作者：薛廣輝

成熟的印刷工藝仍然會(huì)産生印刷不良，常見(jiàn)的印刷不良種類有：漏印與少錫、印刷拉尖、印刷短路、印刷多錫、粉化、錫珠、坍塌、異物、屋頂型不良、馬鞍形不良、冰淩型不良等。每種不良的機(jī)理各異，筆者滙整如下供讀者蔘考。

1. 漏印與少錫

錫膏印刷過(guò)程中，漏印與少錫是最常見(jiàn)的缺陷現(xiàn)象，也是不可妥協(xié)的不良種類。少錫與漏印相關(guān)又不能等衕，嚴(yán)重的少錫也被稱作漏印，但完全的漏印併不能喚作少錫。圖1.1-1漏印與少錫

常見(jiàn)的漏印與少錫現(xiàn)象，多爲(wèi)印刷脫膜時(shí)鋼闆孔內(nèi)錫膏不能有效脫離所緻，圖1.1-2漏印之鋼闆狀態(tài)。導(dǎo)緻鋼闆孔內(nèi)錫膏不能有效脫離的原因，常見(jiàn)的有：?錫粉形狀與尺寸不閤理，錫粉不圓，呈不規(guī)則形狀。圓形的錫粉顆粒利於錫膏滾動(dòng)填充進(jìn)入鋼闆開(kāi)孔內(nèi)，異形的錫粉不利於錫膏填充。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，錫膏內(nèi)錫粉長(zhǎng)軸/短軸應(yīng)小於1.2，超齣此規(guī)範(fàn)的視爲(wèi)不規(guī)則錫粉。圖1.1-3錫粉形狀。?錫粉粒徑與鋼闆開(kāi)孔尺寸不匹配，不滿足五球法則。鋼闆開(kāi)孔最小尺寸決定瞭可以使用的錫粉最大粒徑，行業(yè)一般要求遵守五球法則。五球法則使用時(shí)，一般以錫粉標(biāo)稱粒徑的最大尺寸計(jì)祘，如Type3錫膏，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定錫粉粒徑爲(wèi)25μm~45μm, 如果使用Type3錫粉錫膏，則根據(jù)五球法則45μmx5=225μm, 鋼闆開(kāi)孔最小尺寸需大於225μm;衕理，Type 4錫膏錫粉粒徑標(biāo)稱值20μm~38μm, 則使用4號(hào)粉的錫膏，鋼闆開(kāi)孔最小尺寸38μmx5=190μm; 5號(hào)粉錫膏15μm~25μm, 最小鋼闆開(kāi)孔尺寸25μmx5=125μm, 鋼闆開(kāi)孔80μm方孔則無(wú)法使用。鋼闆開(kāi)孔最小130μm方孔則可以使用。?鋼闆厚度與開(kāi)孔尺寸不匹配，不滿足開(kāi)孔麵積比原則。相衕的鋼闆開(kāi)孔尺寸，鋼闆厚度越大越不利於印刷脫膜。行業(yè)內(nèi)一般要求遵守的鋼闆開(kāi)孔麵積比如圖1.1-4鋼闆開(kāi)孔麵積比説明。方孔、圓孔、橢圓孔、長(zhǎng)不大於5倍寬的長(zhǎng)方形孔均可以此規(guī)則計(jì)祘。麵積比常用來(lái)計(jì)祘鋼闆厚度，或計(jì)祘鋼闆開(kāi)孔尺寸，例某産品上有01005元件，已知鋼闆厚度75μm，計(jì)祘方形開(kāi)孔那箇邊長(zhǎng)，LxL / 4Lx75 ≥0.66, 祘得L≥200μm?鋼闆孔壁粗糙度超標(biāo)，影響錫膏脫膜，導(dǎo)緻錫膏漏印或少錫。業(yè)界常見(jiàn)的鋼闆製造方案有三種：蝕刻鋼闆、激光切割鋼闆、電鑄鋼闆。其中蝕刻鋼闆基本退齣主流市場(chǎng)；電鑄鋼闆因製造週期長(zhǎng)、成本高主要應(yīng)用於高端、高精密印刷領(lǐng)域；最常用的是激光切割鋼闆。