У статті пояснюється, чому для малих і великих компонентів потрібні трафарети різної товщини.
Друк паяльної пасти для дуже маленьких компонентів, таких як CSP з відстанню між контактами 0,3 мм, або компонентів у корпусах 01005, є ключовим завданням у процесі друку. Це стає особливо складним, коли та сама друкована плата також містить набагато більші компоненти, такі як радіочастотні екрани, роз’єми SMT або великі компоненти.
Для того, щоб зберегти так званий коефіцієнт площі (area ratio) (ця концепція проілюстрована на мал. 1) більше 0.55, що, як прийнято вважати, гарантує гарне перенесення пасти на основу, менші елементи зазвичай вимагають трафарету товщиною 3 міл (75 мкм). Більші компоненти, з іншого боку, вимагають більшої висоти або більшого об’єму нанесення паяльної пасти, тому для них відповідна товщина трафарету знаходиться в діапазоні від 4 до 5 міл (від 100 до 125 мкм).
Заглиблюючись у проблему одночасної присутності великих і мініатюрних компонентів, варто уважніше придивитися до «роботи» тонкого і товстого трафарету під час друку. З одного боку, великі компоненти потребують більшої кількості паяльної пасти, щоб забезпечити достатню кількість припою для процесу пайки оплавленням. Якщо той самий трафарет використовувати для друку пасти для невеликих компонентів, отвори настільки маленькі, що це ускладнює або навіть унеможливлює вивільнення пасти з отвору. Погане виділення пасти спричинене комбінацією кількох факторів, але все це можна проілюструвати за допомогою концепції коефіцієнту площі. Коефіцієнт площі визначається як площа отвору, поділена на площу стінки отвору (мал. 1).
Малюнок 1: Концепція коефіцієнта площі.
Проблеми, які виникають під час використання товстого трафарету як для малих, так і для великих компонентів, показані на мал. 2. Більш товстий трафарет забезпечує достатню кількість пасти для формування прийнятної форми паяного з’єднання в процесі паяння оплавленням, однак у випадку невеликих компонентів погане виділення пасти на контактні площадки спричиняє недостатнє нанесення пасти та утворення дефектних паяних з’єднань.
Малюнок 2. Переваги та недоліки використання товстого трафарету.
Між тим, на мал. 3 показані проблеми, які виникають під час використання тонкого шаблону. У разі невеликих компонентів перенос пасти хороший, що призводить до гарної форми паяного з’єднання, але – навіть за умов правильного переносу пасти – у випадку великих компонентів кількість паяльної пасти недостатня для створення постійного паяного з’єднання. Стандартна вказівка щодо апертури трафарету полягає в тому, щоб підтримувати коефіцієнт площі >0,66 (це, наприклад, зазначено в стандарті IPC 7525). Це досягається шляхом регулювання розміру апертури та/або товщини трафарету. Технологія трафаретів також відіграє певну роль, і Редакція А стандарту IPC 7525 змінює вказівки на 0,5 для певних технологій трафаретів, у тому числі електроформованих трафаретів.
Малюнок 3. Переваги та недоліки використання тонкого трафарету.
На мал. 4 показано співвідношення площ як функцію товщини шаблону та розміру апертури, проілюстроване на прикладі компонентів CSP 0,3 мм і компонентів у корпусі 01005.
Малюнок 4: Коефіцієнт площі в залежності від товщини шаблону та розміру апертури.
Є кілька стандартних рішень цієї «дилеми». Перший, рідкісний, варіант – двічі нанести пасту на плату за допомогою двох трафаретів. Спочатку маленькі отвори друкуються тонким трафаретом, а більші об’єми пасти створюються товстішим трафаретом зі спеціальними опуклими кишенями для захисту першого відбитка. Ще одним варіантом є, звичайно ж, використання ступінчатих трафаретів зі змінною товщиною. Іншим варіантом є використання сучасних технологій виготовлення самого трафарету, що забезпечує хорошу ефективність перенесення пасти для коефіцієнта площі менше 0,5. У цьому випадку можна використовувати більш товстий трафарет для друку контактних площадок для всіх компонентів. Сучасні технології вирізання трафаретів з коефіцієнтом площі від 0,4 до 0,69 включають трафарети для лазерного різання з дрібнозернистої нержавіючої сталі, сталі з тефлоновим покриттям PTFE, а також гальваноформовані трафарети з тефлоновим покриттям і без нього.
За матеріалами сайту https://tek.info.pl
Лайкнути
Твітнути