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錫膏印刷機支撐塊怎麼選?DEK/MPM 4 種板況對照

錫膏印刷機支撐塊怎麼選?DEK/MPM 4 種板況對照

不一定要加真空塊,但錫膏印刷時,PCB 底下一定要有「撐得住、又不會頂到背面零件」的支撐。 單面板、雙面板印第一面,背面平整,用平的支撐塊或擺好的頂針就夠;雙面板印第二面、薄板、軟板或翹曲板,背面有零件或板子不平,就要改用依背面零件挖空的專用治具,必要時再加真空。品牌不是判斷依據,判斷依據是:印完之後,錫膏有沒有被擠進鋼網底下、每一片的錫量穩不穩。

支撐到位 PCB(正面) 軌道 工作台 刮刀 錫膏 鋼網 夾邊壓片 貼合(密封) 硬支撐塊/頂針 軟頂針 真空治具 (背面零件處挖空) 背面零件(第二面時已焊好) 支撐不足或擺錯 PCB(正面) 軌道 工作台 刮刀 錫膏 鋼網 夾邊壓片 間隙 頂到背面零件 錫膏滲到鋼網底下 間隙 示意圖,非比例
圖 1 錫膏印刷機工作台橫切示意:支撐到位與支撐不足

表 1|板況對應的支撐方式

板況建議的支撐方式原因資料來源
單面板,或雙面板印第一面(背面沒有零件)平的支撐塊、磁性支撐塊,或手動擺放的頂針,背面可整面撐住製造商技術文章把平板、磁性塊列為這種板況的理想做法;DEK 的 Support Bars 定位為只印單面 PCB 的快速通用支撐〔1〕〔2〕
雙面板印第二面(第一面零件已焊好、朝下)依背面零件挖空的專用治具,或可依零件高低調整後鎖定的支撐;一般頂針只能擺在零件空位背面零件限制頂針位置;DEK 的應用主管指出,這些頂針常是雙面板缺陷的根因〔1〕〔3〕〔9〕
翹曲板(板彎、板翹)先壓平再固定:上方壓板或側夾,搭配底部真空或專用治具;順應式支撐遇嚴重翹曲效果有限板子沒貼緊鋼網就沒有密封,會填充不良、脫模不均,甚至橋接〔3〕〔4〕〔5〕
薄板、軟板專用治具加真空;太小、太軟或異形的板另可用載板DEK 的資料指出薄、軟、易翹曲的基板用真空固定;載板內的板子仍可能略為移動〔2〕〔4〕〔10〕

表 2|四種支撐方式比較

支撐方式怎麼撐適合要注意嘉鴻商品
真空塊/真空治具治具面貼住板底,抽真空把板子吸平〔4〕〔10〕薄板、軟板、易翹曲的板〔4〕〔10〕真空太強,薄板會被吸進凹槽,有案例造成大開孔缺錫〔6〕;每個產品要有對應治具〔2〕商品頁目前未見,可洽詢
硬支撐塊/頂針磁性固定在工作台,手動擺在板底〔1〕〔3〕單面板、雙面板第一面〔1〕〔2〕少一支或擺錯,錫量離散度變大,也可能頂到背面零件〔1〕〔3〕;擺位靠操作人員〔3〕DEK 頂塊、DEK Tooling Pin
軟頂針針頭為軟質橡膠,支撐板底而不留印痕(嘉鴻商品頁說明);順應式系統的頂針也有軟質頂蓋〔1〕〔2〕背面不想被刮傷、壓出印痕的板(嘉鴻商品頁說明)查無「軟頂針在什麼條件下就夠」的公開數據,需試印驗證;針高要符合工作台(87896 頁面說明)軟頂針+磁性底座(DEK 用,87896)、軟頂針組(56933)
專用治具依產品做一塊支撐板,背面零件處挖空,其餘貼住板底〔3〕〔10〕雙面板第二面、背面零件密集、長期量產的固定產品〔1〕〔9〕要設計、等交期、不易修改,每條線一份,還要管版本〔1〕〔3〕無此類商品頁,可洽詢

