常见钢网印刷缺陷故障排除：PCB组装实用指南

如果您是从事 PCB 组装工作的电气工程师，模板印刷缺陷可能是一个主要障碍，会导致焊料桥接、焊料不足或焊膏涂抹等问题。这些问题可能导致代价高昂的返工，甚至导致产品故障。那么，您如何排除和修复这些问题呢？

PCB 组装中的模板印刷简介

模板印刷是 PCB 组装过程中表面贴装技术 （SMT） 的关键步骤。它涉及通过模板将焊膏浇注到 PCB 上，模板是一种薄金属板，具有与元件焊盘相对应的精确切割孔。此过程为正确焊接和元件放置奠定了基础。然而，即使是钢网印刷中的小错误也可能导致影响整个装配过程的缺陷。焊料桥接、焊料不足或模板对齐问题等问题可能导致连接不良、短路或组件故障。

在本博客中，我们将深入探讨如何解决常见的钢网印刷缺陷。我们的目标是为您提供实用知识和解决方案，以识别、修复和预防 PCB 组装工作流程中的这些问题。让我们从了解工程师在模板印刷过程中面临的最常见问题开始。

PCB 组装中常见的模板印刷缺陷

在我们开始故障排除之前，让我们分解一下您可能会遇到的最常见的模板印刷缺陷。每个缺陷都有特定的原因和对最终 PCB 质量的影响。了解这些问题将有助于您更快地诊断问题并应用正确的修复程序。

1. 焊锡桥接

当过多的焊膏连接两个相邻的焊盘时，就会发生焊料桥接，从而在回流后产生意外的电气短路。这种缺陷通常表现为焊盘之间的焊料“桥”，并可能导致电路故障。

原因：

• 过大的模板孔径沉积过多的焊膏（例如，孔径比焊盘尺寸大 10-20%）。

• 模板未对齐导致焊膏扩散到焊盘边界之外。

• 印刷过程中刮刀压力过大，迫使浆料位于模板下方。

冲击：焊料桥接会导致短路，从而导致设备功能故障。对于具有细间距元件（例如 0.4mm 间距）的高密度电路板，这种缺陷尤其成问题。

2. 焊料不足

当焊盘上沉积的焊膏太少时，就会发生焊料不足，导致回流焊后焊点变弱或不完整。这种缺陷通常会导致机械和电气连接不良。

原因：

• 钢网孔尺寸过小或堵塞，限制了色浆的流动（例如，孔色浆或碎屑堵塞）。

• 刮刀压力低，无法将足够的浆料推入模板。

• 磨损或损坏的模板，孔径壁不平整。

冲击：薄弱的焊点在热应力或机械应力下可能会失效，导致间歇性连接或元件完全脱落。

3. 锡膏涂抹

焊膏涂抹是指焊膏意外扩散到焊盘区域之外，通常会产生凌乱的沉积物，从而导致桥接或不均匀的接头。

原因：

• 钢网与 PCB 接触不良，导致浆料渗入钢网下方。

• 刮刀速度过快（例如，某些设置超过 50 毫米/秒），导致浆料在模板上拖动。

• 模板清洁不充分，留下与新鲜浆料混合的残留物。

冲击：污迹会增加短路和焊料量不一致的风险，从而影响组件的可靠性。

4. 模板对齐问题

当模板孔径与 PCB 焊盘未完全对齐时，就会出现模板对齐问题，从而导致焊膏沉积物错位。

原因：

• 设置过程中基准标记检测不准确，导致错位低至 0.1 毫米。

• 由于长时间使用或处理不当而导致的模板翘曲或拉伸。

• PCB 尺寸变化或打印机夹紧不良。

冲击：焊膏错位会导致焊盘上的焊膏不足或焊膏在意外区域上，从而导致焊接缺陷和返工。

钢网印刷缺陷疑难解答：分步解决方案

现在我们已经确定了常见的模板印刷缺陷，让我们探索每个问题的实际故障排除步骤。这些解决方案旨在帮助像您这样的电气工程师快速解决问题，并防止它们在未来的 PCB 装配运行中再次出现。

焊料桥接故障排除

第 1 步：检查模板设计

检查模板孔径是否过大。对于细间距元件，确保孔径尺寸比焊盘尺寸减小 10-15%，以控制焊膏体积。使用模板设计工具或咨询您的模板制造商，了解精确的孔径尺寸。

第 2 步：调整刮刀压力

过大的刮刀压力会迫使粘贴在模板下方，从而导致桥接。根据您的打印机型号，将压力降低到刮刀刀片长度的 0.2-0.3 kg/cm 范围内，并测试结果。监测一致的浆料沉积，无溢出。

