Test: wpływ naprężenia szablonu na jakość procesu drukowania past lutowniczych

W jaki sposób wyższe  naprężenie wpływa na  jakość druku pasty?

Obecnie obserwowany jest trend zarówno zmniejszania się depozytów pasty, jak i zmniejszania się grubości szablonów, co pozwala na zachowanie właściwego współczynnika powierzchni i efektywnego uwolnienia pasty z szablonu. W powszechnej opinii, coraz większego znaczenie nabiera ruch szablonu, a więc rośnie również popyt na systemy zapewniające większy jego naciąg, co z kolei pozwala na jego lepszą kontrolę. Podczas podnoszenia szablonu w sitodrukarce mogą występować pionowe odkształcenie albo wibracje. Im większy jest naciąg szablonu, tym mniejsze jest odkształcenie pionowe, a co za tym idzie, lepsza kontrola depozytu pasty. Co interesujące, niektóre mierniki  naciągu szablonu mierzą właśnie odkształcenie szablonu w osi Z zamiast mierzyć  je w osi X/Y.

O ile pierwszym czynnikiem wpływającym na zmienność depozytu pasty jest wspomniany wcześniej współczynnik powierzchni, to właśnie ruch cienkiego arkusza szablonu można zidentyfikować jako drugi taki czynnik. Przeprowadzono testy, porównujące wyniki nadruku przy użyciu systemów zapewniających standardową i podwyższoną siłę naciągu. Kolejnymi zmiennymi były różne PCB, różne drukarki i systemy inspekcji wizyjnej nadruku. Warto zauważyć, iż wszystkie stosowane w teście szablony były nowe, a zachowanie się systemów o podwyższonej sile naciągu w dłuższym okresie czasu wymaga kolejnych badań.

Test 1: Zmiana siły naciągu

Drukarka: SpeedPrint SP710

System SPI: Saki BF3-Si

Szablon: 100μm LCSS Alpha Tetra Bond (wspólny dla 3 systemów ram)

Ramy: dwie o wyższej sile naciągu, jedna standardowa

Pasta: ALPHA CVP-390 M17

Podczas testu zmieniano jedynie ramę, zaś inne zmienne - płytkę, szablon i pastę – pozostawiono bez zmian. W każdej próbie wykonywano 5 nadruków wstępnych, wycierano na sucho spód szablonu przy użyciu systemu zamontowanego w drukarce i przeprowadzono nadruk testowy. Poniższy Rysunek 3 przedstawia wyniki efektywności transferu pasty w % (tj. wolumen depozytu/wolumen apertury) dla nadruku przez szablon o grubości  100μm i 250μm² powierzchni otworu.

Rysunek 4: Porównanie efektywności transferu dla nadruku o pow. 250 μm2 przy zastosowaniu 3 ram i szablonu 100 μm.

Rezultaty pierwszej próby dla nadruku pola o powierzchni 250μm² (współczynnik powierzchni równy 0.63) pokazują mniejszą zmienność nadruku (mierzoną standardowym odchyleniem) w przypadku systemów mocowania o większej sile naciągu (HT-High Tension) niż w przypadku systemu standardowego. Analizując otrzymane wyniki, można też stwierdzić, iż zaobserwowane odchylenie standardowe (SD) jest statystyczne znaczące.

Rysunek 5: Odchylenie standardowe efektywności transferu dla nadruku o powierzchni 250 μm² przy zastosowaniu 3 ram i szablonu ciętego laserem o grubości 100 μm.

Decyzja, czy różnica w odchyleniu standardowym ma praktyczne znaczenie jest zależna od tego, z jakimi tolerancjami musi być wykonany dany nadruk. Dla systemów mocowania szablonu o większej sile naciągu (HT) pomiary transferu pasty wykazują mniejszy rozrzut. Kolejny rysunek 6 przedstawia rozkład efektywności nadruku dla pola 300μm².

Rysunek 6: Porównanie efektywności transferu dla nadruku przez otwór o powierzchni 300 μm² przy zastosowaniu 3 ram i szablonu ciętego laserem o grubości 100 μm.

Rysunek 7: Odchylenie standardowe efektywności transferu dla nadruku przez otwór  300 μm² przy zastosowaniu 3 ram i szablonu ciętego laserem o grubości 100 μm.

Test wykonany dla 300μm ponownie wskazuje, iż systemy o większej sile naciągu dają mniejszą zmienność nadruku, która ponownie jest ważna statystycznie. Dla systemów mocowania szablonu o większej sile naciągu (HT) pomiary transferu pasty wykazują mniejszy rozrzut.

Test 1: Wnioski

Rezultaty testu potwierdzają, iż istnieje potencjalne powiązanie pomiędzy redukcją zmienności depozytu pasty oraz zwiększonym napięciem szablonu.