随着电子产品逐渐向短、小、轻、薄化方向发展，0201甚至01005等小尺寸封装的片式元件，以及QFP、BGA、FC和CSP等细间距器件开始逐渐大量应用，同时随着绿色环保要求，无铅化工艺也开始逐渐取代有铅工艺，这些都对锡膏印刷设备及印刷工艺提出了更高的要求。要正确地使用锡膏，满足细间距及无铅化要求，做好印刷工艺管控，防止焊后缺陷的发生，才能有效地做好焊锡膏印刷品质与控制。
1方案设计
图1方案设计流程图
2软硬件设计
对基于机器视觉的全自动印刷技术进行研究，首先是了解全自动锡膏印刷机主要结构及功能，主要是对钢网、印刷机视觉模块等软硬件进行系统设计。
2.1全自动锡膏印刷机主要结构及功能
2.2基于机器视觉的PCB定位系统
PCB根据硬度不同，分为刚性版和挠性板，刚性版可以直接在印刷机上进行加持印刷，但挠性板由于硬度不够，印刷机在进行加持时容易变形，需要在挠性板下加装基板固定，生产时按照加装基板后的尺寸进行参数设置，注意所有的PCB板固定的位置必须一致，一般采用孔定位的方式进行定位。PCB定位系统的工作台有X轴、Y轴和Z轴，都可以进行微调，可以适应各种类型PCB的精确定位。
为提高PCB的定位精度，提升印刷品质，PCB进出印刷机的方式通常有两种，一种是抬起网板和刮刀系统的拉进或取出PCB的方式，这种方式定位精度低，印刷质量差；一种是网板和刮刀系统固定不动，PCB平进平出，当PCB平行进入进入进刷机时PCB随Z形架垂直上升与网板紧密接触，然后对准印刷，印刷完毕，Z形架垂直下移，带动PCB与网板脱离，然后平行移出印刷机，完成印刷，这种方式定位精度高，锡膏印制形状好，印刷品质高。
基于机器视觉的PCB定位系统如图2所示。
图2基于机器视觉的PCB定位模块
图3网板Mark与PCBMark对准
2.3印刷机钢网调整结构模块
在印刷过程中，全自动锡膏印刷机通过软件的参数设置控制设备运行，通过在印刷机的操作菜单中对生产中需要设定的参数不断修改调试，分析锡膏的投入量、图形对准、刮刀与钢网的角度、刮刀压力、印刷速度、印刷间隙、钢网与PCB的分离速度、清洗模式和清洗频率等参数设置等对印刷质量的影响[3]，通过方案设计和不断调试，直到达到需要的数值，提高印刷精度，有效改善锡膏印刷品质。
经过反复调试，发现印刷机工艺参数的设置与调节对印刷效果影响如下：
2.3.1刮刀的压力与夹角
刮刀在印刷机上推动锡膏水平移动，如果只有水平方向的推力而没有垂直方向的压力，则锡膏只是维持原来的状态前移，而不会通过网板开孔漏印到PCB焊盘上。因此刮刀系统需要对刮刀装置施加一个垂直方向的正压力，即印刷压力。若印刷压力过大，则会导致漏印到焊盘上的锡膏太薄，也可能导致锡膏渗漏到网板背面，易造成印刷图形模糊；若印刷压力不足，网板上的锡膏则会刮不干净，通过网板开口漏印到PCB焊盘上的锡膏量则会过少，导致PCB上的锡膏量不足，造成印刷缺陷。刮刀对焊膏垂直方向施加力的大小主要受刮刀压力及刮刀夹角大小的影响，理想状况下的刮刀压力与角度刚好能够把网板表面上的锡膏刮干净，刮刀夹角越大，垂直方向的压力就越小，反之夹角越小，垂直方向的压力就越大，改变刮刀的角度可以改变印刷压力。经反复调试，根据SMT产品的不同，刮刀的压力范围通常设置在5-12N/25mm左右，刮刀的角度通常设置在45-60度之间为最佳。
2.3.2刮刀的速度
2.3.3刮刀宽度
刮刀的宽度选择要与加工的SMT产品基板宽度相匹配，不宜过宽或者过窄。当刮刀宽度过窄时，会导致部分焊盘缺锡少锡，当刮刀宽度过宽时，则会耗费更多锡膏和更大的压力，从而造成能源的浪费。通常生产时选取的刮刀的宽度比PCB印刷方向上PCB的宽度宽50mm左右。
2.3.4印刷间隙
印刷间隙是网板固定后与PCB之间的距离，这个距离的大小决定了印刷后留在PCB焊盘上锡膏的厚度，间隙越大，焊盘上留存的锡膏越厚。根据产品的不同，印刷间隙要有所区别，通常引脚间距较大的产品要求锡膏留存量大，因此设置的印刷间隙要小；而有窄间距器件的产品如果锡膏留存量过大，则在后续回流焊接过程则易产生桥连现象，造成产品缺陷，通常需要设置的印刷间隙对应要小，有的甚至要设置为零距离或负距离，但距离不能太小，否则刮刀压力易引起网板的损坏，最终以刮刀刚好刮走全部的焊膏，印刷完的PCB焊盘上锡膏图形均匀、饱满，同时刮刀不破坏网板为最佳。
2.3.5分离速度
分离速度是指锡膏印刷完成后PCB离开网板的瞬时速度，这是影响印刷质量的一个重要参数，也是反映一台印刷机质量好坏的重要参数，网板和PCB锡膏图形分离时有一个短暂的停留过程，用以获取最佳的印刷图形。
2.3.6离网距离
离网距离过大或者过小都会对生产造成一定影响，如离网距离过大时，虽然不会对印刷性能产生不好的影响，但是会延长印刷周期，降低生产效率。如果离网距离过短，在则可能引起锡膏填充量和填充形状发生变化，导致少焊、缺焊等印刷缺陷。需要反复调试选择最合适的离网距离，这些主要由网板的开口尺寸和网板的张力等因素决定。