芯耀
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一、引言
在电子制造领域，锡膏印刷是表面贴装技术（SMT）中的关键环节，其质量在很大程度上决定了线路板产品的质量。据相关研究表明，在SMT生产中，锡膏印刷环节对约70%的线路板产品质量有着决定性作用。全自动锡膏印刷机的选型至关重要，因为它直接关系到印刷的质量、效率以及成本等多方面因素。
二、印刷工艺参数相关要点
（一）图形对准
图形对准是全自动锡膏印刷机的关键工艺。在这一过程中，印刷机相机对作业台上的基板和钢网的光学定位点（MARK点）进行对中操作，随后对基板与钢网进行X、Y、Θ精细调整，以达成基板焊盘图形和钢网开孔图形的完全重合。精准的图形对准被认为对印刷质量有着深远影响。在高密度集成电路板的印刷情境下，如果图形对准出现偏差，后续焊接中如短路等严重问题将被直接引发。这一现象的依据在于印刷环节与线路板后续加工环节的紧密关联性，印刷的准确性是后续环节顺利进行的基础。
（二）刮刀与钢网的角度
刮刀与钢网的角度大小对锡膏在网孔中的注入情况具有重要意义。较小的角度会使向下的压力增大，这种角度有助于锡膏注入网孔，但也存在使锡膏被挤压到钢网底面，进而造成锡膏粘连的弊端。
常见的角度范围为45 - 60°，大多数全自动和半自动印刷机通常选用60°。这一角度是在长期实践中摸索得出的，它能够较好地平衡锡膏注入网孔效果和避免粘连的问题。
（三）锡膏的投入量（翻滚直径）
锡膏的翻滚直径∮h处于13 - 23mm较为适宜。当这个数值过小时，锡膏漏印、锡量少等情况容易发生。
相反，当∮h过大时，在印刷速度一定的情况下，过多的锡膏无法形成有效翻滚运动，不能被刮刀刮干净，会导致印刷脱模不良、印刷后锡膏偏厚等印刷不良情况，并且过多的锡膏长时间暴露在空气中还会对锡膏质量产生不良影响。在生产中，为确保锡膏量合适，作业员每半个小时需要查看一次网板上的锡膏条高度，对于网板上超出刮刀长度外的锡膏用电木刮刀移到网板的前端并均匀分布。
（四）刮刀压力
刮刀压力实际上是刮刀下降的深度，它是影响印刷质量的关键要素。当压力较小时，刮刀未能紧密贴合钢网表面，这种情况下不仅会增加印刷厚度，还会使钢网表面残留一层锡膏，容易出现印刷成型粘结等印刷缺陷。
合适的刮刀压力能够保证锡膏均匀地透过钢网开孔，压力过大或者过小均不利于锡膏的良好印刷。
（五）印刷速度
由于刮刀速度和锡膏的黏稠度成反比关系，所以在印刷有窄距离、高密度图形时，速度需要降低。因为如果速度过快，刮刀通过钢网开孔的时间就会太短，造成锡膏不能充分渗入开孔中，很容易使锡膏成型不饱满或者出现漏印等印刷缺陷。
印刷速度和刮刀压力存在一定关系，降低速度约等于增加压力，适当降低压力能起到提高印刷速度的效果。
（六）印刷间隙?
印刷间隙指的是钢网与PCB之间的距离，其大小要结合印刷后锡膏在PCB上的留存量来考虑。合适的印刷间隙能够保证锡膏准确地转移到PCB焊盘上，间隙过大或过小都会影响锡膏的印刷量和印刷效果。
（七）钢网与PCB分离速度
锡膏印刷后，钢网脱离PCB的瞬间速度即为分离速度，这在密距离、高密度印刷中尤为重要。
先进的印刷机，其钢网脱离锡膏图形时有1（或多个）个细小的逗留进程，即多级脱模，这样可以保证获取最佳的印刷成型效果。若分离速度偏大，就会使锡膏粘力减少，锡膏与焊盘的凝聚力变小，导致部分锡膏粘在钢网底面和开孔壁上，从而出现少印和锡塌等印刷缺陷。
（八）清洗形式和清洗频率
清洗钢网底面是确保印刷质量的要素。应根据锡膏、钢网材料、厚度及开孔大小等状况确定清洗形式和清洗频率（如设定干洗、湿洗、一次往复、擦拭速度等）。因为锡膏从开孔边缘溢出会污染钢网，所以合理的清洗形式和频率能够及时清除钢网上的残留锡膏，以保证每次印刷的品质。
三、设备自身相关要素
（一）图像辨认方式?
