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Difetti Comuni di Stampa con Stencil per l’Assemblaggio PCB

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


What is Stencil Printing for PCB Assembly | PCBCart


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.


Common Stencil Printing Defects | PCBCart


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:


Best Practice for Process Control and Troubleshooting | PCBCart


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


Stencil Printing Defects Prevention | PCBCart


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.

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