1、復雜通訊產品用大尺寸04mm間距qfp印刷工藝研究趙燕一上海貝爾阿爾卡特股份有限公司摘要：小尺寸0.4mm間距的qfp在手機等小型電子產晶上己經獲得了廣泛應用， 但 是在較復雜的大型通訊基站板上，0.4mm間距qfp的應用還是比較少 見的。 本文對較大尺寸0.4mm間距qfp在復雜板上的印刷工藝研究過 程進行了概述。200&9.1以往，0.4mm間距qfp因其口身固有問題（引 腳強度低，容易彎曲等），以及裝配工藝（卬 刷、焊接短路）故障率高，被視為低通過率的 器件；因此，大尺寸0.4mm間距qfp在復雜 的通訊產品設 計中是不被推薦的。但是，由于忖前器件可選擇性的限制，在某些復雜產品

2、上又開始使用0.4mm間距qfp,這 對日前基于0,5mm injsh qfp的裝配工藝，尤其是印刷工藝來說是一個很人的挑戰。為評估0.4mm間距qfp器件的焊膏卬刷穩定性，以及 為優化0.4mm間距qfp卬刷工藝 提供有效參考依據，我們進行了如下研究。印刷工藝試驗印刷工藝研究在印刷試驗板上進行，選用的是144個 引腳的0.4mm間距的qfp圖形。考 慮到通訊產品上其它器件蠱求，按照ipc標準通過計算，模板厚度定為130pm模板厚度 取決于卬刷規律，開孔最小直徑（寬度）必須大 于模板厚度，以確保卬刷過程中焊膏流動流 暢，而焊膏沉積層厚度由模板厚度決定。模板制作采用傳統的激光切割加拋光工藝，開口

3、 方式采用己知器件引腳焊盤尺寸200x1400pm。焊膏選用常用的3號粉snpb焊膏。采用 deke"刷機作為試驗的印刷設備。校準過的se30 0作為印刷試驗的測量系統。眾所周知，影響卬刷結果的因素有很多，例如：印刷機穩定性和精度、模板、光板質量、焊 膏、刮刀壓力和速 度、前后刮刀走向、脫模速度、擦拭頻率、溫度、濕度、操作工技能以現有的能力無法針對所有的因素進行具體的試驗，為簡化試驗過程，首先項目小組利用頭 腦風暴法尋找可能影響卬刷結果的諸多因素，并對所收集到的諸多因素利用fmea方法進 行篩選，最后選出評分最高的三個參數作為此次研究的垂點：速度：卬刷速度収決于膏體類型、刮刀壓力以及

4、卬刷經驗等各個因素；壓力：刮刀壓力由焊膏種類，模板表面粗糙程度以及印刷經驗等因素共同決立，在確保印刷 結朿后模板表面保持清潔的前提下，應盡量降低刮刀壓力，所以我們選擇壓力時從最小值 作為基準來計算高低水平；脫模速度：主要日的在于分離模板與刮刀之間的焊 膏，將印刷焊膏留在基板上，分離速度視 模板內壁的粗糙 程度以及焊膏的流變能力而定，我們參考日前網板制作工藝和焊膏型號來定義高低水平。印刷參數優化試驗應用試驗設計（doe）方法對過程能力進行評估，印刷參數選擇包括：速度、壓力和脫模速 度作為變量因子（其它參數固定），采用髙、低兩個水平，參數設計如表1所示；印刷效杲照 片如圖1所示。注:低水平 （-1

5、）髙水平 （1）壓力6kg8kg速度25mm/s35mfn/s脫模速度1mm/s2mm/s圖1：印別效果對印刷結果進行目視檢查沒有發現橋連現象。收集se300所獲數據進行分析，計算每組印 刷產品的印刷高度、面積、體積均值。從每組印刷的高度、面積、體積的均值 變化觀察， 看不出明顯的變化趨勢和效杲明顯較好的結果（見圖2）,也找不到明顯的變化趨勢可循。ofp0.4印jr體積填充百分比均值變化團qfp0 4q：««m 百分比均*« /fqi通過對所得數據的進一步分析我們獲得了各參數z間的主效應和交互作用圖3圖5。市主 效應和交互作用圖 可以得出以下結論：壓力大小會有接影

6、響卬刷高度；而壓 力、速度、脫 模速度以及它們的交互作用基本不會彩響印刷面積；速度和速度與壓力的交互作用會對印刷 體積有影響。bb3：各琴數之間的主效應和交互作用圖（對高度）mam bleds plot i data mean$ | lor areatmeractai ptoh data means) tor area（對而積i圈5：各參數之間的主效應和交互作用團（對體積）因此，在選定水平內，脫模速度對印刷工藝沒有明 顯影響，可以先以常用的一個水平參數固 定（我們選用了 1mm/s）。為進一步來分析壓力和速度對印刷效果的影響，以獲得較好印 刷參數組合，接下來進行以壓力和速度作為變量因子（其它參

7、數固定不變），采用高、中、低三個水平的兩因了三水平（32）試驗，試驗參數設計如表2所示。表2：組合變量低中s壓力6kg8kq10kg速度25mm/s35mnvs45mrrvsa：h « 2：中 3: 同樣対卬刷結果進行目視檢查沒有發現橋連現彖。從 每組印刷的高度、面枳、體積的均值變 化同樣觀察不出明 顯的變化趨勢和效果明顯較好的結果。對收集到的數據進 行進一步分析， 尋找在最優設置組合（見圖6圖8）-參考所用的印刷標準（±30%）,由以上三組圖可以 分析出適用的壓力值和速度在圖中綠色 區域進行組合時，印刷效果可滿足高度、面積、體積的要求。contour plot of he

8、ight vs vh8t.壓力圖6：高度均值對速度/壓力的變化contour plot of area vs 速滾.壓力圖7：面積均值對速廈/壓力的變化contour plot of volume vs 連度 t 壓力7壓力8me：體枳均值對速度/伍力的變化印刷頻率試驗通常情況下，每次印刷過程結束后都要進行擦板，定 期擦板能夠使印刷效果得到改善。采用 前面試驗的結果，考察擦拭頻率對卬刷結果的影響，確處最適合口經濟可行 的擦拭頻率。選用以上范圍內的任意參數組合進行，印刷后釆用se300檢查印刷質量（主要是橋連、高 度、體積等情況），發現從21塊開始出現橋連現象，比較相同測試板上其它器 件的需要，

9、 0.4mm間距qfp器件在適當印刷參數設定下，對擦拭頻率并沒冇特殊要求。在確定好的擦拭頻率下（20-3=17）重復印刷3纟r （每組10塊），用se300檢查橋連、高 度，體積等參數，沒有發 現明顯不合格印刷現象。因此，我們所選的擦拭頻率比較適合0.4mm 間距qfp的印刷工藝。總結根據以上試驗結果，我們可以得出以下幾個結論：仁 人尺寸0.4mm間距qfp在復雜通訊產品上的印刷雖 然具有一定的挑戰性，但通過網板 的設計改變，印刷參數的 適當設置，還是能找到足夠匹配現有裝配工藝的工藝窗口；2、從選擇的參數看，壓力和速度的組合將影響印刷結果，所以在調整其中一個參數時必 須考慮同時對另一個參數進行調整，這個結果也符合通常印刷過程參數調整的基本思路；3、大尺寸的0.4mm間距qfp器件對擦拭頻率并沒有特 殊要求；4、印刷設備、印刷環境以及焊膏（尤其杲焊膏隨時間而發生的特性變化）等條件的不同，