A impressão com pasta de solda é um processo crítico na tecnologia SMT e a sua qualidade determina diretamente o desempenho global da produção SMT.
Este artigo analisa e discute fatores-chave, incluindo design de estêncil, aplicação de pasta de solda e condições de placa de PCB, bem como padrões de inspeção pós-impressão.A investigação fornece orientações valiosas para melhorar a qualidade da impressão de pasta de solda.
Visão geral da impressão SMT e da impressão de pasta de solda
SMT significa Surface Mount Technology. É um processo de fabricação que imprime pasta de solda semelhante a pasta em pads designados de placas de circuito impresso.As placas são então aquecidas em um forno de refluxo para derreter e fundir a pasta de solda, formando ligações fiáveis e permanentes entre os pinos dos componentes e as almofadas de circuito.
A SMT possui alta automação, alta densidade de embalagem, tamanho compacto do produto e excelente consistência de produção.A impressão de pasta de solda desempenha um papel insubstituível no controlo do rendimento.
As estatísticas mostram que mais de 70% dos defeitos na montagem SMT são originários do processo de impressão de pasta de solda, especialmente para placas de circuitos de alta densidade.
Os defeitos comuns da impressão incluem volume de solda insuficiente, sangramento, declínio, offset de impressão, cola de estanho e espessura desigual.Estes problemas irão desencadear ainda mais falhas a jusante, como a construção de pontes, vazios de solda, solda insuficiente e circuitos abertos.
1. Fatores que influenciam a impressão com pasta de solda
A qualidade da impressão com pasta de solda é afetada por várias variáveis: equipamento de impressão, qualidade do estêncil, desempenho do espremedor, propriedades da pasta de solda, substratos de PCB, parâmetros do processo,e ambiente de funcionamento.
Na produção em massa real, as especificações básicas do hardware (equipamento de impressão, material/dureza/modelo do espremedor) e as condições ambientais (temperatura, umidade, limpeza) são geralmente fixadas.
Portanto, este artigo se concentra na análise de fatores controláveis: desempenho do estêncil, gerenciamento da pasta de solda, planosidade do PCB e otimização dos parâmetros de impressão.
1.1 Projeto, fabrico e aplicação de estênceis
O estêncil afecta principalmente os
taxa de liberação da pasta de solda, definida como a relação entre o volume da pasta de solda transferida para a almofada e o volume total das aberturas dos estênceis.
Taxa de libertação da pasta de solda = volume da pasta de solda nas almofadas / volume da abertura do estêncil
Os dois principais indicadores de conceção que regem a taxa de liberação são:
tamanho da aberturae
espessura do estêncil.
Outros fatores que influenciam incluem: estrutura geométrica das paredes laterais da abertura, suavidade da parede laterais, velocidade de separação de estêncil para PCB, franquia de estêncil e precisão dimensional da abertura.
Duas principais proporções de projeto de estêncil são definidas abaixo:
- Proporção de área: Relação entre a área da abertura vertical e a área da parede lateral
- Proporção de aspecto: Relação entre a largura da abertura e a espessura do estêncil
Fórmula:
Proporção de área = área da abertura / área da parede lateral =
(L×W)/[2×(L+W)×T]
Relação de aspecto = Largura da abertura / espessura do estêncil =
W/T
Com a atualização contínua da integração eletrônica, os comprimentos dos pinos dos componentes e os tamanhos das almofadas estão diminuindo gradualmente, exigindo aberturas de estêncil ultrafinas e desempenho de estêncil mais rigoroso.
Para assegurar uma taxa de libertação qualificada de pasta de solda superior a 75%, as especificações de projeto devem satisfazer:Ratio de aspecto > 1,5,Ratio de área ≥ 0.66
A norma IPC-7525B especifica dimensões de abertura universais para diferentes componentes.Otimizamento direcionado baseado em passos reais dos pinos dos componentes é necessário para atender ao rendimento geral de impressão.
Os processos de fabricação de estênceis determinam diretamente a suavidade da parede lateral e a precisão dimensional.
Principais processos convencionais: gravação química, corte a laser e eletroformagem.
A gravação química e o corte a laser são processos subtrativos, enquanto a eletroformação é um processo aditivo com diferenças significativas de custo.
Considerando o custo de produção e o tempo de entrega,
corte a laseré amplamente adoptado na produção em massa, especialmente para aplicações de agulha fina inferior a 0,5 mm.
O corte a laser elimina etapas de transferência de imagem, proporcionando alta precisão de posicionamento e baixas taxas de erro.que melhora muito a eficiência de desmoldagem e liberação da pasta de solda.
1.2 Propriedades da pasta de solda e utilização normalizada
A pasta de solda é uma mistura viscosa homogênea composta de pó de liga de solda, fluxo e aditivos funcionais.
Quando aquecido até a temperatura de refluxo, o fluxo se volatiliza e o pó de liga derrete em líquido.Dependendo da tensão superficial e da umedecibilidade, a solda fundida preenche os espaços e forma juntas sólidas de solda de alta fiabilidade após o resfriamento.
O processo de impressão utiliza plenamente oTixotropiade pasta de solda: a viscosidade diminui acentuadamente sob força de cisalhamento para permitir um enchimento suave através de aberturas de estêncil e fácil desmoldamento;A viscosidade recupera-se rapidamente uma vez que a força externa é removida para evitar a queda e o deslocamento.
Especificações de gestão da pasta de solda
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