制作模板的其它步驟。 　　

電鑄成型臺階式模板可以做得到，但成本增加。由于可達到精密的公差，電鑄成型的模板提供良好的密封作用，減少了模板底面的錫膏滲漏。這意味著(zhù)模板底面擦拭的頻率顯著(zhù)地降低，減少潛在的錫橋。