Drukowanie pasty lutowniczej jest krytycznym procesem w technologii SMT, a jego jakość bezpośrednio determinuje ogólną wydajność produkcji SMT.
W artykule przeanalizowano i omówiono kluczowe czynniki, w tym projekt szablonu, zastosowanie pasty lutowniczej i stan płytki PCB, a także standardy kontroli po wydrukowaniu. Badanie dostarcza cennych wskazówek dotyczących poprawy jakości druku pasty lutowniczej.
Przegląd druku SMT i pasty lutowniczej
SMT oznacza technologię montażu powierzchniowego. Jest to proces produkcyjny polegający na drukowaniu pasty lutowniczej w postaci pasty na wyznaczonych polach płytek drukowanych. Następnie płytki są podgrzewane w piecu rozpływowym w celu stopienia i stopienia pasty lutowniczej, tworząc niezawodne i trwałe połączenia pomiędzy stykami elementów a płytkami drukowanymi.
SMT charakteryzuje się wysoką automatyzacją, dużą gęstością pakowania, kompaktowym rozmiarem produktu i doskonałą spójnością produkcji. Drukowanie pastą lutowniczą, jako podstawowa procedura całej linii produkcyjnej SMT, odgrywa niezastąpioną rolę w kontroli wydajności.
Statystyki pokazują, że ponad 70% defektów w montażu SMT ma swoje źródło w procesie drukowania pasty lutowniczej, szczególnie w przypadku płytek drukowanych o dużej gęstości.
Typowe wady drukowania obejmują niewystarczającą objętość lutowia, zacieki, opadanie, przesunięcie druku, pozostałości cyny i nierówną grubość. Problemy te będą w dalszym ciągu powodować awarie na dalszym odcinku, takie jak mostkowanie, puste przestrzenie lutownicze, niewystarczające lutowanie i otwarte obwody.
1. Czynniki wpływające na druk pasty lutowniczej
Na jakość drukowania pasty lutowniczej wpływa wiele zmiennych: sprzęt drukujący, jakość szablonu, wydajność rakla, właściwości pasty lutowniczej, podłoża PCB, parametry procesu i środowisko operacyjne.
W rzeczywistej produkcji masowej podstawowe specyfikacje sprzętu (sprzęt drukujący, materiał/twardość/model rakla) i warunki środowiskowe (temperatura, wilgotność, czystość) są zwykle stałe.
Dlatego w tym artykule skupiono się na analizie czynników kontrolowanych: wydajności szablonu, zarządzania pastą lutowniczą, płaskości PCB i optymalizacji parametrów drukowania.
1.1 Projektowanie, produkcja i zastosowanie szablonów
Szablon wpływa przede wszystkim na
szybkość uwalniania pasty lutowniczejdefiniowany jako stosunek objętości pasty lutowniczej przeniesionej na pole do całkowitej objętości otworów szablonu.
Szybkość uwalniania pasty lutowniczej = objętość pasty lutowniczej na podkładkach / objętość otworu szablonu
Dwa podstawowe wskaźniki projektowe regulujące szybkość uwalniania to
rozmiar otworuI
grubość szablonu.
Inne czynniki wpływające obejmują: geometryczną strukturę ścian bocznych apertury, gładkość ścian bocznych, prędkość oddzielania szablonu od płytki drukowanej, prześwit szablonu i dokładność wymiarową apertury.
Poniżej zdefiniowano dwa kluczowe współczynniki projektu szablonu:
- Stosunek powierzchni: Stosunek powierzchni otworu pionowego do powierzchni ściany bocznej
- Współczynnik proporcji: Stosunek szerokości otworu do grubości szablonu
Formuła:
Stosunek powierzchni = powierzchnia apertury / powierzchnia ściany bocznej =
(L×W)/[2×(L+W)×T]
Współczynnik proporcji = szerokość apertury / grubość szablonu =
W/T
Wraz z ciągłym ulepszaniem integracji elektronicznej, rozstawy pinów komponentów i rozmiary podkładek stopniowo się kurczą, co wymaga ultracienkich otworów szablonu i bardziej rygorystycznej wydajności szablonu.
Aby zapewnić szybkość uwalniania pasty lutowniczej przekraczającą 75%, specyfikacje projektowe muszą spełniać: Współczynnik kształtu ＞ 1,5 ， Współczynnik powierzchni ≥ 0,66
Norma IPC-7525B określa uniwersalne wymiary apertury dla różnych komponentów. W rzeczywistej produkcji wymagana jest ukierunkowana optymalizacja w oparciu o rzeczywiste rozstawy pinów komponentów, aby osiągnąć ogólną wydajność drukowania.
Procesy produkcji szablonów bezpośrednio determinują gładkość ścian bocznych i dokładność wymiarową.
Główne procesy głównego nurtu: trawienie chemiczne, cięcie laserowe i elektroformowanie.
Trawienie chemiczne i cięcie laserowe to procesy subtraktywne, natomiast elektroformowanie to proces addytywny, charakteryzujący się znacznymi różnicami w kosztach.
Biorąc pod uwagę koszty produkcji i czas realizacji,
cięcie laserowejest szeroko stosowany w produkcji masowej, szczególnie w zastosowaniach o drobnej podziałce poniżej 0,5 mm.
Cięcie laserowe eliminuje etapy przesyłania obrazu, zapewniając wysoką dokładność pozycjonowania i niski poziom błędów. Jego ścianki boczne z aperturą tworzą zwężającą się pod kątem 2° strukturę (nieco większą na dolnej stronie), co znacznie poprawia skuteczność usuwania pasty lutowniczej i jej uwalniania.
1.2 Właściwości pasty lutowniczej i znormalizowane zastosowanie
Pasta lutownicza jest jednorodną lepką mieszaniną składającą się z proszku stopu lutowniczego, topnika i dodatków funkcjonalnych.
Zachowuje łagodną lepkość w temperaturze pokojowej, aby tymczasowo naprawić elementy elektroniczne. Po podgrzaniu do temperatury rozpływu topnik ulatnia się, a proszek stopowy topi się w ciecz. W zależności od napięcia powierzchniowego i zwilżalności stopiony lut wypełnia szczeliny i po schłodzeniu tworzy solidne, niezawodne połączenia lutowane.
Proces drukowania w pełni wykorzystuje technologiętiksotropiapasty lutowniczej: lepkość gwałtownie spada pod wpływem siły ścinającej, aby umożliwić płynne wypełnianie otworów szablonu i łatwe wyjmowanie z formy; lepkość szybko powraca po usunięciu siły zewnętrznej, aby uniknąć spadku i przesunięcia.
Specyfikacje zarządzania pastą lutowniczą
<
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
polski
