?PCB印刷機的印刷精度(核心指 “對位偏差” 和 “漿料涂覆均勻性”)是決定 PCB 焊接質(zhì)量的關鍵,受 “設備硬件精度、工藝參數(shù)設置、材料適配性、環(huán)境條件” 四大類因素影響。任何一個環(huán)節(jié)失控,都可能導致 “焊膏偏移、厚度不均、橋連” 等缺陷(精度偏差超過 0.05mm 即可能引發(fā)后續(xù)焊接不良)。以下是具體影響因素及控制要點:
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一、設備硬件精度:決定精度上限(基礎因素)
設備核心部件的機械精度直接限制印刷精度,是 “先天性” 影響因素,需從選型和維護把控:
1. 定位系統(tǒng)精度(最關鍵,影響對位偏差)
視覺識別系統(tǒng):
攝像頭分辨率不足(如<300 萬像素)會導致基準點(Mark 點)識別模糊,對位偏差增大(從 ±0.01mm 增至 ±0.03mm 以上);
鏡頭畸變(未校準)或光照不均(反光 / 陰影)會使 Mark 點定位錯誤(如將 PCB 邊緣誤判為基準點)。
控制:選 500 萬像素以上工業(yè)相機,每月用校準板校準鏡頭畸變,采用環(huán)形光源(避免陰影)。
工作臺定位精度:
工作臺 X/Y 軸導軌間隙過大(>0.002mm)或絲桿磨損,會導致移動時 “爬行”(非勻速),對位重復精度下降(從 ±0.005mm 降至 ±0.01mm 以上);
θ 軸(旋轉(zhuǎn)微調(diào))傳動間隙過大會導致 PCB 旋轉(zhuǎn)角度偏差(如需要旋轉(zhuǎn) 0.1°,實際只轉(zhuǎn) 0.05°)。
控制:選用滾珠絲桿導軌(間隙≤0.001mm),每運行 1000 小時檢查導軌磨損,及時更換潤滑脂。
2. 刮刀系統(tǒng)穩(wěn)定性(影響漿料厚度均勻性)
刮刀壓力控制精度:
壓力波動過大(如設定 10N,實際波動 ±2N)會導致局部漿料過厚(壓力大處)或過薄(壓力小處)—— 例如 QFP 引腳焊盤,壓力不均會導致部分引腳少錫、部分引腳橋連。
控制:選帶閉環(huán)壓力反饋的刮刀系統(tǒng)(壓力波動≤±0.5N),印刷前用壓力計校準。
刮刀移動平穩(wěn)性:
刮刀移動速度忽快忽慢(如設定 30mm/s,實際波動 ±5mm/s)會導致同一 PCB 上不同區(qū)域的漿料厚度差異(速度快則薄,速度慢則厚),尤其長條形 PCB(如手機主板)兩端厚度偏差可達 20% 以上。
控制:刮刀驅(qū)動電機選伺服電機(速度穩(wěn)定性 ±1mm/s),定期清潔導軌(避免雜質(zhì)卡滯)。
3. 絲網(wǎng)模板(鋼網(wǎng))精度(影響圖形一致性)
鋼網(wǎng)本身精度:
鋼網(wǎng)厚度誤差過大(如設計 0.12mm,實際 0.10-0.14mm)會導致同一批次 PCB 的漿料厚度偏差超過 15%;鏤空圖形與 PCB 焊盤不匹配(如位置偏移 0.03mm)會直接導致印刷圖形偏移。
控制:鋼網(wǎng)厚度誤差≤±0.005mm,鏤空圖形位置偏差≤0.01mm(用二次元測量儀檢測)。
鋼網(wǎng)安裝精度:
鋼網(wǎng)固定不牢(如卡扣松動)會導致印刷時鋼網(wǎng)微移(尤其刮刀刮過邊緣時),圖形出現(xiàn) “拖尾” 偏移(從焊盤中心偏移 0.02mm 以上)。
控制:鋼網(wǎng)安裝后用百分表檢測邊緣跳動(≤0.01mm),每次換鋼網(wǎng)后重新校準。
二、工藝參數(shù)設置:決定實際印刷效果(可調(diào)節(jié)因素)
即使設備精度達標,參數(shù)設置不當也會導致精度下降,核心參數(shù)需按 PCB 特性(焊盤大小、間距)針對性調(diào)整:
1. 刮刀參數(shù)(直接影響漿料厚度)
刮刀壓力:
壓力過小(如<5N/cm2)會導致漿料無法完全漏印(少錫);壓力過大(如>30N/cm2)會使?jié){料過度擠壓(擴散到焊盤外,導致橋連)。
