錫膏印刷不良怎麼排查?照印出來的樣子,倒推該換哪一個耗材
SPI 報 NG,多數人的第一個動作是回頭調參數。但參數調得動的只是其中一部分——印刷缺陷的形狀,其實會告訴您是哪一個耗材已經到壽命了。刮刀、擋錫片、夾邊壓片、擦拭膠條各自對應不同的不良樣態,認得出來就不必靠試誤。這篇從看得見的現象往回推。
一、先看缺陷的形狀,決定查哪一個耗材
| 印出來的樣子 | 第一嫌疑 |
|---|---|
| 少錫、焊墊填不滿(SPI 報錫量不足) | 鋼網孔堵塞;其次是刮刀角度與壓力 |
| 錫量忽多忽少,鋼網面被污染 | 擋錫片磨損或密封不良,錫膏從刮刀兩端側漏 |
| 整片偏位、空焊 | 軌道夾邊壓片磨損或鬆脫,行程中 PCB 位移 |
| 鋼網底面沾錫、橋接 | 擦拭膠條磨損或硬化,殘錫擦不乾淨 |
| 形狀塌陷、錫量不穩定但耗材都正常 | 錫膏沒回溫,分層與黏度不穩 |
二、少錫:先把孔通了,再談參數
焊墊填不滿最常見的物理原因就是網孔被乾固錫膏堵住。這種情況調刮刀壓力沒有用,孔徑本身已經變小了。
線上處理的工具是SMT 通針:針徑 0.15 至 1.0 mm 全系列,可對應網孔尺寸單點貫穿把堵塞物推出去。相較於整片網板下架清洗要停機 30–60 分鐘,通針可以在線上即時操作,對 QFN 0.4–0.5 mm pitch、BGA 0.4 mm pitch 與 0201/01005 這類細間距孔特別實用。適用網板厚度 0.08–0.15 mm。
⚠️ 針徑要對應網孔,不能拿粗針硬通——那是把堵塞問題換成孔徑變形問題。
三、錫量忽多忽少:擋錫片在側漏
擋錫片(end dam)安裝在刮刀兩端,作用是防止錫膏在刮板行程中從側邊溢出。它一旦磨損或密封不良,會造成錫量不一、鋼網污染,直接影響後續印刷良率。
這個件常被當成「還能用」而拖著不換,因為它不會突然壞,是慢慢漏。實務上如果發現板邊的錫量與板中央差很多、或鋼網面老是要多擦幾次,先看擋錫片。鋁座彈性擋片的橡膠端可以單獨更換,換型頻繁的產線用這種比較划算。
四、偏位與空焊:夾邊壓片鬆了
軌道夾邊壓片負責在印刷過程中固定 PCB 邊緣。壓片磨損或鬆脫,會造成刮板行程中 PCB 位移,直接導致印刷偏位、空焊等缺陷。
判斷方法很直接:如果偏移是整片一致的方向,而不是個別焊墊的問題,那多半不是鋼網對位,而是板子在被刮的當下動了。另外提醒,同品牌不同世代的夾邊底座常常不通用(例如 DEK 的老款與新款底座規格就不同),補料前要確認機台世代。
五、底面沾錫與橋接:擦拭膠條該換了
擦拭膠條是鋼網自動擦拭機構的核心耗材。磨損或硬化之後會導致殘錫擦拭不淨、底面污染,進而引發橋接或空焊。
選型上有三種材質路線:鋁座膠條的橡膠段可單獨更換、維護成本低;白賽鋼(複合不鏽鋼一體式)耐溶劑強度高,適合高頻率擦拭;MPM 的真空膠條則整合真空通道,配合機台濕式擦拭使用。長度規格通常以「總長-膠條有效長度」表示,同一機型常有多種總長,錯選就裝不上。
六、刮刀:角度、長度與該換的時機
膠刮刀與彈性刮刀片的三個實務重點:
- 角度:45° 角施力更垂直、錫膏推力大,適合 BGA 與細間距元件填充;60° 角施力較斜,鋼網磨損較低。斜口膠刮刀把刀尖磨成斜面,接觸鋼網時形成楔形力,對開口率小的精細孔隙填充較均勻。
- 長度:一般取 PCB 寬度加 20~40 mm。太短則兩側邊緣印刷品質差,太長可能碰撞軌道或固定夾具。
- 更換時機:建議每 10 萬塊 PCB 或每 3 個月檢查一次,刀刃出現磨損缺口(刀口崩)或硬化即需更換。
另外,帶孔刮刀片(perforated blade)的設計是讓刮刀在行程中釋放壓力、減少鋼網扭曲,適合大面積精密印刷。
上面的「每 10 萬塊檢查一次」是點檢週期,不是壽命;刮刀本體真正該不該換,看的是刃口狀態與 SPI 數據。三個磨損信號、換片或整組換的判斷,見SMT 刮刀什麼時候該換?三個磨損信號與判定順序。
七、耗材都正常,那就看錫膏本身
如果上面四個耗材都剛換過、缺陷還在,回頭看錫膏的狀態。錫膏從冷藏取出後若直接使用,分層與黏度不穩是最常見的品質問題,進而導致印刷偏移、焊點不足、良率下降。這一段靠的是回溫流程與紀錄,設備面的做法見智能錫膏回溫機。
八、把清潔本身做對,前面幾項才有意義
耗材換得再勤,清潔製程不對一樣會回到原點。清潔劑分類、製程參數與設備選型見《SMT 鋼網清潔指南》。印刷之後的下一站——貼裝端的拋料與吸取不良——排查順序見《吸嘴吸取不良、拋料怎麼辦?》。
九、開口堵塞還是底面殘膠:看缺陷位置固不固定
