La impresión de pasta de soldadura es un proceso crítico en la tecnología SMT y su calidad determina directamente el rendimiento general de la producción SMT.
Este artículo analiza y analiza factores clave que incluyen el diseño de la plantilla, la aplicación de pasta de soldadura y las condiciones de la placa PCB, así como los estándares de inspección posteriores a la impresión. La investigación proporciona una guía valiosa para mejorar la calidad de impresión de la soldadura en pasta.
Descripción general de la impresión SMT y de soldadura en pasta
SMT significa Tecnología de montaje en superficie. Es un proceso de fabricación que imprime soldadura en pasta en forma de pasta en almohadillas designadas de placas de circuito impreso. Luego, las placas se calientan en un horno de reflujo para derretir y fusionar la pasta de soldadura, formando uniones confiables y permanentes entre las clavijas de los componentes y las almohadillas del circuito.
SMT presenta alta automatización, alta densidad de empaque, tamaño de producto compacto y excelente consistencia de producción. Como procedimiento principal de toda la línea de producción SMT, la impresión de soldadura en pasta desempeña un papel insustituible en el control del rendimiento.
Las estadísticas muestran que más del 70% de los defectos en el ensamblaje SMT se originan en el proceso de impresión de soldadura en pasta, especialmente en placas de circuitos de alta densidad.
Los defectos de impresión comunes incluyen volumen de soldadura insuficiente, sangrado, hundimiento, impresión offset, restos de estaño y espesor desigual. Estos problemas desencadenarán aún más fallas posteriores, como puentes, huecos de soldadura, soldadura insuficiente y circuitos abiertos.
1. Factores que influyen en la impresión de soldadura en pasta
La calidad de la impresión de la soldadura en pasta se ve afectada por múltiples variables: equipo de impresión, calidad de la plantilla, rendimiento de la espátula, propiedades de la soldadura en pasta, sustratos de PCB, parámetros del proceso y entorno operativo.
En la producción en masa real, las especificaciones básicas del hardware (equipo de impresión, material/dureza/modelo de la rasqueta) y las condiciones ambientales (temperatura, humedad, limpieza) suelen ser fijas.
Por lo tanto, este artículo se centra en analizar factores controlables: rendimiento de la plantilla, gestión de la pasta de soldadura, planitud de la PCB y optimización de los parámetros de impresión.
1.1 Diseño, fabricación y aplicación de plantillas
La plantilla afecta principalmente a la
tasa de liberación de pasta de soldadura, definido como la relación entre el volumen de soldadura en pasta transferido a la almohadilla y el volumen total de las aberturas de la plantilla.
Tasa de liberación de pasta de soldadura = Volumen de pasta de soldadura en las almohadillas / Volumen de apertura de la plantilla
Los dos indicadores de diseño básicos que rigen la tasa de liberación son
tamaño de aperturay
espesor de la plantilla.
Otros factores que influyen incluyen: estructura geométrica de las paredes laterales de la apertura, suavidad de las paredes laterales, velocidad de separación de la plantilla a PCB, espacio libre de la plantilla y precisión dimensional de la apertura.
A continuación se definen dos proporciones clave de diseño de esténcil:
- Relación de área: Relación entre el área de apertura vertical y el área de la pared lateral
- Relación de aspecto: Relación entre el ancho de la abertura y el grosor de la plantilla
Fórmula:
Relación de área = Área de apertura / Área de pared lateral =
(l×W.)/[2×(l+W.)×t]
Relación de aspecto = Ancho de apertura / Grosor de la plantilla =
W./t
Con la mejora continua de la integración electrónica, los pasos de los pines de los componentes y los tamaños de las almohadillas se están reduciendo gradualmente, lo que requiere aperturas de plantilla ultrafinas y un rendimiento de plantilla más estricto.
Para garantizar una tasa de liberación de soldadura en pasta calificada superior al 75 %, las especificaciones de diseño deben cumplir: Relación de aspecto > 1,5, Relación de área ≥ 0,66
El estándar IPC-7525B especifica dimensiones de apertura universal para diferentes componentes. En la producción real, se requiere una optimización específica basada en los pasos reales de los pines de los componentes para alcanzar el rendimiento general de impresión.
Los procesos de fabricación de plantillas determinan directamente la suavidad de las paredes laterales y la precisión dimensional.
Principales procesos principales: grabado químico, corte por láser y electroformado.
El grabado químico y el corte por láser son procesos sustractivos, mientras que el electroformado es un proceso aditivo con importantes diferencias de costos.
Teniendo en cuenta el coste de producción y el tiempo de entrega,
corte por láserse adopta ampliamente en la producción en masa, especialmente para aplicaciones de paso fino por debajo de 0,5 mm.
El corte por láser elimina los pasos de transferencia de imágenes, lo que ofrece una alta precisión de posicionamiento y bajas tasas de error. Sus paredes laterales de apertura forman una estructura cónica de 2° (un poco más grande en la parte inferior), lo que mejora en gran medida la eficiencia de desmoldeo y liberación de la pasta de soldadura.
1.2 Propiedades de la soldadura en pasta y uso estandarizado
La soldadura en pasta es una mezcla viscosa homogénea compuesta de polvo de aleación de soldadura, fundente y aditivos funcionales.
Conserva una viscosidad suave a temperatura ambiente para reparar temporalmente los componentes electrónicos. Cuando se calienta a la temperatura de reflujo, el fundente se volatiliza y el polvo de aleación se funde hasta convertirse en líquido. Basándose en la tensión superficial y la humectabilidad, la soldadura fundida llena los huecos y forma uniones de soldadura sólidas y de alta confiabilidad después del enfriamiento.
El proceso de impresión utiliza plenamente eltixotropíade soldadura en pasta: la viscosidad cae bruscamente bajo la fuerza de corte para permitir un llenado suave a través de las aberturas de la plantilla y un fácil desmoldeo; La viscosidad se recupera rápidamente una vez que se elimina la fuerza externa para evitar que se desplome y se desplace.
Especificaciones de gestión de pasta de soldadura
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