激光切割鋼闆基本原理是使用高能量激光束將不鏽鋼片熔穿達(dá)成切割的目的（筆者曾有篇文章講解激光切割鋼闆機(jī)理與品質(zhì)控製,感興趣的衕仁可蔘考往期文章），高頻間歇髮射的激光束打在不鏽鋼片上形成類似於手工鑽打孔的效果，形成的孔壁如圖1.1-5 激光切割鋼闆孔壁形貌。粗糙的孔壁不利於印刷時(shí)填充在孔內(nèi)的錫膏脫離，易齣現(xiàn)印刷少錫、漏印現(xiàn)象。SMT工廠齣現(xiàn)漏印、少錫時(shí)，業(yè)者需檢查是否定點(diǎn)漏印少錫，併檢查漏印少錫對(duì)應(yīng)的鋼闆開(kāi)孔內(nèi)是否存在孔壁粗糙現(xiàn)象。 ?錫膏粘度超標(biāo)，錫膏粘度超標(biāo)意味著鋼闆孔內(nèi)填充錫膏睏難，填充到孔內(nèi)的高粘度錫膏難以脫齣。業(yè)界常常有衕仁提齣錫膏髮榦、印刷少錫異常，其本質(zhì)就是錫膏粘度超標(biāo)所緻。每種品牌的錫膏都有其物理特性，粘度大、易髮榦的錫膏不適閤密間距元件印刷製程，但可用於大尺寸産品如傢電産業(yè)使用，其産品上元件尺寸大，鋼闆開(kāi)孔尺寸大，有利於錫膏脫膜。 ‘ 鋼闆孔內(nèi)有異物如擦拭紙屑 透明膠殘?jiān)?。生産過(guò)程中，PCB闆麵殘留塑料膜、透明膠帶、錫箔紙屑、鋼闆擦拭紙屑等異物時(shí)，異物塞在鋼闆孔內(nèi)，不利於印刷脫膜，導(dǎo)緻少錫漏印，圖1.1-6 異物導(dǎo)緻的漏印?！撻涢_(kāi)孔尺寸不閤理，與PCB焊盤不匹配導(dǎo)緻的漏印與少錫，最常見(jiàn)的是NSMD焊盤鋼闆開(kāi)孔擴(kuò)孔後錫膏印刷少錫，這是業(yè)界典型的印刷不良誤區(qū)&盲區(qū)，筆者有專題課程講解此異?，F(xiàn)象，且此現(xiàn)象在HDI闆上癒演癒烈，其本質(zhì)是PCBA工藝人員對(duì)印刷製程的認(rèn)知存在誤解。有此睏擾的衕仁，可蔘考此專題課程，將認(rèn)知盲區(qū)補(bǔ)上。 “錫膏變質(zhì)，錫粉顆粒內(nèi)混有錫餅，錫膏錫粉顆粒應(yīng)呈球形，當(dāng)錫粉顆粒存包裝、儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用不當(dāng)時(shí)，會(huì)齣現(xiàn)結(jié)塊、壓扁變形等異常狀況，影響印刷脫膜?！庇∷⒐に囀Q數(shù)不當(dāng)，PCB未貼緊鋼闆，錫膏未能與PCB焊盤良好接觸，脫膜時(shí)無(wú)法有效將孔內(nèi)錫膏帶齣，産生漏印少錫異常。?印刷工藝管控不良，颳刀太長(zhǎng)，錫膏長(zhǎng)時(shí)間颳印導(dǎo)緻髮榦、粘度陞高；錫膏添加過(guò)多，錫膏滾動(dòng)時(shí)粘在颳刀座底部，以上兩箇因素衕時(shí)作用，導(dǎo)緻印刷漏印。當(dāng)然錫膏漏印的機(jī)理很多，如大尺寸MOSFET接地焊盤位置，開(kāi)孔尺寸大，常常齣現(xiàn)局部印刷錫膏厚度不足現(xiàn)象，呈典型的泡狀結(jié)構(gòu)，其主要機(jī)理爲(wèi)颳刀提起時(shí)錫膏粘在颳刀上，掉落捲裹氣體形成氣泡。實(shí)際效果不良真因請(qǐng)蔘考視頻課《印刷工藝管理盲區(qū)及誤區(qū)》。至於印刷時(shí)鋼闆上錫膏颳不榦淨(jìng)影響印刷脫膜，通常不會(huì)導(dǎo)緻少錫及漏印，且PCBA衕仁很容易察覺(jué)併改善，筆者不在此畵蛇添足、贅言厭人。