第 3 步：验证模板对齐

使用打印机的视觉系统确认模板与 PCB 的对齐情况。即使是 0.05 毫米的错位也会导致细间距焊盘上的桥接。如有必要，请重新校准基准标记。

预防提示：定期检查模板是否磨损，并在打印 50,000-100,000 次后更换它们，具体取决于用途和材料（例如，不锈钢模板的使用寿命比镍长）。

焊料不足的故障排除

第 1 步：检查孔是否堵塞

使用放大镜或自动光学检查 （AOI） 检查模板是否堵塞。用异丙醇和软刷清洁堵塞的孔，或使用超声波清洗机清除顽固残留物。对于细间距孔径（例如 0.3 毫米），请考虑使用带有激光切割开口的模板，以获得更光滑的墙壁。

第 2 步：优化刮刀压力和角度

稍微增加刮刀压力（例如，至 0.3-0.4 kg/cm）以确保浆料充分转移。此外，将刮刀角度调整到 45-60 度，以更好地滚动和沉积浆料。

第 3 步：评估焊膏状况

旧的或干涸的焊膏可能无法正常流动。检查糊剂的有效期和储存条件（通常为 4-10°C）。如果粘度超过制造商规格（例如，3 型糊状物为 600-1200 kcps），请使用新糊状物。

预防提示：实施定期的钢网清洁计划（例如，每 5-10 次打印后），以避免色浆在孔中堆积。

焊膏涂抹故障排除

第 1 步：确保模板与 PCB 的正确接触

验证 PCB 是否牢固夹紧并平放在模板上。任何间隙（即使是 0.1 毫米）都可能导致污迹。将打印机的折断距离调整为 0 毫米，或使用轻微的负折断以获得更好的接触。

第 2 步：降低刮刀速度

将刮刀速度降低到 20-40 毫米/秒，以最大限度地减少浆料拖动。测试不同的速度，以找到适合您的色浆类型和模板厚度（例如，100-150μm）的最佳设置。

第 3 步：定期清洁模板

污迹通常是由于模板底面残留的浆料造成的。每 5-10 次打印后，用无绒布和溶剂擦拭模板，或使用自动钢网底部清洁系统进行大批量生产。

预防提示：将模板存放在干净、无尘的环境中，以避免可能导致污迹的污染。

模板对齐问题疑难解答

第 1 步：重新校准打印机视觉系统

使用打印机的软件重新校准基准标记检测。确保相机系统准确识别 PCB 和模板上的标记。0.025 毫米的错位会导致细间距焊盘上出现明显的焊膏偏移。

第 2 步：检查模板是否有翘曲

将钢网平放在表面上或使用张力计（不锈钢钢网的目标张力：35-40 N/cm），检查钢网是否翘曲或拉伸。立即替换翘曲的模板。

第 3 步：验证 PCB 尺寸

使用卡尺或坐标测量机 （CMM） 测量 PCB 的尺寸精度。与设计文件相比，超过 ±0.1mm 的变化可能会导致对齐问题。与您的 PCB 供应商合作，确保严格的公差。

预防提示：使用带有蚀刻基准标记的模板以提高对齐精度，并妥善存放以避免物理变形。

防止模板印刷缺陷的最佳实践

虽然故障排除是必不可少的，但首先防止钢网印刷缺陷可以节省时间并降低返工成本。以下是保持无缺陷 PCB 组装过程的一些最佳实践：

• 定期维护：为您的钢网打印机安排日常维护，包括更换刮刀（每 3-6 个月）和视觉系统校准（每月）。

• 钢网质量：投资具有光滑孔径壁和精确尺寸的高质量激光切割模板。对于细间距组件，请选择厚度为 80-100μm 的模板。

• 焊膏处理：将焊膏储存在推荐温度 （4-10°C） 下，并在使用前使其达到室温 （20-25°C） 4-6 小时，以避免冷凝和粘度问题。

• 过程监控：使用自动光学检测 （AOI） 或焊膏检测 （SPI） 系统在印刷后立即检测缺陷。现代 SPI 机器可以以 ±5% 的精度测量浆料体积。

• 训练：确保作员接受正确的打印机设置、钢网处理和清洁程序的培训，以最大限度地减少人为错误。

掌握 PCB 组装故障排除

钢网印刷缺陷，如焊料桥接、焊料不足、焊膏污迹和钢网对齐问题，可能会破坏您的 PCB 组装过程，但它们并非不可克服。通过了解根本原因并应用本指南中概述的故障排除步骤，您可以最大限度地减少缺陷并提高组件的可靠性。请记住，通过定期维护、高质量材料和过程监控来专注于预防，以避免问题开始。