為什麼印刷時,PCB 底下一定要有支撐

刮刀往下壓、往前推,板子承受向下的力。板子越薄、越大,底下懸空的地方越多,越容易被壓彎〔1〕。

板子一彎,PCB 焊墊和鋼網開孔之間的密封就破了,錫膏會滲進鋼網底下,形成橋接,回焊後變成短路〔1〕〔3〕〔5〕。

支撐本身也會出問題。少一支或擺錯位置,板子剛性改變,錫量離散度變大;有資料提到,這種變化印完後不一定看得出來,回焊後才出現缺陷〔3〕。頂針頂到背面零件,會直接傷到零件,也會讓板子和鋼網不平行〔1〕〔3〕。所以選支撐只有一個原則:撐得住,而且只撐在該撐的地方。

先看板況,再決定要不要真空

雙面板第二面

這是最容易出事的板況。第一面的零件現在朝下,頂針只能找空位擺;空位不夠,就有撐不到的區域。製造商資料的做法是專用治具(背面零件處挖空),或可依零件高低調整後鎖定的支撐〔1〕〔9〕。

頂針也不是不能用。有一份資料以一款雙面 4 拼板試驗,76 支頂針和專用支撐板的錫膏體積、高度、面積與偏移量沒有顯著差異,但那只是一種板型的結果〔3〕;另一份應用筆記卻把凹槽式真空治具列為最佳、磁性頂針列為最不理想但有時不得不用〔4〕。兩份結論不一致,沒有放諸四海皆準的排序,要用您自己的試印數據說話。

翹曲板

先量再決定。一份製造商專欄的經驗法則:100 mm 見方的板子,只要有一處能把 1 mm 的墊片塞到板下,就需要強力的上壓夾持,只靠側夾可能壓不住〔5〕。這是單一來源的經驗值,請當初步篩選,不要當規格。嚴重翹曲時,鎖定後的順應式支撐也很難矯正〔3〕,選項是先壓平,再用真空或專用治具固定〔4〕〔5〕。

薄板與軟板

製造商資料把薄、軟、易翹曲的基板歸在「專用治具加真空」〔10〕;太小或形狀特殊的用載板,但板子在載板內仍可能略為移動〔2〕〔4〕。真空也不是越強越好:有個約 0.4 mm 厚薄板的案例,真空把板子吸進治具凹槽,大開孔的前緣缺錫;降低真空流量、其他參數不動就印好了〔6〕。這是單一案例,但提醒您:換了真空治具,流量也要調。

DEK 與 MPM 各自怎麼稱呼、怎麼做

查到的製造商公開資料,都沒有把真空寫成「所有板子必須用」,而是放在薄板、軟板、易翹曲板的選項裡。兩個品牌依同樣四欄整理如下。

DEK

  • 標準支撐: Tooling Pin,隨機附的頂針,手動擺放〔3〕〔6〕;Support Bars,只印單面板時的快速通用支撐,由人工放在兩條軌道之間〔2〕。
  • 順應式支撐: Grid-Lok,氣動頂針自動貼合板底後鎖住〔2〕。
  • 專用治具與真空: Custom Dedicated Tooling,薄、軟、易翹曲的板另加真空固定〔10〕。
  • 夾持: 夾邊壓片或上壓夾具固定板緣;上壓夾具遇到薄板、板緣有細間距零件時,可能讓板子貼不緊鋼網〔7〕。

MPM

  • 標準支撐: 磁性固定、手動擺放的頂針;製造商的技術文章說明它有彈性,但擺位必須正確〔1〕。
  • 順應式支撐: Gel-Flex,聚氨酯凝膠封在薄膜內,裝在磁性底座上,對背面零件較溫和〔11〕。
  • 專用治具與真空: 沒有查到 MPM 專屬品名的公開製造商資料;真空治具在業界資料中以通稱 vacuum tooling 出現〔4〕。
  • 夾持: EdgeLoc II 側夾(Edison 機型),不用上壓夾具,先把板緣壓平,再從側面夾住〔8〕。

