Dal punto di vista della tecnologia e della qualità, le capacità complete di un assemblatore SMT (Surface Mount Technology) possono essere osservate e individuate quando si analizzano gli elementi chiave del processo di assemblaggio SMT. Dopotutto, di fronte a un processo così complicato, è quasi impossibile ispezionare ogni dettaglio di produzione e sarebbe rischioso valutare pienamente le capacità del tuo CM solo dai prodotti finali. Pertanto, questo articolo condividerà conoscenze sufficienti per valutare la qualità SMT di un assemblatore di PCB, permettendoti di verificare se i circuiti stampati assemblati in quella fabbrica sono conformi agli standard da te richiesti.
Gli elementi chiave nella valutazione della qualità dell’assemblaggio SMT includono la qualità della stampa della pasta saldante, la qualità del riflusso, il posizionamento dei componenti, come evitare il posizionamento manuale, le capacità di calcolo e modifica dello spessore dello stencil, la dimensione delle aperture, apparecchiature o strumenti aggiornati. Tra questi elementi, il controllo qualità della stampa della pasta saldante è il più importante. Se la pasta saldante è stampata male, i tuoi circuiti stampati soffriranno inevitabilmente di bassa qualità anche se il montaggio dei componenti è eseguito con precisione e la temperatura di riflusso è adeguatamente regolata. Dopotutto, una quantità non standard di pasta saldante stampata è strettamente associata alla qualità della saldatura. Per quanto riguarda gli altri elementi per valutare le capacità dell’assemblatore SMT, la precisione della macchina di montaggio superficiale è solitamente fissa e la regolazione delle curve di temperatura di riflusso è strettamente legata alle conoscenze dell’ingegnere e all’esperienza di produzione. Sono necessarie poche modifiche speciali ora che i danni causati dalla temperatura di fusione della pasta saldante e dall’eccessivo calore apportato al materiale sono pienamente compresi.
Poi vengono i metodi per valutare e garantire la compatibilità della qualità di stampa della pasta saldante. La stampa della pasta saldante riguarda principalmente due aspetti di capacità: la capacità di gestione della qualità della pasta saldante e la capacità di stampa della pasta saldante.
Amministrazione della Qualità della Pasta Saldante
La pasta saldante di alta qualità dipende dalla sua marca e dal grado di freschezza. Per quanto riguarda il grado di freschezza della pasta saldante, è necessario tracciarlo a partire dal momento del riscaldamento, dell’apertura del barattolo e della miscelazione. I diversi produttori seguono regolamenti differenti che stabiliscono che la pasta saldante deve essere utilizzata entro un determinato periodo di tempo, altrimenti si ossiderà, causando una saldatura insufficiente durante il processo di rifusione. Inoltre, è necessario applicare una gestione rigorosa alla pasta saldante utilizzata sullo stencil.
Si raccomanda di conservare la pasta saldante a bassa temperatura per mantenerne l’attività, e di riscaldarla (in genere occorrono più di 4 ore) prima dell’applicazione per evitare che la sua temperatura sia incompatibile con quella ambiente. Quando la temperatura varia in modo drastico, si formeranno gocce d’acqua sulla superficie della pasta saldante, causando schizzi durante il processo di saldatura a rifusione ad alta temperatura.
Inoltre, dovresti anche esaminare questioni come il modo in cui la pasta saldante applicata con lo stencil verrà lavorata, come viene temporizzata la pasta saldante e come gestire e controllare la pasta saldante che è stata applicata allo stencil originale quando lo stencil viene modificato.
Un altro aspetto che deve essere studiato con attenzione è il momento in cui il primo lotto di pasta saldante viene portato a temperatura ambiente, soprattutto per gli assemblatori di PCB (Printed Circuit Board) che non lavorano 24 ore su 24. Poiché la linea SMT inizia a funzionare solo quando la pasta saldante è completamente acclimatata, alcune aziende manifatturiere avviano il processo di riscaldamento 4 ore prima o addirittura un giorno prima, per risparmiare tempo e migliorare l’efficienza delle linee SMT. È necessario sapere che l’attività della pasta saldante diminuirà notevolmente se la procedura di riscaldamento avviene un giorno prima dell’applicazione. In pratica, infatti, gli assemblatori professionali di PCB scarteranno sicuramente la pasta saldante se il riscaldamento avviene oltre 12 ore prima della sua applicazione.
Capacità di stampa della pasta saldante
Per quanto riguarda l’ispezione della capacità di stampa della pasta saldante, è necessario selezionare per il controllo PCB che contengano BGA a passo fine (0,4 mm o 0,5 mm). La stampa ripetuta della pasta saldante deve essere eseguita sullo stesso PCB per cinque-dieci volte e ogni risultato di stampa deve essere ispezionato al microscopio per verificare se si verificano problemi come cortocircuiti (bridging) o spostamenti.
PerProduttore SMTPossedendo lo SPI (Solder Paste Inspector), può essere utilizzato per misurare la quantità (volume) di pasta saldante.
