Technologie PCB - ​ Salle de conférence PCBA: comment résoudre les composants miniaturisés

Ces dernières années, avec l'augmentation des exigences de performance des appareils terminaux intelligents tels que les smartphones, les tablettes et autres, la demande de miniaturisation et de minceur des composants électroniques dans l'industrie de la fabrication de PCB est devenue de plus en plus forte. Avec la montée des wearables, ce besoin est encore plus grand. De plus en plus

À mesure que les éléments deviennent plus petits, le processus de production de PCB deviendra de plus en plus difficile. Augmenter le taux de passage est devenu l'objectif principal des ingénieurs de processus SMT. En général, plus de 60% des défauts de l'industrie SMT sont liés à l'impression de pâte à souder, un processus clé dans la production de SMT. Résoudre le problème de l'impression de pâte à souder revient à résoudre la plupart des problèmes de processus dans l'ensemble du processus SMT. Actuellement, les dispositifs SMD UK 01005 et BGA / CSP 0,4 pas sont couramment utilisés dans la production de SMT. Un petit nombre de dispositifs métriques 03015 SMD sont également utilisés dans la production, tandis que les dispositifs métriques 0201 SMD ne sont actuellement que dans la phase de production pilote et devraient être progressivement utilisés dans la production au cours des prochaines années.

Pour comprendre les défis posés par les composants miniaturisés à l'impression de pâte à souder, nous devons d'abord comprendre le ratio de surface de l'impression au pochoir.

Ratio de surface pour l'impression au pochoir (area ratio)

Si le rapport de surface d'ouverture du moule n'est pas conforme (le moule est trop épais), l'image suivante apparaîtra. Lorsque la pâte à souder est imprimée et démoulée, la pâte à souder du petit composant adhère aux parois de la maille d'acier et tombe au point de soudure. La quantité de pâte à souder sur le disque est faible.

Si le rapport de surface d'ouverture du moule n'est pas conforme (le moule est trop épais), l'image suivante apparaîtra

Pour l'impression de pâte à souder de petits Plots, plus l'ouverture du plot et du pochoir est petite, plus il est difficile de séparer la pâte de la paroi du trou du pochoir. Pour résoudre le problème de l'impression de pâte pour les Plots miniaturisés, on peut se référer aux solutions suivantes:

1. La solution la plus directe est de réduire l'épaisseur du treillis métallique et d'augmenter le rapport de surface de l'ouverture.

Comme le montre l'image ci - dessous, après l'utilisation d'un treillis métallique mince, les Plots des petites pièces sont bien soudés. C'est la solution la plus simple et la plus efficace si le substrat produit n'a pas de composants de grande taille, mais s'il y a des éléments de grande taille sur le substrat, les éléments de grande taille seront mal soudés en raison de la faible teneur en étain. Donc, s'il s'agit d'une matrice hautement mixte avec de gros ingrédients, nous avons besoin des autres solutions énumérées ci - dessous.

La solution la plus directe consiste à réduire l'épaisseur du treillis métallique et à augmenter le rapport de surface des ouvertures.

2. Avec la nouvelle technologie de treillis métallique, réduit l'exigence de taux d'ouverture de treillis métallique.

1) FG (grain fin) treillis métallique

La tôle d'acier FG contient un élément de niobium qui peut affiner les grains, réduire la sensibilité à la surchauffe et la fragilité de l'acier et améliorer la résistance. La paroi du trou de la tôle d'acier FG découpée au laser est plus propre, plus lisse et plus propice au démoulage que la tôle d'acier 304 normale. Le rapport de surface d'ouverture d'un treillis en tôle d'acier FG peut être inférieur à 0,65. Par rapport au treillis en acier 304 avec le même taux d'ouverture, le treillis en acier FG peut être fabriqué légèrement plus épais que le treillis en acier 304, ce qui réduit le risque de moins d'étain dans les grandes pièces.

