СТАТЬИ

Технология нанесения паяльной пасты на печатную плату

Нанесение паяльной пасты на печатные платы является одним из самых важных этапов в технологии поверхностного монтажа.
Многие проблемы с печатью, размещением компонентов и оплавлением паяльной пасты связаны с неправильными методами обработки и нанесения паяльной пасты. Большинство брака в конечных изделиях связано с неправильным нанесением паяльной пасты. Хорошее качество печати, в конечном счете, означает доставку нужного количества паяльной пасты на контактную площадку печатной платы, слой пасты должен быть ровным с равномерной толщиной по всей поверхности контактной площадки. Проблемы нанесения возникают из-за свойств паяльной пасты: паста представляет собой порошкообразный припой (шарики) с добавлением флюса, различных активаторов и присадок, паста имеет желеобразную консистенцию и поэтому она постоянно растекается и прилипает к любой поверхности, что сильно усложняет процесс нанесения паяльной пасты на поверхность контактных площадок, т.к. эти площадки с развитием технологий становятся все меньше и меньше.
Рассмотрим несколько основных методов нанесения паяльной пасты.

трафаретная печать

Трафаретная печать
Трафаретная печать – самый распространенный метод нанесения паяльной пасты. Данный метод применяется при производстве любых партий конечных изделий. Благодаря простоте и надежности трафаретная печать широко распространена в производстве электроники.
Метод трафаретной печати паяльной пасты на печатные платы основан на том, что паяльная паста наноситься через отверстия в трафарете, которые называются апертурами. Апертуры трафарета расположены над контактными площадками, на которые требуется нанести паяльную пасту. Нанесение пасты осуществляется ракелем, который во время прохода над трафаретом продавливает нужное количество паяльной пасты в апертуры трафарета. Количество нанесённой пасты зависит от размера апертуры и толщины трафарета. Нанесение пасты через трафарет позволяет получить повторяемые отпечатки паяльной пасты, что важно при массовом производстве. Реология пасты довольно сложная, вязкость пасты выше при меньшем коэффициенте сдвига и ниже при большем сдвиге. Паста должна беспрепятственно проникать сквозь апертуры трафарета и перемещаться по поверхности трафарета и на печатной плате должна сохранять форму. На качество нанесения паяльной пасты при трафаретном методе влияют многие факторы: качество трафарета, вид ракельных ножей, угол движения ракельных ножей, скорость движения ракеля, сила прижима ракеля к трафарету, скорость и вид отрыва трафарета от печатной платы, температура рабочей зоны. Позже мы подробнее рассмотрим все факторы, влияющие на качество нанесения паяльной пасты.

каплеструйная печать

Каплеструйная печать
Каплеструйная печать (jet - printing) – это бесконтактное струйное дозирование паяльной пасты на контактные площадки печатной платы. Каплеструйная печать позволяет полностью контролировать процесс нанесения паяльной пасты, в том числе, как наносить паяльную пасту поверх уже нанесенного слоя. Изначально паста наносится согласно настройкам программного обеспечения, используемым по умолчанию на основании введенных CAD-данных ( эти данные берутся при разработке печатной платы). Тем не менее, у пользователя есть возможность изменять объем наносимой паяльной пасты, область нанесения, высоту и количество слоев пасты для каждой отдельной контактной площадки. Объем доз, размер и форма наносимого слоя легко настраиваются и оптимизируются для каждого отдельного компонента и контактной площадки на плате.
Система каплеструйной печати исключает необходимость перемещения по оси Z.
Бесконтактная голова принтера очень точно наносит материалы на каждую контактную площадку печатной платы, снижая вероятность ремонта плат и повышая выход годной продукции. Возможность нанесения клея и паяльной пасты одним принтером за один рабочий цикл экономит рабочее пространство.
Технология каплеструйной печати позволяет работать с максимально сложными платами и компонентами наиболее сложной конструкции и оптимизировать работу существующей производственной линии.

метод дозирования для нанесения паяльной пасты

Метод дозирования для нанесения паяльной пасты.
Метод дозирования заключается в нанесение пасты на контактную площадку печатной платы через дозатор в ручном или автоматическом режиме. Для работы с дозаторами используется паяльная паста с меньшей вязкостью, чем при трафаретной печати.
Рассмотрим несколько видов дозаторов:

пневматические дозаторы

Пневматические дозаторы.
Формирование дозы пасты и поток пасты в пневматических дозаторах контролируется за счет нагнетания сжатого воздуха в шприц и снятия давления. Величина и время приложенного давления, а также внутренний диаметр иглы определяют диаметр дозы пасты. Основным достоинством данного метода является простота реализации: в шприце находится паяльная паста, к которой прикладывается контролируемый импульс давления, и необходимый объём паяльной пасты через наконечник шприца выдавливается на печатную плату. Одним из основных недостатков пневматического дозатора является изменение результатов дозирования с изменением уровня материала в шприце. Метод обладает небольшой производительностью.

поршневые дозаторы

Поршневые дозаторы.
Поршневые дозаторы работают следующим образом: при подъеме поршня вверх паяльная паста под действием давления, приложенного к картриджу, затекает в рабочую камеру. Затем поршень под действием давления перемещается в рабочую камеру и выдавливает паяльную пасту через дозирующую иглу на печатную плату. Объем дозы зависит от объема камеры, вида поршня, величины хода поршня. Преимущество поршневого дозатора – малая зависимость производительности от размера точки, наносимой на печатную плату. Сочетание этого качества поршневых дозаторов с независимостью дозируемого объема от вязкости материала позволяет наносить материал с большой производительностью, точностью и повторяемостью по сравнению с обычными пневматическими дозаторами. В отличие от пневматических дозаторов, картридж в которых одноразовый, поршневые дозаторы необходимо периодически обслуживать и чистить. Скорость нанесения пасты выше, чем у пневматических дозаторов. Недостатком является зависимость объема дозы от вязкости паяльной пасты.

шнековые дозаторы

Шнековые дозаторы
Основным элементом, влияющим на качество формирования дозы, является шнек или архимедов винт. Материал подается из шприца в канал со шнеком с помощью сжатого воздуха. Далее с помощью нормированного вращения шнека материал продавливается через иглу на печатную плату. Скорость и продолжительность поворота винта, а также размер отверстия определяют количество паяльной пасты, нанесенной на печатную плату. Преимущество данного метода – нанесение маленьких доз и высокая точность их нанесения. Недостатком является невысокая скорость нанесения паяльных паст.

пьезоэлектрические дозаторы

Пьезоэлектрические дозаторы
Принцип работы дозатора заключается в следующем: при помощи пьезоэлектрический нагнетательного насоса-дозатора (пьезоактуатора) приводится в движение механизм подачи материала. Пьезоэлектрический нагнетательный насос-дозатор относится к системам дозирования паяльных паст для нанесения на печатную плату и позволяет наносить пасту с помощью приложения к емкости с паяльной пастой импульса давления в течение определенного времени. К недостаткам данного нанесения можно отнести сложность конструкции. Преимуществом является высокая скорость дозирования и высокая точность нанесения.
Откройте мир технологий поверхностного монтажа с нашим каналом на Дзене! Узнавайте о передовом оборудовании, которое мы производим, и погрузитесь в увлекательные статьи и видео.
Переходите по ссылке и будьте в курсе всех новостей!