Inoltre, la pulizia dello stencil è anche un elemento che influisce sulla qualità della stampa della pasta saldante. Poiché la fuoriuscita di pasta saldante tende a essere causata da una stampa prolungata, con conseguente formazione di ponti, lo stencil dovrebbe essere pulito a intervalli regolari con un panno privo di polvere o mediante ultrasuoni per evitare il problema dell’ostruzione dei fori.
L’amministrazione della qualità della pasta saldante e la capacità di stampa della pasta saldante sono il principale obiettivo dell’ispezione del processo di assemblaggio SMT. Naturalmente, la vera tecnica di stampa della pasta saldante comprende molti più elementi che possono essere riassunti nei seguenti aspetti:
a.Pasta saldante
La pasta saldante è composta principalmente da polvere di stagno (polvere di lega metallica che include Sn, Ag, Cu, Bi) e da flussante, ciascuno dei quali rappresenta circa il 50% in volume. È necessario selezionare un tipo di pasta saldante adatto e compatibile con i requisiti dei vostri prodotti. Inoltre, la polvere di stagno può essere classificata con numeri diversi. Più grande è il numero, più piccola è la particella. In generale, la polvere di stagno n. 3 viene utilizzata per l’SMT, mentre la polvere di stagno n. 4 è impiegata per il montaggio a passo fine o con pad di saldatura di piccole dimensioni.
b.Stencil
L'acciaio è solitamente utilizzato come materiale per lo stencil grazie ai suoi vantaggi di assenza di collasso e di elevata resistenza meccanica. Le aperture dell'acciaio sono generalmente realizzate in base a tre principali metodi differenti: incisione, taglio laser ed elettroformatura, con costi diversi. Per quanto riguarda i prodotti con IC a passo fine,stencil tagliato al laserè consigliato poiché la parete dell’apertura ottenuta tramite taglio laser risulta più dritta e pulita. Nonostante l’eccellente prestazione degli stencil galvanici, il loro effetto è limitato e il prezzo è relativamente elevato.
Lo spessore dello stencil e la dimensione dell’apertura influenzano notevolmente la qualità della stampa della pasta saldante e la qualità della saldatura a rifusione. In base ai principi, il punto chiave di gestione risiede nel volume di stagno, poiché la quantità di pasta saldante deve essere compatibile con la quantità di saldatura finale richiesta. In teoria, quanto più piccolo è il componente SMD, tanto più spesso deve essere lo stencil. Tuttavia, occorre tenere presente che quanto più sottile è la pasta saldante, tanto più difficile sarà controllare la quantità di stagno. In linea di massima, lo spessore di uno stencil ordinario rientra nell’intervallo da 0,12 mm a 0,15 mm. Per quanto riguarda i componenti a passo fine (0201 o 01005), è necessario uno stencil con spessore inferiore a 0,1 mm.
Impostazione e Modifica dei Parametri di Stampa Serigrafica
a.Pressione della lama di raschiatura
Una leggera modifica della pressione della lama di raschiatura porta a cambiamenti enormi nella stampa della pasta saldante. Se la pressione della lama è troppo bassa, la pasta saldante non riuscirà a cadere sul fondo dell’apertura dello stencil e a essere trasferita efficacemente sul pad. Se la pressione della lama è troppo alta, la pasta saldante sarà troppo sottile o gli stencil verranno persino danneggiati. La situazione ottimale è che la pasta saldante venga completamente raschiata dalla superficie dello stencil.
b.Spessore di stampa
Lo spessore di stampa dipende in gran parte dallo spessore dello stencil. Una leggera modifica dello spessore di stampa della pasta saldante può essere ottenuta variando la velocità della lama e la pressione della lama. Una riduzione adeguata della velocità di stampa della lama porta anche a un aumento della quantità di pasta saldante sul PCB.
c.Pulizia dello stencil
Nel processo di stampa della pasta saldante, lo stencil deve essere pulito ogni volta che 10 PCB sono stati stampati con successo, al fine di eliminare i depositi sul fondo degli stencil e la pasta saldante diffusa. Generalmente si utilizza alcol anidro come agente di pulizia.
Per ottenere una qualità di produzione SMT realmente elevata, è necessario svolgere indagini e analisi su ciascun anello del processo produttivo e sugli elementi chiave, in modo da poter individuare metodi di controllo efficaci. Tra i principali anelli delProcesso di assemblaggio SMTla stampa della pasta saldante è la più importante. Purché vengano impostati parametri ragionevoli e si padroneggino le corrispondenti relazioni tra di essi, alla fine si può ottenere una stampa di pasta saldante di alta qualità.
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Risorse utili
•Un'Introduzione Completa alla PCBA
•Progettazione per la Produzione e l’Assemblaggio di PCB e Regole Generali a cui è Conforme
•Requisiti dei file per ottenere preventivi di assemblaggio PCB
•Come creare una distinta base qualificata
•Processo di assemblaggio di circuiti stampati
•Come richiedere un preventivo e ordinare servizi di assemblaggio PCB
•Alcuni metodi utili per valutare le capacità dell’assemblatore SMT
•Come valutare un produttore di PCB o un assemblatore di PCB
Articolo scritto da Dora Yang, ingegnere di PCBCart, originariamente pubblicato sul numero di marzo 2017 della rivista SMT Magazine.
