ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ



Чтобы ознакомиться с дополнительной информацией, например узнать больше о температурном профиле оплавления, сокращении количества пустот, устранении таких дефектов, как «надгробный камень» и "собачьи уши", образовании шлама брускового припоя и совместимости флюсов, ознакомьтесь с техническими статьями.

ТРАФАРЕТНАЯ ПЕЧАТЬ

Трафаретная печать – это первый и, безусловно, самый ответственный этап технологии поверхностного монтажа. Полученные на данном этапе дефекты приводят к образованию брака на всех последующих шагах производства, таким образом, финансовые потери от дефектов на данном этапе производства самые высокие. Ниже мы предлагаем вашему вниманию примеры настроек и рекомендаций, которые помогут оптимизировать процесс нанесения паяльной пасты или укажут его слабые стороны. Большинство принтеров, как полностью ручные, так и полуавтоматические модели, могут быть настроены по предложенным параметрам.

Большинство проблем  процесса трафаретной печати, установки компонентов и оплавления паяльной пасты вызваны несоблюдением правил обращения и выбором неподходящих параметров нанесения паяльной пасты. Кроме того, на показатели качества паяльной пасты оказывают огромное влияние условия окружающей среды (температура и влажность), в которых происходит процесс нанесения и оплавления пасты. Значительно сократить или полностью избавиться от подобных проблем можно следуя рекомендациям производителя паяльной пасты, указанным в технической документации (TDS).

Наверх


ЗАЗОР МЕЖДУ ТРАФАРЕТОМ И ПЕЧАТНОЙ ПЛАТОЙ

Рекомендации

0,00 дюйма (контакт)

Определение

Расстояние или зазор между печатной платой и трафаретом, нужен по двум причинам: чтобы облегчить извлечение паяльной пасты из апертуры при отделении трафарета и чтобы обеспечить более плотный слой паяльной пасты на печатной плате во время печати.

Принцип действия

Во время цикла печати давление, оказываемое лезвием ракеля, прижимает трафарет к печатной плате, чтобы предотвратить нежелательное попадание пасты за границы апертур. После прохода лезвия трафарет поднимается на заданную высоту «зазора», отделяясь от паяльной пасты, которая остается на контактных площадках.

Недостатки печати с зазором

Печать с зазором – это способ, который был заимствован из технологии печати с помощью сетчатых трафаретов с неполностью открытыми апертурами. При использовании указанного типа трафаретов печать без зазора невозможна. При использовании современных трафаретов с полностью открытыми апертурами зазор как правило не требуется, а используется лишь как вынужденная мера при наличии дефектов у трафарета (некачественная резка, окалины апертур). Использование зазора при трафаретной печати способствует плохому проникновению пасты через апертуры трафарета, оказывает негативное влияние на однородность пасты, нарушая её реологические свойства. Так же при наличии зазора увеличивается вероятность нежелательного попадания паяльной пасты за пределы апертуры, вызывая вероятность образования дефектов.

Преимущества контактной печати

Контактная печать - это печать без зазора. Основные преимущества контактной печати очень просты. Этот процесс позволяет полностью избежать нежелательного растекания паяльной пасты вне площади контактной площадки. Особенно важно следить за отсутствием зазора при работе с кмпонентами с малым шагом, так как растекание пасты может привести к образованию перемычек.

Кроме того, контактная печать обеспечивает более равномерное распределение паяльной пасты и однородную высоту пасты при нанесении.

Настройка

Чтобы установить значение зазора, равное 0,00 дюйма (контакт), выполните следующие действия:

· Выберите ровную печатную плату.

· Поместите печатную плату под трафарет.

· Опустите трафарет или поднимите плату до высоты печати.

· При использовании вакуумных присосок для фиксации печатной платы их следует удалить. Внимание, перекрыть вакуум недостаточно!

· С помощью регулировки положения трафарета или печатной платы, добейтесь касания трафарета и печатной платы по всей области печати. С помощью пальца проверьте, что трафарет не имеет зазора при нажатии на него.