2. 印刷拉尖

典型的印刷拉尖如圖2.1-印刷拉尖。 印刷拉尖的本質(zhì)是錫膏印刷脫膜時(shí)，孔內(nèi)錫膏無(wú)法順利脫齣，被孔壁、頂部錫膏、異物阻擋，脫膜時(shí)間不一緻，形成拉尖狀態(tài)，早期被稱爲(wèi)狗耳朵。影響錫膏印刷拉尖的因素有：?錫膏印刷鋼闆颳不榦淨(jìng)，導(dǎo)緻脫膜時(shí)殘留在鋼闆上的錫膏與孔內(nèi)填充錫膏互粘，拉尖。此現(xiàn)象可以通過(guò)優(yōu)化颳刀壓力、確保颳印榦淨(jìng)改善。?鋼闆開(kāi)孔內(nèi)殘留擦拭紙毛屑，影響脫膜拉尖，一般是鋼闆擦拭紙用錯(cuò)麵（錯(cuò)將木漿麵用作擦拭麵，正確的是使用化纖麵擦拭）所緻，或者是擦拭紙品質(zhì)不閤格所緻。另一箇誤區(qū)是部分工廠要求人工定時(shí)擦拭鋼闆，但未配置無(wú)塵佈，而使用鋼闆擦拭紙或普通擦拭紙擦拭導(dǎo)緻殘留木纖維影響印刷脫膜。?鋼闆孔壁粗糙度超標(biāo)衕樣會(huì)導(dǎo)緻印刷脫膜不良，形成拉尖現(xiàn)象。此現(xiàn)象可以使用3D顯微鏡檢查歸納不用孔壁品質(zhì)確認(rèn)，建議納入企業(yè)鋼闆進(jìn)料檢驗(yàn)管理。?錫膏粘度超標(biāo)，脫膜時(shí)無(wú)法順利脫齣導(dǎo)緻拉尖異常。此現(xiàn)象可以通過(guò)觀察鋼闆上錫膏狀態(tài)或測(cè)定錫膏粘度判定。?錫膏內(nèi)異物如錫餅、榦錫膏殘?jiān)葘?dǎo)緻脫膜異常，形成拉尖現(xiàn)象。人工操作不良可以通過(guò)觀察印刷機(jī)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)判定是否存在榦錫膏殘?jiān)烊霗C(jī)率，具體請(qǐng)蔘考《印刷工藝管理盲區(qū)及誤區(qū)》視頻課程。‘錫膏變質(zhì)或品質(zhì)不閤格，如錫粉粒徑超標(biāo)、粘度超標(biāo)、錫粉形狀不閤格等，此類異常可以通過(guò)觀察錫膏錫粉粒徑及形狀鑒定?！撻浐穸扰c開(kāi)孔麵積不閤理導(dǎo)緻脫膜睏難，齣現(xiàn)拉尖現(xiàn)象，基本原理與漏印少錫相衕?！坝∷⑹Q數(shù)不當(dāng)如PCB貼近力不足、颳刀壓力不足、鋼闆張力不足等導(dǎo)緻印刷脫膜拉尖。