第一節的表是從缺陷的形狀倒推耗材;嫌疑落到鋼網本身時,還要再分一次——是開口堵塞,還是底面沾了殘膠。最快的判準是缺陷位置固不固定:連續取十片板,把缺陷位置標在同一張板圖上,集中在固定的幾個焊墊就查開口(堵塞或開口設計),位置散佈、沿鋼網移動方向呈拖曳狀就查底面殘膠。光是分清楚這兩類,就能省下大量在錯誤方向上調刮刀壓力與速度的時間。
| 鋼網上的狀況 | 造成的缺陷 | 特徵與判別 |
|---|---|---|
| 開口被殘膠堵塞 | 錫量不足、空焊 | 缺陷出現在固定的位置,而且連續多片板同一個點。優先懷疑該開口堵塞,不是懷疑刮刀或錫膏 |
| 開口部分堵塞 | 錫量不足(程度較輕) | 同樣位置固定,但表現為轉移率下降而非完全沒印。要靠量測發現,目視容易漏掉 |
| 鋼網底面沾附殘膠 | 過量印刷、糊邊、連錫(橋接) | 缺陷沿著鋼網移動的方向出現、位置不固定,常呈拖曳狀 |
| 底面殘膠嚴重累積 | 連錫(相鄰焊墊相連) | 細間距區域最先出現。若只在細間距元件周邊發生、粗間距正常,優先查底面清潔而不是開口設計 |
| 鋼網與板面貼合不良 | 溢膏、印刷量偏多 | 整片或整區偏多。底面殘膠會墊高鋼網、破壞貼合,這是清潔度影響貼合的間接路徑 |
細間距與粗間距的差別也能縮小範圍:只有細間距出問題,通常是底面殘膠(細間距的焊墊間距小,一點殘膠就足以連起來)或開口面積比不足(細間距開口小,面積比容易低於建議值);兩者都出問題,較可能是刮刀壓力、錫膏狀態或貼合問題。
十、清潔做對了沒有:轉移率、頻率與擦拭紙
清潔到底有沒有效,要用數據確認而不是看外觀:清潔前後各量一次轉移率。若轉移率沒有回到設計值,問題就不在清潔,應該回頭檢討開口的面積比(IPC-7525 建議最小值 0.66)與鋼網厚度。
⚠️ 清潔能讓轉移率回到設計值,但救不了設計本身就不足的開口——這種情況再加強清潔也不會改善。
另外兩個常被忽略的變因:
- 清潔頻率依產量,不依日曆:殘膠累積速度與通過鋼網的錫膏量相關,不是與經過的時間相關。建議記錄每個清潔週期之間的累計板數與每片錫膏用量,換算出屬於您自己產線的門檻。用固定天數排程、旺季沿用淡季的清潔頻率,就會出現「同一套參數以前沒事、現在有事」。
- 擦拭紙本身變成污染源:布邊沒有雷射封邊的擦拭紙會持續掉纖維屑;以化學黏著劑成布的不織布,沾溶劑使用時黏著劑會被萃取出來、轉移到鋼網底面。這兩種都是愈擦愈髒。選用時要確認四邊都封邊,且製法為水刺法(無黏著劑)。
十一、判定與統計:標準與用詞先對齊
| 標準 | 管什麼 |
|---|---|
| IPC-7527《Requirements for Solder Paste Printing》 | 錫膏印刷後沉積的外觀允收準則,含 Class 1/2/3 分級、缺陷定義與圖例,以及疑難排解指引。印刷缺陷的判定依據應該引用這一份 |
| IPC-7525《Stencil Design Guidelines》 | 鋼網開口設計準則,含面積比規範。若清潔之後轉移率仍不足,該檢討的是這一份 |
| IPC-7526《Stencil and Misprinted Board Cleaning Handbook》 | 鋼網與誤印板的清潔方法與效果驗證 |
| IPC-A-610 | 組裝後成品的允收準則,對應的是回焊之後的焊點,不是印刷後的錫膏沉積 |
用 IPC-A-610 去判定印刷缺陷,或用 IPC-7527 去判定焊點,在技術稽核時都會被指出來。
做缺陷統計時,用詞也要先對齊:連錫、錫橋、橋接、焊橋講的是同一件事(bridging)。現場文件若把它們並列成兩項分開計數,會讓同一個問題被拆成兩個較小的數字,反而看不出嚴重程度。另外,「虛焊」在部分現場也用來指冷焊(cold joint),語意不同,討論時要先確認。
常見問題
SPI 報少錫,第一個該檢查什麼?
先確認是不是網孔堵塞。用對應針徑的通針線上清孔,比整片下架清洗快得多;孔通了還是少錫,再回頭看刮刀角度與壓力。
刮刀多久換一次?
建議每 10 萬塊 PCB 或每 3 個月檢查一次,刀口出現崩缺或硬化就換,不必等到印不出來。
印刷偏位一定是鋼網對位問題嗎?
不一定。如果整片朝同一方向偏,先查軌道夾邊壓片是否磨損或鬆脫——板子在刮板行程中位移,看起來就像對位不準。
擋錫片和擦拭膠條可以拖著不換嗎?
不建議。這兩個件都是漸進劣化:擋錫片側漏造成錫量不一與鋼網污染,擦拭膠條硬化造成底面殘錫與橋接,兩者都會在良率上慢慢反映出來,卻不會觸發警報。
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