无铅SMT工艺中网板的优化设计

无铅 SMT 工艺中网板的优化设计
摘要
随着新技术的不断涌现，需要进行不断的完善来促进主流应用以及持
续的改进。 就无铅工艺而言， 初期合金和化学品选择的障碍在起
步阶段已经得以解决，提供了基础工艺。 来源于早期基础工艺工作
的经验被进一步完善用来优化影响良率的要素。 这些要素包括温度
曲线、PWB 表面最终处理、元器件镀层、阻焊膜选择，或者网板的
设计。
由于网板印刷对首次通过率的影响很大，而且锡铅合金与无铅合金的
润湿性也有所不同，作者就此进行了专门的研究，以确定针对所需的
SMT 特性，对网板的开孔形状进行优化。对无铅合金在一些替代表
面处理上的低扩展性也需要进行考虑。为达到焊盘的覆盖率最大化而
进行的孔径设计，有可能导致片式元件间锡珠缺陷的产生。除了开孔
设计指南，我们还将讨论优化整个网板设计的方法。
关键词：无铅，网板印刷，开孔设计，工艺控制
简介
网板印刷的基本目标是重复地将正确量的焊膏涂敷于正确的位置。
开孔尺寸、形状，以及网板厚度，决定了焊膏沉积的量，而开孔的位
置决定了沉积的位置。
关于有效控制穿孔位置的方法早已有了定论，将在后面的文章中讨
论。 此研究的目的是找到对无铅焊膏的开孔的最佳尺寸和形状。
通常来说，无铅焊膏的润湿性或扩展性较锡铅焊膏要差；因此，组装
者须考虑以下几个方面的问题：焊盘周边的裸铜（或板的表面处理），
锡珠以及立碑的不同缺陷率
为此，我们专门设计了一项试验，来量化不同焊膏对典型表面贴装缺
陷的影响。 试验 I 部分，是使用传统锡铅 SMT 工艺，研究网板开孔
大小对锡铅和无铅焊膏基准扩展性和缺陷率的影响。试验 II 部分，优
化网板开孔，以降低使用无铅焊膏时的缺陷率。在 I 部分，板表面最
终处理包括有机可焊性保护膜（OSP），化学镍金（ENIG），化学
银（IMAG）以及化学锡（IMSN）。试验的 II 部分使用 OSP 及 IMSN。
试验设计
润湿性及扩展性——焊膏的扩展性可以用两种方法测试。第一种是在
金属裸板上印刷一个已知面积的圆形焊料点 (胶点)，然后对样件进行