Assemblage de circuits imprimés (PCB)est un procédé de fabrication basé sur une grande précision dans lequel chaque activité affecte la fiabilité du produit final. L’impression de pochoirs de pâte à braser fait partie des plus fondamentalesProcessus SMTLe procédé d’impression au pochoir définit la quantité de soudure disponible, l’emplacement de cette soudure et la stabilité des composants lors du refusionnage avant que les composants ne soient placés ou soudés.
De légères variations de volume de pâte ou d’alignement peuvent provoquer certains défauts, notamment des courts-circuits, des joints faibles ou des défaillances de composants. Avec des conceptions de circuits imprimés poussées vers des pas plus fins et des densités plus élevées, le contrôle de l’impression au pochoir est désormais nécessaire pour garantir le rendement et minimiser les retouches.
Pourquoi l’impression au pochoir est importante dans l’assemblage de PCB
Les applications d’impression au pochoir appliquent la pâte à braser sur les pastilles du PCB à travers une série d’ouvertures découpées avec précision à l’aide d’une raclette métallique. Ce procédé a un impact direct sur la précision de :
Conductivité et résistance des joints de soudure
Auto-alignement des composants par refusion
Taux de réussite au premier passage et rendement d’assemblage
Fiabilité du produit à long terme
Étant donné que les opérations en aval ne peuvent pas corriger les dépôts de pâte défectueux, la plupart des défauts SMT surviennent en réalité lors de la phase d’impression. Il existe trois facteurs clés pour une impression réussie :
Conception et épaisseur adéquates du pochoir
Commande d’impression constante (vitesse, pression, angle)
Pâte à souder en bon état, équipement propre
Les défauts apparaissent rapidement lorsque l’une de ces variables change
Défauts courants d’impression au pochoir
Pâte à braser inadéquate ou surdimensionnée
L’un des problèmes les plus courants de l’impression au pochoir est un volume incorrect de pâte. Une quantité insuffisante de pâte entraîne des soudures de mauvaise qualité ou défectueuses, tandis qu’un excès de pâte augmente les risques de pontage et de contamination.
Causes
Mauvaise taille d’ouverture ou épaisseur de pochoir incorrecte
Réglages inappropriés de la pression de la raclette
Viscosité élevée de la pâte à braser ou péremption du matériau
Mauvais décollement des pochoirs dû aux ouvertures obstruées
Solutions
Optimiser la conception de l’ouverture, généralement pour 10 à 20 % des composants à pas fin
Assurez une pression constante de la racle et une vitesse d’impression régulière
Conserver la pâte à braser en stock dans des conditions optimales et la laisser stabiliser en température avant utilisation
Introduisez un nettoyage régulier des pochoirs afin d’éviter les obstructions
La base de joints de soudure homogènes réside dans un volume de pâte constant
Pont de soudure
Les ponts de soudure se produisent lorsque des pastilles voisines entrent accidentellement en contact avec un excès de soudure, ce qui entraîne des courts-circuits électriques après le refusion.
Causes
Dépôt excessif de pâte à braser
Erreur d’alignement du pochoir sur les pastilles du PCB
Pression d’impression excessive poussant la pâte sous le pochoir
Manque d’uniformité des couches de pâte sur la carte
Solutions
Meilleur alignement des pochoirs avec des systèmes de vision à repères fiduciaires
Utilisez une ouverture étroite lorsque vous utilisez des dispositifs à pas fin
Maximiser la pression de la raclette pour éviter les bavures de pâte
surveiller la constance du volume à l’aide de systèmes d’inspection de pâte à braser (SPI).
Le pontage a tendance à se produire particulièrement dans les assemblages à haute densité et doit être maîtrisé dès l’étape d’impression.
Soudures froides ou faibles
Pastille de soudure froide La pastille de soudure froide se produit lorsque la soudure ne mouille pas correctement les pastilles ou les broches des composants, ce qui entraîne une connexion électrique peu fiable.
