焊膏喷印技术正在兴起

北方的雪

焊膏喷印技与钢网印刷技术最明显的不同就是喷印技术是一种无钢网技术。它为电路板组件的焊膏印刷提供了一个全新的方法。独 特的喷射器结构在基板上方以极高的速度喷射焊膏，是完全无接触的，类似于喷墨打印机。能够满足基板复杂度日益提高的要求和最高的质量要求，用户能够控制每 一个元件引脚所需的焊膏容量，以保证获得最佳的焊点质量。与此相比，钢网印刷工艺正面临着越来越多的挑战。较长的研制时间、缺乏柔性、印刷误差以及与复杂 基板设计对应困难等已彰显出其技术差距，而喷印技术使得这一系列挑战得以解决，一场喷印技术的革新运动正在兴起。软件控制及其附加功能为用户提供了无与伦 比的灵活性。准备时间可以用分钟来计量，而不是天，因而显著地降低了对用户的回应时间。
　　作为软件控制的、无钢网技术的喷印技术已经迅速在SMT市场中确立了自己的地位。　　2009年，MYDATA 的MY500焊膏喷印机实现了50%的销售增长，而与此同时，钢网印刷机市场却下降了63%（PROTEC）。喻示着焊膏喷印技术的时代已经到来。但是焊 膏喷印技术到底是一个什么样的技术呢？它能够真正替代传统的SMT钢网印刷技术吗？


　　提高混合生产的价值


　　由于喷印具有高度的灵活性并支持各种生产设置，因此它在高混合生产环境中是最高效的。其设计可与30,000片/小时的组装生产线相同步；也能够喷印各种含铅焊膏以及表面贴装胶粘剂。


　　喷印技术既适用于大批量生产设置的在线生产，也适用于次要生产线的短期生产和原型生产。


　　像所有的生产领域一样，SMT工业也在持续变化与发展。无论什么样的混合生产，每个制造者都需要应对变化与发展所带来的挑战。今天的制造者面临三个重要挑战：更快速地响应用户需求；提高焊点质量；满足日益提高的复杂基板设计要求。焊膏喷印技术能够应对以上每一个挑战。


　　更快地回应客户


　　“EMS公司正在寻找柔性的SMT设备，以应对不断变化的产品组合。”这句话出自德国弗劳恩霍夫硅技术研究院的发言人，现在整个业界都在重复这句话。


　　研制时间涉及钢网的订货与交货，一般用天来计量。钢网损坏、切割错误和整体设计所需的最后更改均需重新订货。换线之间的清洗工作也浪费宝贵的时间。


　　喷印却反应很快，可在两项任务之间高效转换。响应时间可以用小时来计量。有可能早晨接的新订单，当天就可以完成并交付基板。


　　采用喷印技术，可在几分钟内把CAD或Gerber数据离线输入，为新的印刷工作做好准备。完全软件控制也意味着基板设计的最后更改可快速简单地进行。


　　精良的喷印设备通过信息的“智能”使用还支持精益化生产以减少停机时间，消除不增值的活动。它可把生产分解成较 小的批量，满足下游生产的需求，而不降低设备的利用率。产品转换小于1 min，制造者能够在连续生产中处理紧急任务和在极小的中断时间内进行原型制造。在这一方面，MY500与MYDATA精益化生产的解决方案相结合，真是 相得益彰。

      获得最佳的焊点质量

　　焊点质量是确保印制电路板组件最终质量的关键因素。即使在工艺调整很好的情况下，通常大多数缺陷还是源于钢网印刷。


　　其中一个原因就是采用钢网的钢网印刷工艺总在大元件与较小元件所需焊膏量的优化中进行折衷。尽管台阶式钢网具有一定程度的优化作用，但是这样做需要额外的费用，同时焊膏量的变化和最小的“台阶距离”是有限制的。


　　相比之下，喷印可以完全控制焊膏量，包括三维印刷（在每一焊膏点上再点涂焊膏）。默认值设置由CAD数据提供。 用户可以自由地对PCB上每一焊盘、元件和封装上的焊膏量、位置、覆盖区域和焊膏高度进行微调。这将能够最优化焊膏沉积，即使是最复杂的和高密度组装的基 板。例如，有一家采用喷印技术的用户，其产品在每平方厘米上组装了69个元件。


　　封装系统可以进一步提高质量。与钢网印刷相比，喷印明显地减少了可变参数的数量，以及相关潜在的人为错误。软件控制保证了实现极快速的最优化的印刷工艺。焊膏量的现场修正可在几秒钟内完成生效。


　　另外，印刷程序可根据PCB基准自动地展开和对准。非接触技术与任何的基板翘曲无关。


　　轻松应对复杂工艺


　　在SMT行业，有一个明显的趋势就是封装越来越小、基板设计的复杂度和元件组装密度越来越高。这些挑战性的应用 正在逐步离开传统的钢网印刷技术。最近来自国际电子生产商联盟（iNEMI）的一份报告对这一趋势进行了更加有力的说明，报告中称：“当基板涉及混合技术 时，钢网印刷将达到它的极限”。


　　在焊膏量优化方面，喷印能够可靠地应对特殊元件，如QFN和通孔回流焊（Pin-in-paste）元件。同时，它也为新的设计打开了机遇之门。例如，在三维基板中，为了减小最终的组件高度，凹槽的使用越来越多，而喷印是目前能完成这项任务的唯一的自动化解决方案。


　　叠层封装（PoP）设计带来了另一个挑战。浸渍焊剂或焊膏的元件既脏又操作起来劳动力密集，是大批量生产很难满意的解决方案。喷印不仅使这一工艺自动化，而且还能通过优化每一焊点的焊膏高度和焊膏量，补偿任何的元件翘曲。


　　能够应对复杂元件和封装的能力意味着该技术最适合用作二次印刷，喷印机可在先前钢网印刷后的基板上再沉积焊膏。这使得制造者免除了昂贵又耗时的人工操作。

　　实现投资回报


　　新技术投资应仔细考虑现在与未来需求的连贯性。为超过原来生产量，“以防万一”的投资是很简单的，但是如果整个 生产工艺的设置与生产量水平不相适应，昂贵的设备将不会得到充分利用。喷印具有较大的灵活性，能够帮助制造者改善他们的全部生产流程，缩短设置和转换时 间，提高设备利用率。能够简单一致地实现高质量的焊点，满足各种应用和复杂基板设计要求。再加上用户响应性的明显提高，喷印具有最好、最快的投资回报能 力。毫无疑问，将会有越来越多的制造者选择新兴的喷印技术替代钢网印刷机。
将来这焊膏喷印将是三维封装应用的必要技术！！！