Problemy nadruku pasty w montażu SMT

Porównanie metod sitodruku i jet printingu ujawnia wiele interesujących różnic pomiędzy tymi technikami. Co prawda sitodrukarki oferują szereg udoskonaleń, służących optymalizacji procesu nakładania pasty, jednak osiągnięcie doskonałej jakości depozytu jest znacznie łatwiejsze przy użyciu technologii jet printing. Co więcej, możliwość do nakładania indywidualnych depozytów na każdy pojedynczy pad, może być ostateczną odpowiedzią na rosnące wymagania jakościowe. Rola połączeń wykonywanych za pomocą pasty lutowniczej jest bardzo ważna, decyduje bowiem o końcowej jakości układu elektronicznego. Depozyt musi zapewnić zarówno mocne połączenie elektryczne, jak i mechaniczne. Sposób aplikacji pasty jest kluczowym elementem, zapewniającym jakość połączenia, jednak jest on czuły na cały szereg czynników. Obecnie kwestie związane z nanoszeniem pasty lutowniczej są najczęściej wymienianą przyczyną błędów w procesie SMT, odpowiedzialną za około 70% błędów lutowniczych (niedobory, braki czy mostki). Trendy w przemyśle elektronicznym czynią tę sytuację jeszcze bardziej wyzywającą. Rośnie bowiem upakowanie elementów, stosuje się coraz mniejsze komponenty i odstępy, często zachodzi konieczność położenia dużego i małego elementu bezpośrednio obok siebie. Producenci płytek spotykają się z coraz bardziej skomplikowanymi zadaniami przy rosnących wymaganiach jakościowych Sitodruk z użyciem rakli oraz szablonu jest obecnie standardową metodą nakładania pasty lutowniczej na powierzchnię płytki PCB. Pomimo zalet tej metody, pozwalającej na automatyzację procesu i coraz bardziej zaawansowane rozwiązania w tym zakresie, technologia ta wciąż posiada pewne ograniczenia. Jest to spowodowane znaczną czułością procesu sitodruku na szereg czynników, wpływające na końcowy rezultat. Parametry te to szybkość nadruku, typ rakli, kąt nachylenia rakli, siła docisku, sposób separacji szablonu od PCB, szybkość rozłączania szablonu od płytki, sposób podtrzymywania płytki (w szczególności w przypadku nadruku dwustronnego), grubość szablonu oraz rozkład apertur. Każdy z tych parametrów musi zostać starannie dobrany, ażeby zapewnić najwyższą jakość. Jednym z ograniczeń tej technologii jest fakt, iż wielkość depozytu jest determinowana w znacznym stopniu przez grubość szablonu. Szablony o zróżnicowanej grubości są oczywiście odpowiedzią na ten problem, podnoszą one jest znacznie koszty i stopień skomplikowania procesu. Co więcej, ich zastosowanie wprowadza restrykcje dotyczące samego procesu projektowania płytki, bowiem szablony te wymagają zachowania tzw. ‘keep-out distances’ (dystans pomiędzy aperturą w cienkiej części szablonu, a najbliższą aperturą w części szablonu o standardowej grubości). W chwili obecnej producenci w zdecydowanej większości przypadków używają standardowych szablonów. Technologia jet printing jest stosunkowo nową techniką, polegającą na zastosowaniu tzw. wyrzutnika do nakładania pasty z dużą prędkością. Bezkontaktowy sposób nakładania pasty nie wywołuje żadnego nacisku na PCB i umożliwia budowę pojedynczego depozytu w trzech wymiarach (poszczególne krople mogą być nakładane jedna na drugą). Proces jest kontrolowany przez odpowiednie oprogramowanie, w którym parametry procesu są już uwzględnione dla wszystkich typów komponentów z bazy CAD. Jednakże użytkownik może również samemu regulować wszystkie parametry strzelania, takie jak ilość pasty, powierzchnia pokrycia, wysokość depozytu, ilość warstw pasty dla każdego elementu czy padu osobno. Technologia niewymagająca zastosowania szablonów zapewnia też szybszy proces produkcji. Odpada czas niezbędny za zamówienie szablonu, czyszczenie szablonu, a jako iż programy sterujące są wykonywane off-line, czas zmiany nastaw maszyny jest zminimalizowany. Co więcej, zmiany parametrów procesu w trakcie pracy są również bardzo szybkie i proste. Na podstawie materiału opracowanego przez MYDATA ‘Tackling SMT enemy number one - Raising the standard of solder paste application.’