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如何將錫膏印刷於電路板(solder paste printing)與影響錫膏印刷品質的因素
將錫膏(solder paste)印刷於電路板再經過回焊爐(reflow oven)將電子零件焊接於電路板上，是現今電子組裝製造業最普遍的製程工法。
錫膏的印刷其實有點像是在牆壁上油漆一般，所不同的，為了要更精確的將錫膏重複塗抹於電路板的一定位置與控制其錫膏量多寡，所以必須要使用一片所謂的「鋼板(stencil)」來控制錫膏的印刷量與位置。
錫膏一旦印刷位置偏移太多就無法起到零件焊接的目的，還可能會出現一些意想不到的品質問題，比如說錫膏量印多了可能造成焊錫短路(short)、印少了則可能造成空焊(non-wetting)等缺失。
| ▼錫膏印刷前。電路板上只有鍍金層。 | ▼錫膏印刷後，這裡的錫膏被設計成「田」字型，來避免錫膏融錫後太過於集中於中心。 |
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「錫膏」的成份主要由助焊劑(flux)與錫粉(powder)兩大部分完全混合後所組成，它的名字之所以有個「膏」字，是因為它的型態就跟我們每天拿來刷牙的牙膏類似，都是稍帶黏稠的膏狀，可以用來印刷並黏附於電路板上，於室溫下也不至於有太大的形變，「膏」狀還可以用來黏住那些放置於電路板表面的電子零件，讓這些零件既使在SMT線上流動/傳送時有些微的振動下也不至於位移或掉落，而其最大的作用當然是在流經高溫回焊爐(reflow oven)後熔融成為液體，並再重新凝固時將電子零件焊接並固定於電路板的特定位置上，達到電子訊號連通的目的。
想了解更多關於錫膏的知識可以參考【介紹並認識【錫膏(solder paste)】的基本知識(含助焊劑)】一文。
錫膏印刷作業有三種類型：
錫膏印刷有分成全自動、半自動、手動三種類型。
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全自動錫膏印刷機（Automatic solder paste screen printer）
一般大量生產的SMT線一定是全自動印錫膏產線，只要設定好錫膏印刷機的相關參數後，機器就可以自動進板(loading)、鋼板自動對位、印刷錫膏(screen printing)、出板(unloading)，經過輸送帶自動傳送到下一個置件(pick & placement)的工站。 -
半自動錫膏印刷機（Semi-auto solder paste screen printer）
錫膏半自動印刷製程則大多出現在產品試產階段，或是少量多樣的產品線，它通常是離線作業不佔用整條SMT自動生產的資源，其進、退板及鋼板對位也通常是手動操作，只有錫膏印刷自動操作，操作這類設備必須要是老師傅，否則容易產出不良板，選擇這類製程通常是不想佔據一整條SMT的自動生產線，而且半自動錫膏印刷機也相對便宜。 -
手動印刷機（Manual solder paste screen printer）
這個通常出現在低價產品與勞力成本地的地區，或是一些業餘的Maker身上，其作業方式相對簡單與原始，全部手動操作，只需要鋼板、刮刀與錫膏就可以完成作業，對於電路板上有細小零件腳間距者非常不建議採用此製程，除非你的操作技術真的非常好。
影響錫膏印刷品質的因素與注意事項：
錫膏印刷是電路板焊錫好壞的基礎，其中錫膏的位置與錫量更是關鍵，經常見到錫膏印刷得不好，造成焊錫的短路(solder short)與空焊(solder empty)等問題出現。不過真的要把錫膏印刷好，還得考慮下列的因素：
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刮刀種類(Squeegee)：錫膏印刷應該根據不同的錫膏或是紅膠的特性來選擇適當的刮刀，目前運用於錫膏印刷的刮刀都是使用不鏽鋼製成。
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刮刀角度：刮刀刮錫膏的角度，一般在45～60°之間。
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刮刀壓力：刮刀的壓力會影響錫膏的量(volume)。原則上在其他條件不變的情況下，刮刀的壓力越大，則錫膏的量會越少。因為壓力大，等於把鋼板與電路板之間的空隙壓縮了。
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刮刀速度：刮刀的速度也會直接影響到錫膏印刷的形狀與錫膏量，更會直接影響到銲錫印刷的品質。一般刮刀的速度會被設定在20～80mm/s之間，原則上刮刀的速度必須配合錫膏的黏度，流動性越好的錫膏其刮刀速度應該要越快，否則會容易滲流。一般的情況下，刮刀的速度越快，其錫膏量會越少。
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鋼板的脫模速度：脫模速度如果太快，容易造成錫膏拉絲或拉尖的現象，可能會影響到置件的效果。
