Assemblaggio di circuiti stampati (PCB)è un processo di produzione ad alta precisione in cui ogni attività influisce sull’affidabilità del prodotto finale. La stampa della pasta saldante tramite stencil è tra le più fondamentaliProcessi SMT. Il processo di stampa con stencil definisce la quantità di stagno disponibile, la posizione di tale stagno e la stabilità dei componenti nel riflusso prima che i componenti vengano posizionati o saldati.
Piccole variazioni nel volume o nell’allineamento della pasta possono causare alcuni difetti, tra cui cortocircuiti, giunzioni deboli o guasti dei componenti. Poiché i progetti PCB vengono spinti verso passi più fini e densità più elevate, il controllo della stampa con stencil è ora necessario per garantire il rendimento e ridurre al minimo le rilavorazioni.
Perché la stampa con stencil è importante nell’assemblaggio PCB
Le applicazioni di stampa con stencil applicano la pasta saldante sui pad del PCB attraverso una serie di aperture tagliate con precisione mediante una lama raschiante metallica. Questo processo ha un impatto diretto sulla precisione di:
Conduttività e resistenza del giunto di saldatura
Autoallineamento dei componenti durante il riflusso
Tasso di successo al primo tentativo e resa di assemblaggio
Affidabilità del prodotto nel lungo termine
Poiché le operazioni a valle non possono correggere i depositi di pasta difettosi, la maggior parte dei difetti SMT si verifica in realtà nella fase di stampa. Ci sono tre fattori chiave per una stampa di successo:
Progettazione e spessore adeguati dello stencil
Comando di stampa costante (velocità, pressione, angolo)
Pasta saldante in buone condizioni, attrezzatura pulita
I difetti vengono presto rivelati quando una qualsiasi di queste variabili cambia
Difetti Comuni di Stampa con Stencil
Pasta saldante insufficiente o sovradimensionata
Uno dei problemi più comuni nella stampa con stencil è il volume errato della pasta. Una quantità insufficiente di pasta porta a giunti di saldatura scadenti o difettosi, mentre un eccesso di pasta rende più probabili i ponti di saldatura e la contaminazione.
Cause
Dimensione errata dell’apertura o dello spessore dello stencil
Regolazioni inappropriate della pressione del tergivetro
Viscosità elevata della pasta saldante o scadenza del materiale
Scarsa fuoriuscita degli stencil a causa di aperture ostruite
Soluzioni
Ottimizzare il design dell’apertura, di solito del 10-20% dei componenti con passo fine
Garantire una pressione costante della racla e una velocità di stampa regolare
Conservare la pasta saldante in magazzino in condizioni ottimali e lasciarla stabilizzare alla temperatura ambiente prima dell’uso
Introdurre una regolare routine di pulizia dello stencil per evitare ostruzioni
La base di giunzioni di saldatura uniformi risiede in un volume costante di pasta
Ponticelli di saldatura
I ponti di saldatura si verificano quando i pad adiacenti entrano accidentalmente in contatto con un eccesso di stagno, causando cortocircuiti elettrici dopo il riflusso.
Cause
Deposizione eccessiva di pasta saldante
Errore di allineamento dello stencil sui pad del PCB
Pressione di stampa eccessiva che spinge la pasta sotto lo stencil
Mancanza di uniformità degli strati di pasta sulla scheda
Soluzioni
Allineamento migliore dello stencil con sistemi di visione basati su riferimenti fiduciali
Utilizzare un'apertura stretta quando si usano dispositivi a passo fine
Massimizzare la pressione della spatola per evitare la fuoriuscita della pasta
monitorare la coerenza del volume utilizzando sistemi di ispezione della pasta saldante (SPI).
Il bridging tende a verificarsi in particolare negli assemblaggi ad alta densità e deve essere gestito nella fase di stampa.
Giunzioni di saldatura fredde o deboli
Piazzola di saldatura fredda La piazzola di saldatura fredda si verifica quando la saldatura non riesce a bagnare le piazzole o i terminali dei componenti, causando un collegamento elettrico inaffidabile.
Cause
Molte giunzioni fredde possono essere causate da problemi di stampa, sebbene siano visibilmente formate dopo il riflusso:
Mancanza o deposizione irregolare della pasta
Pastiglie infette o parti corrose
Scarse caratteristiche termiche di riflusso e volume di pasta incoerente
Soluzioni
Calibrare le stampanti con depositi di pasta uniformi
Confermare la freschezza della pasta saldante e le procedure di manipolazione
Ottimizzare i profili di temperatura di rifusione della lega di pasta
Controllare il corretto posizionamento dei componenti prima del reflow
I depositi di pasta saldante stabili consentono la fusione e il flusso della saldatura in modo uniforme durante il riscaldamento.
Tombstoning
Il tombstoning è un effetto di sostituzione in cui piccoli componenti passivi poggiano su un solo pad e vengono sollevati verticalmente durante il riflusso, lasciando un vuoto nel circuito.
