Wróć

Najważniejsze czynniki w procesie drukowania

Tym razem bardzo szeroko postawione pytanie: który z czynników jest ważniejszy w procesie drukowania, ilości pasty lutowniczej czy precyzyjne wyrównanie?
Opublikowano: 2021-05-18

Neil Poole z Henkel Electronics: ‘Oba te czynniki - Ilość pasty lutowniczej i wyrównanie wydruku - są krytyczne w procesie drukowania. Nie ma sensu ani wydruk całej potrzebnej pasty, jeśli jest ona w złym miejscu, tak samo jak nie ma sensu wydruk minimalnej ilość pasty na padzie. Niewielkie pomyłki wyrównania można pominąć, ponieważ lut będzie cofał się w stronę  powierzchni lutowania, jednak po przekroczeniu pewnego progu, nadmierne niedokładności spowodują problemy. […] Jeśli konfiguracja maszyny jest daleka od okna procesu - które jest inne dla każdej pasty lutowniczej - wówczas rozmiar apertury będzie miał małe znaczenie. Podobnie same apertury: jeśli złamane zostaną standardowe kluczowe zasady projektowania dotyczące stosunku powierzchni ścianek do powierzchni otworu, wówczas konfiguracja maszyny wiele nie pomoże’.

Robert Dervaes z Fine Line Stencil V.P. mając na uwadze mechanizm uwalniania pasty, stawia na dokładność wyrównania: ‘Dokładność wyrównania apertur w stosunku do padów jest kluczowym czynnikiem w uzyskaniu stałej objętości druku przy niskim odchyleniu standardowym i wysokim współczynniku Cpk. Trzeba zwrócić uwagę, że sama pasta lutownicza jest uwalniana z szablonu w efekcie jej przylegania do padu na PCB. Tak więc, gdy otwory szablonu i pady nie są dokładnie spasowane, część depozytu znajdzie się poza padem, co automatycznie zmniejsza powierzchnię styku między pastą lutowniczą a padem, a wynikiem jest odpowiednie zmniejszenie sił adhezji. Nawet niewielkie zmniejszenie sił adhezji zwiększa odchylenie standardowe w procesu drukowania, zwłaszcza gdy rozmiar padu jest niewielki […]. Większe  zmniejszenie sił adhezji stanie się przyczyną zmniejszenia objętości depozytu pasty lutowniczej, słabej jakości druku a nawet całkowitego braku depozytu pasty lutowniczej. Wraz z rozpowszechnianiem się takich komponentów jak 01005, CSP i QFN, dokładność wyrównania między szablonem a PCB stanie się jeszcze bardziej krytyczna. […] Rozmiar apertury w połączeniu z grubością szablonu może jedynie określić, jaka objętość pasty lutowniczej może zostać potencjalnie osadzona. Kontrolowanie ilości pasty lutowniczej zależy od szablonu, PCB, pasty lutowniczej, rakli i ustawień drukarki. Z punktu widzenia operatora, jedynym narzędziem kontroli, na który ma się bezpośredni wpływ, są ustawienia drukarki. Trzeba jednak pamiętać, iż co prawda nastawy drukarki mogą skompensować problemy z jakością innych elementów, jednak jedynie do pewnego stopnia’.

Stephanie Nash z Integrated Ideas&Technologies, Inc., podobnie jak Neil Pool z Henkel, docenia wagę obu czynników: ‘Krótka odpowiedź na to pytanie brzmi: wszystkie czynniki wpływają na powodzenie lub niepowodzenie procesu druku. Ważna jest zarówno objętość pasty, jak i wyrównanie wydruku. Objętość pasty decyduje o utworzeniu lub nie połączenia lutowniczego po procesie lutowania rozpływowego. Nadmierna objętość pasty może spowodować zmostkowanie, kuleczkowanie lub efekt tombstoningu [‘wstawanie’ jednej strony komponentu]. Niewystarczająca objętość depozytu spowoduje z kolei zbyt słabe połączenie lutownicze. Zarówno nadmiar, jak i niewystarczająca ilość pasty będą wymagały kosztownej przeróbki. Wyrównanie wydruku również jest kluczowym czynnikiem, szczególnie w przypadku montażu mniejszych komponentów (micro BGA, 0201, 01005). Stosowanie tak niewielkich obudów często wiąże się z defektami mostkowania i kuleczkowania, zwłaszcza w przypadku lutów bezołowiowych. Jeśli część apertury znajdzie się poza padem, bezołowiowe lutowie często tworzy wolne kulki lutu, nie przyciągane do padu przez siły adhezji. Apertury szablonu to doskonały sposób na kontrolowanie ilości pasty osadzanej na PCB. Prawidłowe połączenie rozmiarów apertury i  grubości szablonu prowadzi do utworzenia  solidnych połączeń lutowniczych. Konfiguracja maszyny również w znacznym stopniu wpływa na pracę szablonu: prawidłowa kombinacja szybkości drukowania, nacisku i etapu odjęcia rakli zapewnia prawidłowe uwalnianie pasty z szablonu. Jeśli którykolwiek z tych czynników nie jest dobrze dopasowany, pasta może nie oddzielić się prawidłowo od szablonu, co wpływa na objętość osadzoną na PCB.’

Ale właściwie ile można się pomylić jeśli chodzi o wyrównanie na padzie? Bill Coleman z Photo Stencil powołując się na IPC 7525 rev A. sugeruje przyjęcie 0.1 milicala jako maksymalne odchylenie wyrównania szablonu. 

Zdjęcie tytułowe: © AIM

www.lenz.com.pl
www.lenz.com.pl