Causes
De nombreux joints froids peuvent être causés par des problèmes d’impression, bien qu’ils soient visiblement formés après la refusion :
Absence ou dépôt irrégulier de pâte
Coussins infectés ou pièces corrodées
Mauvaises caractéristiques thermiques de refusion et volume de pâte incohérent
Solutions
Calibrer les imprimantes avec des dépôts de pâte uniformes
Confirmer la fraîcheur de la pâte à braser et les procédures de manipulation
Optimiser les profils de température de refusion des alliages de pâte
Vérifier le bon emplacement des composants avant le refusionnement
Des dépôts de pâte à braser stables permettent la fusion et l’écoulement de la brasure de manière uniforme lors du chauffage.
Tombstoning
Le tombstoning est un effet de substitution dans lequel de petits composants passifs se dressent sur une seule pastille et sont soulevés verticalement pendant le refusion, laissant un trou dans le circuit.
Causes
Quantités différentes de pâte à braser entre les pastilles des composants
Conception asymétrique de pastille ou d’ouverture
Chauffage irrégulier lors du refusion
Solutions
Maintenez un dépôt constant de pâte sur les deux pastilles
Appliquer des modèles d’ouverture de pochoir symétriques
Fournir un positionnement adéquat et des profils thermiques appropriés
Le tombstoning est un problème qui apparaît à la suite d’un refusionnage, mais son origine provient fréquemment d’une impression de pochoir imprécise
Étaler ou Renverser la Pâte
L’étalement est la dispersion de la pâte à braser au-delà des zones de pastilles ciblées, contaminant les zones adjacentes et exposant le système au risque de court-circuit.
Causes
Mauvais contact pochoir-circuit imprimé
Vitesse élevée de la raclette ou pression de la raclette
Pâte résiduelle sous la face inférieure du pochoir
La flexion du PCB manque de support
Solutions
Les outils de support de la planche doivent être utilisés correctement afin de la maintenir plate
Ralentir la vitesse d’impression et permettre un roulage contrôlé de la pâte
Utiliser des cycles automatiques de nettoyage sous pochoir
Réduisez au minimum la distance de rupture dans l’impression par contact moderne
Le pochoir et le circuit imprimé doivent être séparés et nettoyés complètement avant d’effectuer des dépôts directs
Stries ou traînées de pochoir
La traînée de pochoir se manifeste sous forme de stries ou de lignes irrégulières de pâte à braser à la surface du PCB.
Causes
Angle de raclette incorrect ou lames endommagées
Surpression pendant l’impression
Surfaces de pochoir sèches ou contaminées
Solutions
Maintenez l’angle de la raclette entre 45° et 60°
Remplacez régulièrement les anciennes lames
Améliorer la fréquence de nettoyage des pochoirs
Confirmer que la pâte roule de manière fluide pendant l’impression
Une inspection visuelle à un stade précoce aide à détecter les stries avant que le défaut ne se propage en aval.
Meilleures pratiques pour le contrôle des procédés et le dépannage
En cas de détection de défauts d’impression au pochoir, une méthode systématique peut être utilisée pour identifier rapidement les causes profondes :
Vérifiez les dépôts de pâte, puis examinez le placement ou le refusion.
Propreté, planéité et état d’ouverture du pochoir de contrôle.
Vérifier les paramètres d’impression concernant les modifications récentes.
Vérifier l’enregistrement de stockage de la pâte à braser et sa viscosité.
Utilisez les tendances des données SPI pour examiner les défaillances.
Il est bien préférable de prévenir les problèmes de contrôle de processus plutôt que de corriger les défauts après l’assemblage.
Prévention des défauts d’impression au pochoir
Le montage de circuits imprimés à haut rendement dépend d’un contrôle de processus rigoureux :
Découpé au laser ou électroformé de haute qualitépochoirsdevrait être utilisé
Verrouiller et standardiser les paramètres d’imprimante validés
Essuyez les pochoirs après 5 à 10 impressions sur des cartes épaisses
Effectuer une inspection pré-production de masse
Maintenez un environnement adéquat (température et humidité)
Travailler ensemble avecConception pour la fabricabilité (DFM)avis
La géométrie et l’espacement des pastilles peuvent être utilisés pour éliminer de nombreux problèmes d’impression dès la phase de conception
La réussite de l’assemblage des circuits imprimés repose sur l’impression au pochoir. Les défauts de brasure, les ponts de soudure, les soudures froides, l’effet « tombstone », les bavures et le traînage de pochoir sont généralement tous causés par des différences dans la conception du pochoir, les paramètres d’impression ou la manipulation des matériaux.
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