2) treillis métallique électroformé

Le principe de fabrication du treillis d'acier électroformé est le suivant: impression du matériau de colle photolithographique sur un substrat métallique conducteur, puis fabrication du gabarit électroformé à l'aide d'un moule de blindage et d'une exposition aux UV, puis mise du gabarit mince dans le liquide d'électroformage pour l'électroformage. En fait, l'électroformage est similaire au placage, sauf que la Feuille de nickel après électroformage peut être retirée de la plaque de base pour former une maille d'acier.

Treillis métallique électroformé

Le treillis métallique électroformé a les caractéristiques suivantes: il n'y a pas de contrainte à l'intérieur de la plaque d'acier, la paroi du trou est très lisse, le treillis métallique peut être de toute épaisseur (dans les 0,2 mm, soumis au contrôle du temps d'électroformage), l'inconvénient est le coût élevé. L'image ci - dessous est une vue comparative de la maille d'acier laser et du mur de maille d'acier moulé électriquement. La paroi de trou lisse du treillis métallique électroformé a un meilleur effet de démoulage après l'impression, de sorte que le taux d'ouverture peut être aussi bas que 0,5.

Comparaison de la maille d'acier de laser avec le diagramme de mur de maille d'acier d'électroformage

3) Échelle treillis métallique

Le treillis métallique étagé peut être localement épaissi ou aminci. La partie partiellement épaissie est utilisée pour imprimer des plots nécessitant une grande quantité de pâte à souder et la partie épaissie est réalisée par électroformage et est plus coûteuse. L'amincissement est réalisé par gravure chimique. La partie amincie est utilisée pour imprimer le rembourrage des pièces miniaturisées, ce qui rend le démoulage meilleur. Une gravure chimique moins coûteuse est recommandée pour les utilisateurs plus sensibles aux coûts.

4) Nano - revêtement. (Nano - Super - revêtement)

Sur la surface du treillis métallique enduit ou plaqué une couche de nano - revêtement, le Nano - revêtement rend la paroi du trou repousse la pâte à souder, de sorte que l'effet de démoulage est meilleur, la stabilité volumique de l'impression de pâte à souder est plus cohérente. De cette façon, la qualité de l'impression est plus garantie et le nombre de nettoyages et d'essuyages du treillis métallique réduit. À l'heure actuelle, la plupart des processus domestiques n'appliquent qu'une couche de nano - peinture, l'effet s'affaiblit après l'impression d'une certaine quantité. À l'étranger, il y a des nano - revêtements plaqués directement sur le fil d'acier, avec un meilleur effet et une meilleure durabilité, et bien sûr un coût plus élevé.

3. Processus de moulage de pâte à souder double.

1) Impression / impression

Deux presses sont utilisées pour imprimer et former la pâte à souder. Le premier Imprime les petits Plots d'éléments à un pas fin à l'aide d'un moule ordinaire et le second Imprime les grands Plots d'éléments à l'aide d'un moule 3D ou d'un moule en escalier. Cette méthode nécessite deux imprimantes et le coût du pochoir est également élevé. Si vous utilisez un moule 3D, vous utilisez également un racleur en peigne, ce qui augmente le coût de production du PCB et est également peu productif.

2) Impression / pulvérisation d'étain

La première imprimante à pâte à souder Imprime les petits Plots d'éléments à pas rapproché et la deuxième imprimante à jet d'encre Imprime les grands Plots d'éléments. De cette façon, le moulage de la pâte à souder fonctionne bien, mais est coûteux et peu efficace (en fonction du nombre de plots de grandes pièces).

Processus de moulage de pâte à souder double

Les utilisateurs peuvent choisir d'utiliser plusieurs des solutions ci - dessus en fonction de leur situation. En termes de coût et d'efficacité de production, la réduction de l'épaisseur du moule, l'utilisation d'un moule avec une surface d'ouverture requise relativement faible et un moule en escalier sont des options plus appropriées; Les utilisateurs avec des rendements faibles, des exigences de qualité élevées et des coûts insensibles peuvent choisir un schéma d'impression / jet d'encre.