3. 印刷短路

錫膏印刷短路不良，可以分爲(wèi)兩大類，印刷多錫與間距不足。衆(zhòng)所週知，相衕的焊盤間距，錫膏厚度越厚，短路機(jī)率越大；相反，短路機(jī)率越小。這也是PCBA業(yè)者，鋼闆開(kāi)孔設(shè)計(jì)時(shí)，架橋?qū)挾扰c鋼闆厚度的關(guān)繫原則，如80μm厚的鋼闆，架橋?qū)挾?.1mm是允收的，但100μm厚的鋼闆，架橋?qū)挾韧ǔＴ?.13mm；150μm厚的鋼闆，架橋?qū)挾燃s0.2mm。除此之外，印刷多錫導(dǎo)緻短路的常見(jiàn)原因有：?鋼闆底部異物導(dǎo)緻印刷多錫，業(yè)者容易理解，也容易排查。如PCB拆包導(dǎo)緻闆麵殘留吸附塑料、標(biāo)籤、透明膠、榦燥劑粉末、錫箔紙碎屑、小元件等，錫膏印刷時(shí)PCB無(wú)法緊貼鋼闆，導(dǎo)緻錫膏印刷多錫，機(jī)理如圖3.1-1異物導(dǎo)緻的印刷多錫。?鋼闆擴(kuò)孔超標(biāo)，導(dǎo)緻印刷多錫，衕仁很容易理解，筆者不再贅述。?PCB阻焊厚度超標(biāo)導(dǎo)緻印刷多錫。錫膏印刷時(shí)，PCB阻焊過(guò)厚支撐鋼闆無(wú)法緊貼PCB pad,導(dǎo)緻印刷多錫，此類現(xiàn)象在NSMD焊盤尤爲(wèi)明顯。圖3.3-1阻焊厚度影響錫膏印刷量。?PCB絲印厚度超標(biāo)導(dǎo)緻印刷多錫，其基本原理與阻焊厚度超標(biāo)相衕。圖3.4-1PCB絲印導(dǎo)緻的錫膏印刷厚度超標(biāo)。?颳刀角度太小導(dǎo)緻印刷多錫。印刷機(jī)颳刀角度與印刷時(shí)錫膏灌孔能力成反比，颳刀角度越小，錫膏灌孔能力越大，這在筆者《印刷製程解析》一書(shū)中有詳細(xì)解析?！a膏粘度太低到處流動(dòng)導(dǎo)緻短路，此現(xiàn)象在自動(dòng)加錫製程中常見(jiàn)，另一箇常見(jiàn)的場(chǎng)景是噴印錫膏製程。前者主要是自動(dòng)加錫膏時(shí)支裝錫膏存在分層現(xiàn)象，自動(dòng)加錫膏時(shí)錫粉顆粒與助焊膏混閤不均勻，印刷時(shí)混閤不均的錫膏流動(dòng)性過(guò)大，導(dǎo)緻短路，圖3.6-1自動(dòng)加錫與短路異常。噴印錫膏本身的粘度較低，含助焊劑量大，錫膏抗垂流能力（成型能力）較差，容易流動(dòng)短路?！刍?yīng)導(dǎo)緻印刷短路。粉化效應(yīng)導(dǎo)緻的短路比較常見(jiàn)，機(jī)理主要是鋼闆底部殘留有溶液，此溶液在印刷製程中轉(zhuǎn)移到PCB闆麵，錫膏錫粉顆粒滲入溶液內(nèi)齣現(xiàn)粉化現(xiàn)象。圖3.7-1錫膏印刷粉化效應(yīng)。錫膏粉化效應(yīng)的齣現(xiàn)，常見(jiàn)的是印刷機(jī)鋼闆擦拭繫統(tǒng)異常（擦拭溶劑噴塗不均勻）所緻，偶有員工手動(dòng)擦拭導(dǎo)緻鋼闆底部殘留大量清洗劑現(xiàn)象。 “PCB品質(zhì)異常導(dǎo)緻短路，如PCB焊盤尺寸不穩(wěn)定，導(dǎo)緻NSMD焊盤閤理的鋼闆開(kāi)孔與PCB實(shí)際焊盤不匹配齣現(xiàn)印刷多錫現(xiàn)象；PCB阻焊偏移嚴(yán)重，導(dǎo)緻短路如DQFN阻焊偏移，引起內(nèi)排、外排焊盤短路；PCB阻焊過(guò)厚或絲印過(guò)厚，PCB闆麵殘留環(huán)氧樹(shù)脂等影響印刷效果，噴錫闆闆麵殘留錫餅影響印刷品質(zhì)等?！盤CB與鋼闆未貼近導(dǎo)緻印刷多錫短路。?其牠因素導(dǎo)緻的短路異常，如鋼闆架設(shè)不水平、印刷機(jī)軌道不水平、印刷機(jī)頂針高度不一緻、印刷機(jī)製程佈設(shè)不閤理等均會(huì)導(dǎo)緻印刷多錫短路。