支撐擺錯會怎樣:5 個常見症狀

  1. 錫量忽多忽少。 少一支或擺位不同,板子剛性改變〔3〕。
  2. 橋接、鋼網底面沾錫。 板子被壓彎、密封破,錫膏滲進鋼網底下〔1〕〔5〕;鋼網底面的清潔請看〈鋼網清潔做對了嗎?〉。
  3. 板緣附近的開孔錫量偏高或不穩。 上壓夾具或夾邊壓片在板緣留下間隙〔4〕〔7〕〔8〕。
  4. 大開孔前緣缺錫。 薄板被真空吸進治具凹槽〔6〕。
  5. 印刷偏位。 對位後板子又移動,容易出缺陷〔5〕;夾邊壓片磨損鬆脫是常見原因,請看〈錫膏印刷不良怎麼排查?〉。

怎麼擺:5 個做法

  1. 先判斷板況。 有沒有翹曲、背面有沒有零件、多薄,決定走表 1 的哪一列。
  2. 支撐點避開背面零件。 頂針只擺零件空位;空位不夠,就是該改專用治具或可調整支撐的訊號〔1〕〔3〕〔9〕。
  3. 把擺位存成圖。 拍照或畫出位置,換線照圖擺。頂針設定依賴操作人員,又容易不夠數〔3〕,需要訓練與設定規範才能維持重複性〔9〕。
  4. 夾持與支撐一起看。 夾邊壓片磨損鬆脫,板子會位移,造成偏位、空焊。DEK 機型的夾邊壓片,嘉鴻有適配品可供詢價。
  5. 換了支撐,第一片就量。 目視看不出差異時,看 SPI 的體積與高度離散度〔3〕;改用真空治具的話,從小流量開始試。

軟頂針夠不夠用

軟頂針就是針頭為軟質橡膠的支撐針。嘉鴻商品頁說明,它提供均勻的底部支撐,不會在 PCB 背面留下印痕或劃傷。順應式系統的頂針也常配軟質頂蓋,Grid-Lok 備品中就有 ESD 橡膠頂蓋〔1〕〔2〕。

至於「軟頂針在什麼條件下就夠用」,我們查了製造商與雜誌資料,沒有任何一份給出板厚或翹曲量的門檻。能做的是:同樣擺位換上軟頂針,比較首片 SPI 的體積與高度離散度,沒變差就沿用。

兩個提醒:針高要符合工作台(嘉鴻商品頁寫明頂針高度需與機型的支撐平台間距匹配);「SMT 軟頂針組」商品頁說明的用途是貼片作業,要裝在印刷機上,請先洽詢確認尺寸與適用性。

嘉鴻有哪些相關零件

規格與價格取自嘉鴻商品頁,未列出的請洽詢;同一料號依庫存可能有不同供貨型態(含適配款),詢價時請說明需要哪一種。

需要確認適配,請來信附上機型、板厚、板子尺寸與背面零件的照片,由專人協助對料。

參考資料

〔1〕Z 軸 PCB 支撐選項,雜誌專欄,2006。

〔2〕DEK PCB 支撐方案,DEK 產品頁。

〔3〕專用與彈性板底支撐,雜誌專欄,2019。

〔4〕錫膏印刷機製程參數,應用筆記,2017。

〔5〕平整是必要條件,雜誌專欄,2019。

〔6〕印刷機與豌豆,雜誌專欄,2023。

〔7〕治具座內的精準定位,雜誌專欄,2009。

〔8〕EdgeLoc 板緣夾持,MPM 新品發表,2019。

〔9〕雙面 SMT 焊接問答,專家問答,2007。

〔10〕DEK 客製專用治具,DEK 產品頁。

〔11〕MPM Gel-Flex,MPM 新品發表,2003–2004。

本文為一般情況說明,實際做法仍需視您的機型、板材與製程而定;案例與經驗值各只有單一來源,請以試印與量測驗證後再固定做法。

用詞對照:頂針(简体:顶针)、支撐塊(支撑块)、治具(夹具)、鋼網(钢网)、印刷機(印刷机)。

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