適配原則:細間距焊盤(間距≤0.15mm)用低壓力(5-10N/cm2),大焊盤(≥1mm)用高壓力(15-20N/cm2)。
刮刀速度與角度:
速度過快(>50mm/s)會導致漿料來不及填充鋼網(wǎng)鏤空(少錫);速度過慢(<10mm/s)會導致漿料堆積(厚邊)。
角度過大(>60°)壓力集中(易橋連),角度過小(<45°)接觸面積大(易少錫)。
適配原則:細間距用低速(10-20mm/s)+45° 角;大焊盤用中速(20-40mm/s)+60° 角。
2. 分離參數(shù)(影響圖形完整性)
鋼網(wǎng)與 PCB 的分離速度和方式(同步 / 異步)若不當,會導致 “漿料粘連”(圖形變形):
分離速度過快(>5mm/s)會拉扯漿料(尤其低粘度焊膏),圖形邊緣出現(xiàn) “毛刺”;
分離不同步(鋼網(wǎng)先抬升、PCB 后移動)會導致局部漿料被帶走(少錫)。
控制:細間距焊盤用低速分離(1-3mm/s),采用 “同步分離”(鋼網(wǎng)與 PCB 同速抬升)。
3. 定位參數(shù)(影響對位精度)
基準點選擇:
僅用 1 個基準點無法修正旋轉(zhuǎn)偏差(θ 方向);基準點被污染(油污、氧化)會導致識別失敗(系統(tǒng)默認 “偏移 0”,實際偏差 0.05mm 以上)。
控制:至少選 2 個對角基準點,印刷前清潔基準點(用酒精擦拭)。
對位補償:
未設置 “PCB 漲縮補償”(PCB 受熱 / 受潮會微量漲縮,如 100mm 長度漲 0.05mm)會導致批量印刷逐漸偏移(前 10 片合格,后 100 片偏移 0.03mm)。
控制:對大尺寸 PCB(>300mm),每批次首件檢測后設置 X/Y 方向補償值(如漲 0.05mm 則補償 - 0.05mm)。
三、材料適配性:PCB 與漿料的特性影響(基礎條件)
1. PCB 本身質(zhì)量(被動影響因素)
PCB 平面度:
PCB 翹曲(如 100mm 長度內(nèi)彎曲>0.1mm)會導致局部與鋼網(wǎng)間隙過大(漏印不足)或過小(擠壓變形),同一板上厚度差可達 0.03mm 以上。
控制:PCB 平面度≤0.02mm/100mm(進料檢驗時用平板檢測),翹曲 PCB 用壓板壓平后印刷。
基準點質(zhì)量:
基準點(Mark 點)邊緣毛糙(Ra>1.6μm)或直徑偏差過大(設計 φ1mm,實際 φ0.8mm)會導致視覺識別定位偏差(±0.02mm 以上)。
控制:Mark 點邊緣光滑(Ra≤0.8μm),直徑誤差≤±0.05mm。
2. 漿料特性(焊膏 / 油墨)
焊膏粘度:
粘度太低(<100Pa?s)會導致印刷后漿料流動(橋連);粘度太高(>300Pa?s)會導致漏印不暢(少錫),尤其細間距焊盤(≤0.15mm)更敏感。
控制:焊膏粘度控制在 150-250Pa?s(用粘度計檢測),環(huán)境溫度 25℃±2℃(溫度每升 5℃,粘度下降約 20%)。
焊膏顆粒度:
顆粒過大(如>50μm)無法通過細間距鋼網(wǎng)(鏤空 0.1mm),會堵塞鋼網(wǎng)(局部無漿料)。
控制:細間距印刷用顆粒度≤20μm 的焊膏(匹配鋼網(wǎng)鏤空尺寸的 1/5 以下)。
四、環(huán)境條件:間接影響設備與材料穩(wěn)定性
1. 溫濕度
溫度過高(>30℃)會導致焊膏粘度下降(易流動橋連),PCB 熱脹(尺寸變大,定位偏差);
濕度過低(<30% RH)會產(chǎn)生靜電(吸附灰塵到鋼網(wǎng),堵塞鏤空);濕度過高(>60% RH)會導致焊膏吸潮(印刷后飛濺)。
控制:車間恒溫 23±2℃,恒濕 45±5% RH(安裝溫濕度控制系統(tǒng))。
2. 潔凈度
空氣中灰塵(>0.5μm 顆粒)會附著在鋼網(wǎng)鏤空處(堵塞)或 PCB 焊盤上(導致局部少錫),尤其細間距焊盤(0.1mm)易被 0.05mm 灰塵堵塞。
控制:印刷區(qū)域潔凈度≥Class 1000(每立方英尺≥0.5μm 顆粒≤1000 個),定期用無塵布清潔鋼網(wǎng)(每印刷 50 片 1 次)。