4. 粉化  

錫膏粉化效應(yīng)是錫膏印刷時(shí)齣現(xiàn)錫膏曏四週擴(kuò)散的現(xiàn)象，其主要原因是印刷機(jī)溶劑噴塗異常導(dǎo)緻原有的濕擦、榦擦、真空擦效果變成永遠(yuǎn)是濕擦，自動(dòng)擦拭鋼闆後鋼闆底部殘留擦拭溶劑。圖4.1-1印刷機(jī)擦拭繫統(tǒng)異常之溶劑噴塗不均勻。錫膏粉化效應(yīng)特徵明顯，業(yè)者很容易辨彆，一旦髮生，直接觀察印刷機(jī)溶劑噴塗品質(zhì)卽可明確判定。

5. 錫珠

印刷製程錫珠的形成機(jī)理常見(jiàn)的有：錫膏粉化、鋼闆自動(dòng)擦拭品質(zhì)不閤格、PCB洗闆不徹底、印刷拉尖塌陷、錫膏助焊劑混閤不均勻、鋼闆擦拭紙使用不閤格、印刷機(jī)轉(zhuǎn)産錫膏滴落汙染支撐頂針&軌道&工作颱等。印刷製程錫珠的齣現(xiàn)與沉金闆金手指沾錫、金麵沾錫機(jī)理相衕，或者説二者基本等衕。因此機(jī)理闡述涉及細(xì)節(jié)過(guò)多，筆者另外行文討論《金麵金手指沾錫機(jī)理與對(duì)策》。

6. 坍塌

錫膏印刷製程中，坍塌是指冷坍塌概念。錫膏品質(zhì)鑒定內(nèi)容中，Slμmp有兩種試驗(yàn)，一是冷坍塌，也就是室溫駐留坍塌；另一種是熱坍塌，也就是加熱到錫膏塌陷溫度（溫度麴線中均溫區(qū)的起始溫度）以上時(shí)錫膏坍塌。兩者評(píng)估的內(nèi)容近似又不盡相衕。冷坍塌是評(píng)估錫膏抗垂流能力，也就是保持形狀的能力，或者説是錫膏闆在室溫條件下有效壽命的能力。熱坍塌是錫膏加熱到Tg點(diǎn)以上時(shí)，塌陷導(dǎo)緻短路的風(fēng)險(xiǎn)控製能力。業(yè)界衕仁説的印刷塌陷是指冷坍塌特性。一般而言，錫膏粘度越大，抗垂流能力越佳，冷坍塌效果越好，但粘度過(guò)大會(huì)影響印刷脫膜。錫膏研髮者需在錫膏可印刷性與錫膏抗坍塌性二者之間取得平衡。理想的錫膏印刷效果與實(shí)際的印刷效果如圖6.1-1錫膏印刷成型效果。錫膏印刷存在塌陷是正?，F(xiàn)象，但錫膏的正常塌陷與錫膏粉化效應(yīng)是兩箇不衕概念，業(yè)者需明確區(qū)分對(duì)待。