Cause
Quantità diverse di pasta saldante tra i pad dei componenti
Design asimmetrico del pad o dell’apertura
Riscaldamento irregolare nel reflow
Soluzioni
Mantieni una deposizione costante di pasta sui due pad
Applicare modelli di apertura a maschera simmetrici
Fornire un corretto posizionamento e profili termici
Il tombstoning è un problema che si manifesta a seguito di un riflusso, ma la sua origine è spesso una stampa dello stencil imprecisa
Spalmatura o fuoriuscita di pasta
Lo sbavamento è la dispersione della pasta saldante oltre le aree dei pad di destinazione, contaminando quelle adiacenti ed esponendo il sistema al rischio di cortocircuito.
Cause
Scarso contatto tra stencil e PCB
Velocità elevata della racla o pressione della racla
Pasta residua sul lato inferiore dello stencil
La flessione del PCB manca di supporto
Soluzioni
Gli utensili di supporto della scheda devono essere utilizzati correttamente per mantenerla piatta
Ridurre la velocità di stampa e consentire l’avvolgimento controllato della pasta
Utilizzare cicli automatici di pulizia sotto lo stencil
Mantieni la distanza di distacco al minimo nella moderna stampa a contatto
Stencil e PCB devono essere separati e puliti completamente prima di effettuare depositi diretti
Striature o trascinamento dello stencil
La resistenza del telaio si presenta sotto forma di striature o linee irregolari di pasta saldante sulla superficie del PCB.
Cause
Angolo errato del tergivetro o lame danneggiate
Sovrapressione durante la stampa
Superfici di stencil che sono asciutte o contaminate
Soluzioni
Mantieni l’angolo della spatola tra 45° e 60°
Cambia regolarmente le lame vecchie
Migliorare la frequenza di pulizia degli stencil
Conferma che durante la stampa la pasta scorra in modo uniforme
L’ispezione visiva in una fase iniziale aiuta a rilevare le striature prima che il difetto si propaghi a valle.
Best practice per il controllo dei processi e la risoluzione dei problemi
In caso vengano rilevati difetti nella stampa con stencil, è possibile utilizzare un metodo sistematico per individuare rapidamente le cause principali:
Controllare i depositi di pasta e poi esaminare il posizionamento o il riflusso.
Pulizia, planarità e stato dell’apertura del telaio di controllo.
Controlla i parametri di stampa in base alle modifiche recenti.
Controllare il registro di stoccaggio della pasta saldante e la viscosità.
Utilizza le tendenze dei dati SPI per esaminare i guasti.
È molto meglio prevenire il controllo del processo piuttosto che correggere i difetti dopo l'assemblaggio.
Prevenzione dei difetti di stampa a stencil
L'assemblaggio di PCB ad alto rendimento dipende da un controllo di processo rigoroso:
Tagliato al laser o elettroformato di alta qualitàstencildovrebbe essere usato
Blocca e standardizza le impostazioni validate della stampante
Pulire gli stencil dopo 5-10 stampe su schede spesse
Eseguire l’ispezione pre-produzione di massa
Mantenere l’ambiente corretto (temperatura e umidità)
Lavora insieme aProgettazione per la producibilità (DFM)recensioni
La geometria e la spaziatura dei pad possono essere utilizzate per eliminare molti problemi di stampa durante la progettazione
Il successo dell’assemblaggio PCB si basa sulla stampa con stencil. Saldature difettose, ponticelli, giunti freddi, effetto tombstone, sbavature e trascinamento dello stencil sono generalmente causati da differenze nella progettazione dello stencil, nei parametri di stampa o nella gestione dei materiali.
PCBCart sfrutta decenni di esperienza inFabbricazione di PCBe assemblaggio, con l’approccio additivo della stampa a stencil di alta qualità, del controllo qualità e del pieno supporto DFM per ridurre al minimo i rischi di produzione fin dalle prime fasi. Il nostro team di ingegneri professionisti aiuta a ottimizzare i progetti per la producibilità senza compromettere le prestazioni di assemblaggio e i tempi rapidi di consegna. Richiedi un preventivo per permettere a PCBCart di aiutarti a portare il tuo progetto con sicurezza alla fase successiva di produzione.
Richiesta di preventivo per assemblaggio e produzione avanzata di PCB
Risorse utili
•Requisiti di progettazione dello stencil per componenti QFN per le prestazioni ottimali della PCBA
•Ridurre subito i difetti di saldatura o individuarli più tardi? Lo SPI lo rivela.
•Difetti comuni nell’assemblaggio PCB e come prevenirli
•Processo di assemblaggio di circuiti stampati
•Capacità avanzate di assemblaggio PCB di PCBCart per soddisfare tutte le vostre esigenze di assemblaggio elettronico
•Progettazione per la Produzione e l’Assemblaggio di PCB e Regole Generali a cui è Conforme