定位系统的图象辨认方式是重要考量因素，它影响到印刷的精度以及对不同PCB板的适应能力。例如在处理表面材质特殊或者有标识不清的MARK点的PCB板时，优秀的图像辨认方式能够准确识别定位，从而保证印刷的准确进行。
（二）PCB尺寸和厚度适应范围?
理想的印刷机应能够适应广泛的PCB尺寸以及厚度范围，这对满足多种类型PCB板印刷需求至关重要。无论是小型的精密PCB板还是大型的工业控制PCB板，印刷机都需要能够正常工作。
（三）自诊断系统
拥有自诊断系统可方便使用者进行简单的故障排查。例如在印刷过程中突然出现印刷不良情况时，自诊断系统能够快速提示可能是刮刀故障、视觉系统故障或者其他机械部件的问题等，从而减少停机时间。
（四）氮气接口和机器的密闭性
机器具有氮气接口可用于特殊要求的印刷环境，氮气能够防止锡膏在印刷过程中的氧化。良好的密封性能有利于控制印刷中的一些干扰因素，同时也是在一些特殊工艺要求（如防止杂质混入等）下的必要条件。
（五）设备的维护便利性
从机器的结构角度看，便于设备维护是非常关键的。在生产过程中，如果设备出现故障或者需要进行定期的保养，若机器结构设计不合理，可能会导致维护时间过长、维护成本增加等问题。例如，大型的印刷机如果内部结构复杂，零部件难以拆卸和安装，就会给维护工作带来极大的困难。
设备内的部件布置有合理的空间布局，便于进行清洁、保养、维修和更换操作。
（六）机器结构整体稳定性
像一体化工作台等结构能够增强机器的整体稳定性。稳定的结构有助于在印刷过程中保持精度，尤其是在高速印刷或者长期连续生产过程中，避免因为机器震动等因素导致印刷质量的波动。
（七）模板的清洗功能
多样可选的模板清洗方式能够满足不同的生产需求。例如，对于生产过程中使用不同种类或者不同粘稠度锡膏的情况，合适的清洗方式能够高效清洁模板，为下一次印刷做好准备。不同的清洗方式如干洗、湿洗、超声清洗等在应对不同的钢网污染情况效果是不同的。
（八）MARK辨认视觉系统
优秀的MARK辨认视觉系统应该能够自动搜索定位，提高印刷的自动化工序效率，特别是在应对大批量化不同款式的PCB板印刷任务时。
该系统对视觉采集、图像识别算法等要求较高，能够适应各类PCB板表面的不同标记情况。
（九）操作便捷性?
简单易用的交互式操作可以减少操作人员的培训成本和操作失误率。操作界面简洁、操作流程便捷直观的印刷机可以提高生产效率，降低操作人员因操作繁琐造成错误的可能性。
（十）外观适配性?
印刷机外观虽然不是直接影响印刷生产的因素，但也是需要考虑的方面。印刷机的外观应能与整线相搭配，做到和谐美观。而且如果外观颜色可根据生产线实际情况可选，那将更有利于整个生产环境的统一布局。
（十一）用电、用气条件
如果印刷机用电、用气的条件太过苛刻，会对生产环境提出更高要求，增加生产的限制和成本。比如有的机器需要特殊电压、频率稳定度极高的电源，或者需要特殊气压、含水量极低的气源，这可能需要额外购置稳压设备或者气体净化设备等，给企业带来不必要的麻烦。
（十二）性价比因素?
