La stampa con pasta di saldatura è un processo critico nella tecnologia SMT e la sua qualità determina direttamente le prestazioni generali della produzione SMT.
Questo documento analizza e discute i fattori chiave tra cui la progettazione dello stencil, l'applicazione della pasta di saldatura e le condizioni della scheda PCB, nonché gli standard di ispezione post-stampa.La ricerca fornisce preziose indicazioni per migliorare la qualità della stampa con pasta di saldatura.
Visualizzazione della stampa SMT e della stampa con pasta di saldatura
SMT è l'acronimo di Surface Mount Technology. è un processo di produzione che stampa pasta di saldatura simile a pasta su pad designati di schede di circuito stampato.Le tavole vengono quindi riscaldate in un forno a riversamento per sciogliere e fondere la pasta di saldatura, formando legami affidabili e permanenti tra i pin dei componenti e i circuiti.
La SMT è caratterizzata da un'alta automazione, da un'elevata densità di imballaggio, da dimensioni compatte del prodotto e da un'eccellente coerenza di produzione.La stampa con pasta di saldatura svolge un ruolo insostituibile nel controllo del rendimento.
Le statistiche mostrano che oltre il 70% dei difetti nell'assemblaggio SMT provengono dal processo di stampa con pasta di saldatura, in particolare per i circuiti stampati ad alta densità.
I difetti di stampa più comuni includono un volume di saldatura insufficiente, sanguinamento, abbassamento, offset di stampa, stagno e spessore irregolare.Questi problemi innescheranno ulteriormente fallimenti a valle come il collegamento, vuoti di saldatura, insufficiente saldatura e circuiti aperti.
1- Fattori che influenzano la stampa con saldatura
La qualità della stampa con pasta di saldatura è influenzata da molteplici variabili: attrezzature di stampa, qualità dello stencil, prestazioni di spremitura, proprietà della pasta di saldatura, substrati PCB, parametri del processo,e ambiente operativo.
Nella produzione di massa effettiva, le specifiche hardware di base (attrezzature per la stampa, materiale/durezza/modello della gomma) e le condizioni ambientali (temperatura, umidità, pulizia) sono di solito fissate.
Pertanto, questo articolo si concentra sull'analisi di fattori controllabili: prestazioni dello stencil, gestione della pasta di saldatura, piattezza del PCB e ottimizzazione dei parametri di stampa.
1.1 Progettazione, fabbricazione e applicazione degli stencil
Il stencil colpisce principalmente
tasso di rilascio della pasta di saldatura, definito come il rapporto tra il volume della pasta di saldatura trasferito sul pad e il volume totale delle aperture dello stencil.
Tasso di rilascio della pasta di saldatura = volume della pasta di saldatura sui cuscinetti / volume dell'apertura dello stencil
I due principali indicatori di progettazione che regolano il tasso di rilascio sono:
dimensione dell'apertura- e
spessore dello stencil.
Altri fattori influenzanti includono: struttura geometrica delle pareti laterali dell'apertura, liscezza delle pareti laterali, velocità di separazione tra stencil e PCB, chiusura della stencil e precisione dimensionale dell'apertura.
I due principali rapporti di progettazione dello stencil sono definiti di seguito:
- Rapporto di superficie: Rapporto tra area di apertura verticale e area di parete laterale
- Rapporto di aspetto: Rapporto tra larghezza di apertura e spessore dello stencil
Formula:
Rapporto area = area di apertura / area di parete laterale =
(L×W)/[2×(L+W)×T]
Rapporto di aspetto = Larghezza di apertura / Spessore dello stencil =
W/T
Con il continuo potenziamento dell'integrazione elettronica, le dimensioni degli stivali e dei pad dei componenti si stanno riducendo gradualmente, richiedendo aperture di stencil ultrafine e prestazioni di stencil più rigorose.
Per garantire un tasso di rilascio della pasta di saldatura qualificato superiore al 75%, le specifiche di progettazione devono soddisfare:Ratio di aspetto > 1,5,Ratio di area ≥ 0.66
La norma IPC-7525B specifica le dimensioni di apertura universali per i diversi componenti.è necessaria un'ottimizzazione mirata basata sui passaggi effettivi dei componenti per soddisfare il rendimento di stampa complessivo.
I processi di produzione degli stencil determinano direttamente la liscezza delle pareti laterali e la precisione dimensionale.
Principali processi tradizionali: incisione chimica, taglio laser ed elettroformatura.
L'incisione chimica e il taglio laser sono processi sottrattivi, mentre l'elettroformaggio è un processo additivo con significative differenze di costo.
Considerando i costi di produzione e il tempo di consegna,
taglio laserè ampiamente utilizzato nella produzione di massa, in particolare per applicazioni con tono sottile inferiore a 0,5 mm.
Il taglio laser elimina le fasi di trasferimento dell'immagine, offrendo un'elevata precisione di posizionamento e bassi tassi di errore.che migliora notevolmente la demolding della pasta di saldatura e l'efficienza di rilascio.
1.2 Proprietà della pasta di saldatura e utilizzo standardizzato
La pasta di saldatura è una miscela omogenea e viscosa composta da polvere di lega di saldatura, flusso e additivi funzionali.
Quando viene riscaldato alla temperatura di reflusso, il flusso si volatilizza e la polvere di lega si scioglie in liquido.Sulla base della tensione superficiale e della bagnabilità, la saldatura fusa riempie i vuoti e forma giunture solide e di alta affidabilità dopo il raffreddamento.
Il processo di stampa utilizza pienamente iltixostropiadi pasta di saldatura: la viscosità scende bruscamente sotto la forza di taglio per consentire un riempimento liscio attraverso le aperture dello stencil e una facile demolding;la viscosità si riprende rapidamente una volta che la forza esterna viene rimossa per evitare il crollo e lo spostamento.
Specifiche per la gestione della pasta di saldatura
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