PCB Tecnico - ​ Sala conferenze PCBA: come risolvere i componenti miniaturizzati

Negli ultimi anni, con l'aumento dei requisiti di prestazioni dei dispositivi terminali intelligenti come smartphone e tablet computer, l'industria manifatturiera di PCB ha una domanda più forte di miniaturizzazione e assottigliamento dei componenti elettronici. Con l'aumento dei dispositivi indossabili, questa domanda è ancora più grande. Sempre più.

Con componenti sempre più piccoli, diventerà sempre più difficile per il processo di produzione del PCB. Il miglioramento della velocità una tantum attraverso è diventato l'obiettivo principale dell'ingegnere di processo SMT. In generale, più del 60% dei difetti nell'industria SMT sono legati alla stampa della pasta di saldatura, che è un processo chiave nella produzione SMT. Risolvere il problema della stampa della pasta di saldatura equivale a risolvere la maggior parte dei problemi di processo nell'intero processo SMT. Attualmente, i dispositivi SMD 01005 britannici e BGA/CSP del passo 0,4 sono comunemente utilizzati nella produzione di SMT. Un piccolo numero di dispositivi SMD metrici 03015 sono utilizzati anche in produzione, mentre i dispositivi SMD metrici 0201 sono attualmente solo nella fase di produzione di prova e si prevede che saranno gradualmente utilizzati in produzione nei prossimi anni.

Per comprendere le sfide poste dai componenti miniaturizzati alla stampa di pasta saldante, dobbiamo prima capire il rapporto area della stampa stencil (Area Ratio).

Rapporto area della stampa stencil (Rapporto area)

Se il rapporto dell'area di apertura dello stencil non soddisfa i requisiti (lo stencil è troppo spesso), apparirà l'immagine seguente. Quando la pasta di saldatura viene stampata e smontata, la pasta di saldatura dei piccoli componenti si attacca alla parete della rete d'acciaio e cade sulla saldatura La quantità di pasta di saldatura sul disco è piccola.

Se il rapporto dell'area di apertura dello stencil non soddisfa i requisiti (lo stencil è troppo spesso), apparirà l'immagine seguente

Per la stampa della pasta di saldatura di pad miniaturizzati, più piccoli sono i pad e l'apertura dello stencil, più difficile è per la pasta di saldatura separarsi dalla parete del foro dello stencil. Per risolvere la stampa in pasta di saldatura di pastiglie miniaturizzate, ci sono le seguenti soluzioni di riferimento:

1. La soluzione più diretta è ridurre lo spessore della maglia d'acciaio e aumentare il rapporto di area delle aperture.

Come mostrato nella figura sottostante, dopo aver utilizzato una sottile rete d'acciaio, la saldatura dei cuscinetti di piccoli componenti è buona. Se il substrato prodotto non ha componenti di grandi dimensioni, questa è la soluzione più semplice ed efficace, ma se ci sono componenti di grandi dimensioni sul substrato, i componenti di grandi dimensioni saranno saldati male a causa della piccola quantità di stagno. Quindi, se si tratta di un substrato ad alta miscela con componenti di grandi dimensioni, abbiamo bisogno di altre soluzioni elencate di seguito.

La soluzione più diretta è ridurre lo spessore della maglia d'acciaio e aumentare il rapporto di area delle aperture.

2. Utilizzare la nuova tecnologia della maglia d'acciaio per ridurre il requisito per il rapporto di apertura della maglia d'acciaio.

1) Maglia d'acciaio FG (Fine Grain)

La lamiera d'acciaio FG contiene una sorta di elemento di niobio, che può raffinare il grano e ridurre la sensibilità al surriscaldamento e la fragilità di tempera dell'acciaio e migliorare la resistenza. La parete del foro della lamiera d'acciaio FG tagliata al laser è più pulita e liscia di quella della lamiera d'acciaio 304 ordinaria, che è più favorevole alla demolding. Il rapporto dell'area di apertura della rete d'acciaio fatta della lamiera d'acciaio FG può essere inferiore a 0,65. Rispetto alla maglia d'acciaio 304 con lo stesso rapporto di apertura, la maglia d'acciaio FG può essere resa leggermente più spessa della maglia d'acciaio 304, riducendo così il rischio di meno stagno nei componenti di grandi dimensioni.

