Zagrożenia wynikające z podwyższonej prędkości nadruku pasty

Termin ‘drukowanie z dużą szybkością’ zwykle  odnosi się do szybkości drukowania od 4 do 8 cali na sekundę. Szybkość drukowania zawsze należy rozpatrywać w połączeniu z wieloma innymi parametrami, w tym w szczególności dociskiem rakli, rodzajem materiału z jakiego została wykonana rakla, składem chemicznym pasty i jej lepkością, rozmiarem i orientacją apertur szablonu itp. Na przykład, podczas stosowania pasty lutowniczej  o wysokiej lepkości, aby osiągnąć większą szybkość drukowania, konieczne jest zwiększenie docisku rakli, co umożliwia uzyskanie prawidłowej, pełnej czystości powierzchni szablonu podczas cyklu drukowania.

Zagrożenia wynikające z szybkiego drukowania

Ważne jest, aby dobrze zrozumieć, jak składniki chemiczne pasty lutowniczej reagują na różne prędkości drukowania. Pasty lutownicze podlegają zjawisku, które można by określić jako ‘rozrzedzenie pod wpływem oddziaływanie mechanicznego’ (shear thinning, w dosłownym tłumaczeniu znaczyłoby 'rozrzedzenie ścinaniem'). Zjawisko to może być mylone ze skłonnością pasty do rozlewania się, ale jego przyczyna jest zupełnie inna. Rozrzedzenie mechaniczne pasty jest spowodowane wzrostem temperatury w miejscu, w którym materiał rakli styka się z szablonem. Ten wzrost poziomu ciepła jest bezpośrednim wynikiem wyższych prędkości cyklu rakli i jej zwiększonego nacisku, niezbędnego do wykonywania druku z dużą prędkością. Największą różnicą między pastą lutowniczą o zbyt dużej skłonności do rozlewania się a pastą na którą negatywny wpływ wywarło zjawisko rozrzedzania mechanicznego jest to, że po zatrzymaniu cyklu drukowania dobra pod względem reologicznym pasta zwykle szybko odzyskuje swoje pierwotne właściwości. Z drugiej strony, zbytnia skłonność pasty do rozlewania się wynika z samej reologii pasty lutowniczej i może być spowodowana takimi czynnikami jak podwyższona temperatura, zbyt niska zawartością metalu w mieszance pasty lub zastosowaniem składników chemicznych o niskiej lepkości.

Duża szybkość drukowania może być przyczyną szerokiego zakresu defektów, od niedostatecznej wielkości depozytu na padzie do zwarcia utworzonego pomiędzy padami. Niewystarczający depozyt na padzie przy szybkim drukowaniu jest często spowodowane przez nieprawidłową formułę pasty (o niewłaściwej lepkości) lub zbyt drobną aperturę w szablonie. Z kolei mostek pomiędzy padami jest zwykle wynikiem opisywanego wcześniej zjawiska rozrzedzania się pasty pod wpływem oddziaływania mechanicznego. Przy wysokich prędkościach przebiegu rakli, pasta lutownicza często nie ma wystarczająco dużo czasu, aby prawidłowo wypełnić apertury w szablonie przed przejściem rakli, pozostawiając na padzie mniejszy depozyt, będąc bezpośrednią przyczyną powstawania defektów w procesie lutowania rozpływowego.

Trzeba też pamiętać, iż duża prędkość druku i związana z nią wyższa siła nacisku mają negatywny wpływ na przetworniki i  serwomotory drukarki szablonowej, która wymaga wówczas częstszej konserwacji, a także na trwałość rakli i szablonu.

Zasadniczo - poza wydajnością linii - z drukowania z dużą szybkością nie ma żadnych innych korzyści. Najlepiej byłoby zatem, gdyby prędkość drukowania była jedynie wystarczająco duża, aby drukarka nie spowalniała reszty linii. Konfigurując proces szybkiego drukowania, należy dostosować cykl drukowania w taki sposób, aby drukarka ‘czekała’ tak krótko, jak to możliwe między poszczególnymi cyklami drukowania. Umożliwi to zoptymalizowanie czasu cyklu drukowania i pozwoli na zachowanie bardziej stabilnej reologii pasty lutowniczej.

Jeśli nie masz innego wyboru, jak tylko drukować z dużą prędkością, upewnij się, że używasz pasty lutowniczej dostosowanej do takiego procesu. Niezbędne jest również zapewnienie bardzo dokładnego podparcia nadrukowywanej PCB.

Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firm Scanditron oraz AIM

Zdjęcie tytułowe: © AIM