在现代电子制造领域，SMT贴片加工是核心工艺之一，而锡膏印刷作为其首道工序，对整个PCBA加工的质量起着至关重要的作用。锡膏印刷厚度的偏差会直接影响后续的贴片和焊接质量，甚至导致虚焊、短路等缺陷，增加产品不良率和生产成本。在线SPI检测技术的出现为解决这一问题提供了有效的手段。
SPI检测的原理与作用
SPI即锡膏检测，主要通过光学成像、激光扫描或X射线等高精度测量技术，对锡膏印刷后的厚度、面积、体积、形状和位置等参数进行实时检测，并与预设的标准值进行比对分析。当检测到锡膏厚度偏差超出设定的公差范围时，设备会立即发出警报，提示操作人员进行调整，从而有效避免因锡膏印刷质量问题导致的焊接缺陷流入下一道工序。
控制锡膏印刷厚度偏差的方法
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合理设置SPI检测参数：
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确定规格中心值及上下界限：建议以钢网厚度作为锡膏印刷厚度的规格中心值。在实际操作中，可依据SPC统计手法和锡膏印刷机的制程能力来定义厚度的上下界限。一般情况下，若实际锡膏厚度平均中心往上偏移约1.0σ时，上下界限可取+/-4σ；若偏移约1.5σ时，上下界限取+/-4.5σ。这样初始Cpk算出来会在1.0左右。
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考虑实际因素对厚度的影响：由于PCB上的防焊绿漆、丝印白漆会垫高钢网，以及刮刀的压力、速度与角度等因素均会影响锡膏量，导致实际印刷出的锡膏厚度通常比钢网厚度要厚。因此在设置SPI检测参数时，需要充分考虑这些因素，以确保检测结果的准确性和合理性。
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优化印刷工艺参数：
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刮刀参数调整：刮刀压力、速度和角度是影响锡膏印刷质量的关键因素。适当的压力能确保锡膏顺利从钢网开口处挤出并填满焊盘，但压力过大易导致锡膏挤压过度，使印刷厚度偏薄且易产生拉尖；压力过小则锡膏填充不充分，厚度偏厚。速度方面，高速印刷虽能提高效率，但对锡膏的流变性能要求更高，否则易出现印刷不连续或厚度不均匀等问题。一般刮刀压力可设置在4-8N/mm²，速度在20-80mm/s。
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钢网设计与选用：钢网开孔尺寸需根据元件引脚间距、焊盘尺寸进行匹配设计，通常遵循IPC-7525标准，开口宽度与厚度比控制在1.5:1至2:1区间，以确保锡膏释放率达标。同时，可选用激光切割、电铸等高质量的钢网制作工艺，提高钢网的精度和质量，从而稳定锡膏印刷量。
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建立闭环反馈系统：通过SPI检测设备与印刷机的联动，形成闭环反馈控制。当SPI检测到锡膏印刷厚度偏差时，实时将数据反馈给印刷机，印刷机根据反馈信息自动调整刮刀压力、速度、角度以及印刷间隙等参数，实现对印刷过程的自动优化和精确控制，使锡膏印刷厚度逐渐趋近于设定的目标值，减少人工干预，提高生产效率和质量稳定性。
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运用SPC等统计分析方法：收集和分析SPI检测数据，绘制控制图等，实时监控锡膏印刷厚度的波动情况。通过对数据的统计分析，及时发现印刷过程中的异常波动和潜在问题，如设备的漂移、钢网的老化等，并采取相应的纠正措施，如重新校准印刷机、更换钢网等，以确保印刷过程的稳定性和锡膏印刷厚度的一致性。
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加强生产环境管理：环境温湿度对锡膏的性能有显著影响，进而影响印刷质量。应将生产环境的温湿度控制在适宜的范围内，一般温度保持在23±3℃，湿度在40-60%RH，以防止锡膏黏度波动引发印刷塌陷或缺失等问题，从而有助于稳定锡膏印刷厚度。
在线SPI检测的优势
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提高生产效率：在线SPI检测能够在生产过程中实时快速地检测锡膏印刷质量，及时发现并纠正厚度偏差等问题，减少了因印刷不良导致的返工和报废，缩短了生产周期，提高了整体生产效率。
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提升产品质量：有效避免了因锡膏印刷厚度偏差引起的虚焊、桥连等焊接缺陷，提高了焊点的质量和可靠性，从而提升了PCBA加工的整体良品率，增强了产品的市场竞争力。
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降低生产成本：通过减少不良品的产生和返工次数，降低了原材料的浪费和生产过程中的各项成本，同时也有助于提高生产设备的利用率和使用寿命，为企业带来经济效益。
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实现质量追溯：SPI检测设备可以记录和保存每一次检测的数据和图像信息，这些数据可作为质量追溯的依据，便于在出现质量问题时进行原因分析和责任追溯，同时也为工艺改进和质量提升提供了数据支持。
总之，在SMT贴片加工中，通过合理运用在线SPI检测技术，并结合优化印刷工艺参数、建立闭环反馈系统、运用统计分析方法以及加强生产环境管理等措施，能够有效地控制锡膏印刷的厚度偏差，提高PCBA加工的质量和生产效率，为企业创造更大的价值。
因设备、物料、生产工艺等不同因素，内容仅供参考。了解更多smt贴片加工知识，欢迎访问深圳PCBA加工厂家-1943科技。
2024-04-26