2) Rete d'acciaio elettroformata

Il principio di fabbricazione della maglia d'acciaio di elettroformatura: stampando il materiale fotoresist sulla piastra di base conduttiva del metallo e quindi facendo il modello di elettroformatura schermando lo stampo e l'esposizione ultravioletta e quindi posizionando il modello sottile nel liquido di elettroformatura per elettroformatura. Infatti, l'elettroformatura è simile alla galvanizzazione, tranne che la lamiera di nichel dopo l'elettroformatura può essere spogliata dalla piastra inferiore per formare una rete d'acciaio.

Maglia d'acciaio elettroformata

La rete d'acciaio elettroformatrice ha le seguenti caratteristiche: non c'è stress all'interno della lamiera d'acciaio, la parete del foro è molto liscia, la rete d'acciaio può essere di qualsiasi spessore (entro 0,2 mm, controllato dal tempo di elettroformatura), lo svantaggio è che il costo è alto. L'immagine qui sotto è il confronto della rete d'acciaio laser e della parete elettroformata della rete d'acciaio. La parete liscia del foro della rete d'acciaio elettroformata ha un migliore effetto di demoulding dopo la stampa, in modo che il rapporto di apertura possa essere basso fino a 0,5.

Confronto della rete d'acciaio laser e della mappa della parete della rete d'acciaio elettroformata

3) Rete d'acciaio della scala

La rete d'acciaio a gradini può essere localmente ispessita o assottigliata. La parte parzialmente ispessita viene utilizzata per stampare i cuscinetti di saldatura che richiedono una grande quantità di pasta di saldatura e la parte ispessita viene realizzata mediante elettroformatura e il costo è più alto. Il diradamento è ottenuto mediante incisione chimica. La parte assottigliata viene utilizzata per stampare i pad di componenti miniaturizzati, il che rende migliore l'effetto demolding. Agli utenti che sono più sensibili ai costi si consiglia di utilizzare l'incisione chimica, che è più basso nel costo.

4) Nano rivestimento. (Nano Ultra Coating)

Rivestindo o placcando uno strato di nano-rivestimento sulla superficie della maglia d'acciaio, il nano-rivestimento rende la parete del foro respingere la pasta di saldatura, quindi l'effetto di demolding è migliore e la stabilità del volume della stampa della pasta di saldatura è più consistente. In questo modo, la qualità della stampa è più garantita e anche il numero di pulizia e pulizia della rete d'acciaio può essere ridotto. Attualmente, la maggior parte dei processi domestici applica solo uno strato di nano-rivestimento e l'effetto è indebolito dopo un certo numero di stampa. Nei paesi stranieri, ci sono nano-rivestimenti direttamente placcati sulla rete d'acciaio, che hanno un migliore effetto e durata e, naturalmente, il costo è anche più alto.

3. processo di stampaggio della pasta di saldatura doppia.

1) Stampa/Stampa

Due macchine da stampa sono utilizzate per stampare e formare pasta di saldatura. Il primo utilizza uno stencil ordinario per stampare i pad di componenti piccoli con passo fine, e il secondo utilizza stencil 3D o stencil passo per stampare i pad di componenti grandi. Questo metodo richiede due stampanti e anche il costo dello stencil è alto. Se viene utilizzato uno stencil 3D, viene utilizzato anche un raschietto a forma di pettine, che aumenta i costi di produzione del PCB e anche l'efficienza di produzione è bassa.

2) Stampa/stagno spray

La prima stampante per pasta di saldatura stampa pad di piccoli componenti a passo ravvicinato, e la seconda stampante inkjet stampa pad di grandi componenti. In questo modo, l'effetto di stampaggio della pasta di saldatura è buono, ma il costo è alto e l'efficienza è bassa (a seconda del numero di pad di componenti di grandi dimensioni).

Processo di stampaggio della pasta di saldatura doppia

Gli utenti possono scegliere di utilizzare le soluzioni di cui sopra diverse in base alla propria situazione. In termini di costi e efficienza di produzione, ridurre lo spessore dello stencil, utilizzando stencil di rapporto area di apertura a bassa richiesta e stencil passo sono scelte più adatte; Gli utenti con basso output, requisiti di alta qualità e utenti insensibili ai costi possono scegliere il piano di stampa/stampa a getto.