整体的性价比是企业考量的重要因素。企业不仅要关注设备购买时的价格水平，也要考量设备在长期使用过程中的稳定性、维修成本、易损件的更换成本等后期支出。例如，一些价格低廉的印刷机可能在设备使用寿命内经常出现故障，反而会增加总使用成本。
四、锡膏印刷机评估指标
（一）印刷质量相关
1. 锡膏成型
锡膏的成型效果是评估印刷质量的首要指标。成品锡膏应在PCB焊盘上形成饱满、无塌陷、无桥连等理想形状。例如，对于引脚间距较密的电子元件引脚焊盘，如果锡膏成型不良，就会出现引脚之间桥连（短路）或者锡膏太少导致虚焊等严重问题，这直接影响到后续电子元件贴装以及回流焊接的成功率和质量。
相关的影响要素众多，例如刮刀压力过大可能使锡膏成型扁平，而印刷速度过快则可能造成锡膏成型不饱满或者局部漏印等问题。
2. 锡膏厚度均匀性
印刷在PCB焊盘上的锡膏厚度应该均匀一致。不同的电子元件引脚或者芯片引脚可能对锡膏厚度有着不同的要求，例如一些功率较大的元器件可能需要较厚的锡膏层来保证良好的电气连接，但是如果整个PCB板上锡膏厚度不均匀，不仅会影响到焊接时的电气性能，还可能导致机械连接的不可靠性。均匀性受刮刀的性能（如刮刀材质平整度、刮刀的压力均匀性等）、印刷间隙、钢网开孔等多种要素的影响。
3. 锡膏定位准确性
这一指标要求锡膏完全准确地印刷在其对应的PCB焊盘上，误差必须在允许的范围内。对于那些引脚间距极小的芯片或者微型电子元件，稍微的锡膏偏移可能会使焊接时引脚与锡膏覆盖不完全，造成焊接失败。
与图像辨认系统、MARK点定位精度以及印刷机的机械结构精度紧密相关。例如，图像辨认系统的精度越高，就能够更准确地获取PCB板和钢网之间的定位信息，从而保证锡膏定位的准确。
（二）设备性能相关
1. 印刷速度与效率
全自动锡膏印刷机的实际印刷周期是衡量其速度的重要指标，一般来说自动印刷机的实际印刷周期通常为(15 - 20)S，而对于高速生产线则要求小于10S。更短的印刷周期意味着在单位时间内能够印刷更多的PCB板，提高生产效率。比如在大规模生产电子产品的工厂中，印刷周期的长短直接关系到产能和交货时间。
印刷速度受到多种因素制约，如刮刀速度、PCB与模板间的分离速度、图像定位校正速度等。提高刮刀速度可能会受到锡膏粘度的限制，同时如果定位校正速度跟不上，过快的印刷速度反而会导致印刷不良。
2. 重复印刷精度
印刷机需要在多次印刷过程中保持相同的印刷质量，检验的是在印刷一致性较好的条件下的印刷次数，印刷次数越多就表明机器的重复精度越高。例如，在长时间的连续印刷任务中或者对同一类型PCB板进行多次印刷时，高精度的重复印刷需要印刷机的视觉定位系统、刮刀控制系统、机械运动系统等多部分协同工作，任何一个环节的误差累计都可能降低重复精度。
3. 设备稳定性
包括机械结构稳定性和电气系统稳定性。机械结构上一体化工作台等稳定设计可以减少在印刷过程中的振动、晃动等，对于保证印刷精度非常重要。例如，在高速印刷时，如果机器结构不稳定会造成锡膏印刷图形出现“拖影”或者偏移等现象。
电气系统稳定体现在电源供应稳定、控制系统的逻辑正常稳定运行等方面。如果电气系统出现故障，可能会导致印刷机突然停止工作、印刷参数出错等问题，影响生产的连续性和产品质量。
（三）设备的适用性
1. 对不同PCB类型的适用性
随着PCB的材料、形状、厚度和复杂程度的不断变化，印刷机应能够适应多种类型的PCB。例如陶瓷基板、柔性基板与传统的FR - 4基板相比，它们的物理性质不同（如柔韧性、硬度、光洁度等），在印刷过程中对定位、刮刀压力等印刷参数的要求也有所差异，因此印刷机需要有足够的适应性来应对这些各种类型的PCB。
对PCB上不同的可印刷元素的适用性，包括从大尺寸的元件焊盘到极小的0201、01005等Chip件的印刷兼容性。这需要印刷机的视觉定位系统、刮刀调节系统以及印刷控制系统有很强的适应能力，能够根据不同的印刷元素进行精确的印刷操作。
2. 对不同锡膏类型的适用性
不同类型的锡膏（如无铅锡膏、含银锡膏等）可能具有不同的粘度、颗粒大小、助焊剂成分等特性，所以印刷机应该具备能够适应不同锡膏的能力。例如无铅锡膏可能具有较高的粘度，这就需要印刷机的刮刀系统能够提供足够的压力并且印刷速度等参数能进行相应调整，以保证锡膏能够顺利印刷。