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是否使用真空座(vacuum block)？真空座可以幫助電路板順利平貼在固定位置，加強讓鋼板與電路板的密合度。有時候只有一次性少量生產的產品可以使用萬用頂針/頂塊來代替真空塊。
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電路板是否變形(warpage)？ 變形的電路板會讓錫膏印出來不均勻，大多數的情況下都會造成短路。
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鋼板開孔(stencil aperture)。鋼板的開孔直接影響錫膏印刷的品質，這個需要專章講解。
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鋼板清潔。鋼板的乾淨與否直接關係到錫膏印刷的品質，特別是鋼板與PCB接觸面，以避免鋼板底下出現殘餘錫膏污染到PCB上不該有錫膏的位置。一般SMT製造廠會規定生產幾片板子之後就要使用無塵擦拭紙來清潔鋼板底部，有些甚至在印刷機上設計自動擦拭功能，也會規定每隔多少時間就要將鋼板取下用溶劑及超音波震盪來清洗，目的是為了清除鋼板開孔中殘留的錫膏，特別是細間距的零件，以確保錫膏印刷不被阻塞。
延伸閱讀：
工廠轉廠技術移轉清單
如何評鑑一家SMT代工廠
電子製造工廠如何產出一片電路板
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訪客留言內容（Comments）
樓主你好，
我們SMT-薄基板製程現在遇到一個問題：錫渣（錫珠）殘留在DIE區下方
鋼板厚度0.07MM / 基板厚度0.35MM / 全自動印刷機速度70 / 刮刀壓力0.6KG / 印一次清潔一次 / TYPE-4水洗錫膏
目前最大的困擾，錫珠殘留不知道在哪環節地方產生…
目前的想法是，會不會是清潔真空力道過大，所以導致清潔時，鋼板管壁內的錫珠被吸到鋼板背面，所以下一片基板進來印刷時，錫珠就會黏在上面了。
有嘗試過將清潔真空力道減少，但又會造成FLUX沒辦法清潔乾淨，而導致印刷橋接。
问题追加：
关键是如何定位，每次更换PCB板都要与印刷钢网对位，如今考虑用弹性PIN针定位PCB板的孔，可孔位要有调节功能，不知如何设计？另外，请问一般钢网所能承受多大阻力的弹性PIN针呢？因为考虑到钢网很薄！非常感谢您的帮助！
~”~ … 我剛應徵到 錫膏印刷作業員 用的是 https://cbu01.alicdn.com/img/ibank/2013/022/142/910241220_898673249.310×310.jpg … 像這網路圖片的半自動錫膏印刷機 我比較麻腦的是一開始校對鋼板跟電路板位置 有時會被唸 金手指走位了 有時又說超出綠線了 有 IC 位置偏了 … 到底 … 標準是 印刷後 除了不要碰到白線 黑線 … 怎樣才算置中咧
大大您好，想請教您關於SMT印錫階段的問題
condition:全自動上錫,基板厚:0.54mm, stencil厚0.08mm,solder paste:type-5,vacuum block layout:6*6,印錫壓力與刮刀數度皆降至最低規
issue:在印錫時發現基板center區無法與stencil緊密貼合，懷疑在process中有warpage 的現象，導至錫膏有溢流造成bridge，而嘗試將機台頂板的壓力加大，讓vacuum block與stencil間的間距縮小都無法解決此一現象，甚至有發生鋼板大量殘錫的現象。
–>想請教大大此一狀況可能的原因及解決的方向，感謝
Please, for stencil acceptance spec, which is he the minimum and maximum height for 3 mils, 4 mils and 5 mils stencils?
Dear Sir, thank you for your answer. I think I did not explain better. Let´s try again.
I have 1 stencil with 4mils thickness and I´d like do test if it is good or not regarding solder paste transfer so, I must print 1 PCB and measure the solder paste height and volume. Special related with height, for example:
4 mils stencil must measure 3,5 mils to 4,5 mils . I just to know the spec (minimum and maximum variation)
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大大您好,想請教一下廠商有回覆[吃錫不足]的異常單.他的回覆是”機台軌道未設定好，導致PCB形成拱狀，錫膏印刷時形成錫量不足”小弟想請問SMT線不都是滾輪帶輸送照理說應不會導致PCB形成拱狀,應該跟錫膏量或是鋼板厚度有關吧?
小弟並非SQE只是想朝此方向邁進,所以問的問題會比較呆滯,請見諒.