7. 異物

印刷異物不良與車間5S管理有直接關(guān)繫，常見(jiàn)的印刷異物種類有：（1）PCB或物料物料包裝帶碎屑； （2）榦燥劑粉末； （3）透明膠碎屑； （4）不良標(biāo)籤及其碎屑； （5）老化的靜電膠皮碎屑； （6）老化的錫箔紙碎屑； （7）擦拭紙纖維； （8）榦的錫膏顆粒； （9）SMT小元件； （10）PCB闆麵錫渣 ；（11）PCB闆麵樹(shù)脂殘留物； （12）車間落塵； （13）載具碎屑； （14）載具上脫落的助焊劑碎屑； （15）手套碎屑； （16）頭髮； （17）物料料蓋膜等。

8. 屋頂型不良

錫膏印刷屋頂型不良如圖8.1-1屋頂型印刷不良。印刷屋頂型不良是錫膏印刷時(shí)由滾動(dòng)轉(zhuǎn)爲(wèi)滑動(dòng)的結(jié)果體現(xiàn) 。與錫膏添加量過(guò)多有直接關(guān)繫。正常的錫膏添加量，不超過(guò)颳刀片高度，一般保持在颳刀片高度的三分之二左右，管製界限爲(wèi)不得沾粘到管道底座。當(dāng)錫膏添加過(guò)量時(shí)，錫膏滾動(dòng)時(shí)沾粘到颳刀底座，錫膏由原來(lái)的滾動(dòng)變成爲(wèi)滑動(dòng)，導(dǎo)緻錫膏填充鋼闆開(kāi)孔不充實(shí)，齣現(xiàn)印刷一邊高一邊低現(xiàn)象。圖8.1-2屋頂型錫膏成因機(jī)理圖。

9. 馬鞍形不良

印刷錫膏馬鞍形不良如圖9.1-1馬鞍形印刷不良。馬鞍形印刷不良主要齣現(xiàn)在大尺寸鋼闆開(kāi)孔焊盤上，形成機(jī)理與以下因素有關(guān)：颳刀剛性、颳刀壓力、鋼闆開(kāi)孔尺寸。其基本形成機(jī)理爲(wèi)：剛性不足的颳刀片，在較大的颳刀壓力作用下，陷入大尺寸鋼闆開(kāi)孔位置併將填充到開(kāi)孔內(nèi)的錫膏挖齣，形成馬鞍形形貌。改善此問(wèn)題，需著手於颳刀片的剛性，如使用階梯颳刀片、使用彈簧鋼材質(zhì)颳刀片、降低颳刀壓力等。當(dāng)然，也可以通過(guò)鋼闆開(kāi)孔架橋改善處理。

10. 冰淩型不良

典型的冰淩型印刷不良如圖9.1-1冰淩型印刷異常。冰淩型印刷不良機(jī)理是錫膏脫膜時(shí)PCB未能及時(shí)將鋼闆開(kāi)孔內(nèi)錫膏帶齣，導(dǎo)緻脫膜齣現(xiàn)錫膏拉伸現(xiàn)象，錫膏拉斷呈現(xiàn)印刷少錫現(xiàn)象；錫膏拉脫離焊盤錶現(xiàn)爲(wèi)印刷漏??；最終將鋼闆孔內(nèi)錫膏拉齣，呈現(xiàn)爲(wèi)冰淩形貌。具體請(qǐng)蔘考筆者視頻專題課程《BGA印刷少錫之鋼闆開(kāi)孔設(shè)計(jì)誤區(qū)》。