五、不同品牌全自动锡膏印刷机对比
（一）国外知名品牌
1. 英国DEK
1)印刷技术优势：具有先进的印刷技术，在高精度印刷方面表现卓越，尤其是对于一些超小型元器件的锡膏印刷，其印刷精度和重复定位精度非常高，能够满足01005等微小零件的锡膏印刷需求，这得益于其高精度的机械结构和先进的视觉定位系统。
2)设备工艺和设计水平：设备在工艺和设计上处于高端水平。例如采用了精密的铸件结构，增强了设备的稳定性，同时在结构布局上更加紧凑合理，便于维护。在模板脱模技术上也有独特的设计，能够实现从锡膏图形上的多级脱模，大大提高了锡膏印刷的成型效果。
3)用户应用反馈和评价：在大型电子制造企业和高端电子产品制造领域得到广泛应用，用户反馈其设备的稳定性高、印刷质量可靠。但设备价格通常较高，对于一些预算有限的企业来说具有较高的门槛，并且在操作复杂度方面相对较高，需要专业的操作人员进行操作和维护。
2. 美国MPM
1) 印刷技术优势：MPM印刷机的技术优势体现在印刷速度和印刷质量的平衡上。它能够在较快的速度下实现高质量的印刷，这得益于其优秀的运动控制算法和高性能的刮刀系统，能够在高速印刷过程中保证锡膏均匀填充到钢网开孔中。并且在应对不同类型的锡膏和PCB板时，其适应性调整能力较强。
2) 设备工艺和设计水平：在设备的工艺处理上较为精细，使用高质量的原材料制造设备，提升了设备的整体耐用性。其工作台设计方便操作和维护，例如具有便捷取放PCB板的结构设计。在电气控制系统上具备智能化的特征，能够对多种印刷参数进行实时监控和调整。
3）用户应用反馈和评价：在中高端电子制造企业中受到欢迎，客户评价其设备的生产效率较高，印刷质量能够满足大多数高端电子产品的生产需求。不过设备的后期维护成本相对较高，例如其一些特殊的电气控制模块维修成本偏高，而且设备的配件供应周期较长，如果设备出现故障需要更换部分配件，可能会影响生产的连续性。
3. 日本松下（Panasonic）等日本品牌（如雅马哈等可简要提及共同特点）
1）印刷技术优势：以松下为例，日本品牌在电子制造设备领域一向以精密制造著称，其锡膏印刷机也不例外。印刷精度很高，特别是在处理细节较多的PCB板印刷时表现出色。例如在对一些含有多层布线和微小过孔的PCB板的印刷中，能够精准地将锡膏印刷在对应的位置上。它们的视觉定位系统经过精确调校，对于不同不好标记的PCB板的识别定位非常准确。
2）设备工艺和设计水平：设备制造工艺非常精良，设备内部结构合理，布线整齐，部件之间的连接紧密而且可靠。在节能方面也有一定的考虑，例如部分设备在保证正常印刷功能的前提下，通过优化电路设计和电机控制系统降低了设备的功耗。
3）用户应用反馈和评价：在亚洲地区特别是日本本土以及一些周边亚洲国家的电子制造企业使用较多。用户反馈日本品牌的设备操作比较人性化，操作界面简洁易懂，对操作人员的培训要求相对较低。但是其设备的价格定位较高，并且在售后服务方面相对其他品牌可能不够灵活，服务网点覆盖有限，在一些偏远地区客户可能会面临售后服务响应慢的问题。
（二）国内知名品牌
1. 德森（Desen）
1）印刷技术优势：德森作为国内领先的品牌，技术研发实力强大，其全自动锡膏印刷机的自动化水平相当高，能够进行高速、高精度印刷。对于01005、0201等高精度工艺的印刷任务能够很好地完成，印刷精度可以与国外知名品牌相媲美。在印刷工艺方面，它拥有独特的锡膏控制技术，可以有效减少印刷过程中的锡膏浪费并且提高锡膏印刷的均匀性。
2）设备工艺和设计水平：采用高强度的材料制造设备，保证设备的稳定性和耐用性。在设备结构上更注重易维护性，设备的各个部件布局合理，当需要进行维修或者更换易损件时，操作比较便捷。并且其设备在尺寸方面有多种选择，可以适应不同生产环境下的空间需求。
3）用户应用反馈和评价：在国内电子制造企业中拥有较高的市场占有率，企业用户的口碑较好，评价其设备性价比高。就印刷质量和设备稳定性方面都能满足大多数中小企业到大型企业的生产需要。其设备的创新能力也较强，经常根据市场需求推出一些新的功能或者改进版机型，但是在品牌国际影响力方面相对国际大品牌还需要进一步提升。
更详细的资料，大家可以阅读如下《SMT印刷技术与实践教程》