· Задайте параметры отскока трафарета таким образом, чтобы получился зазор между нижней поверхностью трафарета и подложкой вдоль всей ее поверхности.

· С помощью пальцев вдавите поверхность трафарета в подложку, медленно сокращая расстояние отскока до тех пор, пока трафарет не коснется поверхности подложки по всей области печати.

· Если у вас принтер с ручным управлением, зафиксируйте полученную высоту трафарета; если у вас автоматический принтер, сохраните полученное начальное положение платы/трафарета и повторите предыдущие шаги 2, 3 и 6 для проверки правильности установки зазора.

Примечание

При работе с некоторыми автоматическими принтерами недостаточно просто установить зазор печати равный нулю, настройки зазора напрямую связаны с начальными величинами нулевых позиций приводов оборудования. Проверяйте настройки оборудования по инструкции указанной выше.

При настройке зазора не забывайте обращать внимание на зону, где края платы касаются трафарета. В случае, если плата имеет минимальное коробление, края платы будут касаться трафарета, чем та часть, на которую наносится паста. При необходимости своевременно регулируйте силу прижатия платы к трафарету, но не забывайте, что чрезмерное усилие может привести к повреждению трафарета.

Наверх


ЗАЗОР РАЗДЕЛЕНИЯ

Рекомендации

От 0,010 до 0,050 дюйма – в зависимости от толщины платы, отскока и настройки нижнего упора.

Определение

Высота опоры по оси Z или опоры платы, которая будет опускаться на заданной скорости, чтобы очистить трафарет перед его подъемом в исходное положение.

Принцип действия

Наряду с зазором разделения этот параметр необходим, чтобы обеспечить отделение паяльной пасты от апертур трафарета. Опоры некоторых плат подвержены вибрации во время опускания (которая вызвана низкой скоростью вращения шагового привода или серводвигателя), что дополнительно способствует легкому извлечению паяльной пасты.

По завершении печатного цикла опора по оси Z, которая удерживает свежеотпечатанную подложку, опускается на заданной скорости (как правило, низкой, средней или высокой) до заданной высоты зазора разделения. По достижении высоты Z-опора возвращается на полной скорости в исходное положение.

Зазор разделения. Недостатки

Самый большой недостаток зазора разделения – замедление печатного цикла в целом. Вы вряд ли заметите снижение скорости при небольших значениях, однако когда значения приближаются к максимальным, вы заметите катастрофическое снижение скорости печати.

Зазор разделения. Преимущества

К основному преимуществу настройки зазора разделения можно отнести почти всегда полное извлечение паяльной пасты из апертур трафарета. Кроме того, эта настройка обеспечивает более равномерное нанесение пасты и сокращает образование пиков.

Настройка

Чтобы задать оптимальный показатель зазора разделения, задайте для начала в меню настроек значение зазора на 5 мил толще, чем используемый материал трафарета, а затем выполните нижеперечисленные действия. Пример: если толщина трафарета составляет 0,006 дюймов, начальное значение зазора – 0,011 дюймов.

1. Выберите хорошую и плоскую подложку.

2. Поместите подложку, которую необходимо пропечатать, под трафарет.

3. Опустите трафарет или поднимите плату до высоты печати.

4. Удалите весь вакуум, удерживающий плату, перекрыв его подачу; если этого недостаточно, отключите вакуумный насос.

5. Задайте параметры отскока трафарета таким образом, чтобы получился зазор между нижней поверхностью трафарета и подложкой вдоль всей ее поверхности.

6. С помощью пальцев вдавите поверхность трафарета в подложку, медленно сокращая расстояние отскока до тех пор, пока трафарет не коснется поверхности подложки по всей области печати.

7. Если у вас принтер с ручным управлением, зафиксируйте высоту трафарета в нужном месте и сбросьте настройки цифрового индикатора до показателя 0,00"; если у вас автоматический принтер, введите новый показатель отскока, сохраните изменения и повторите шаги 2, 3 и 6, чтобы подтвердить настройки.

Примечание

Крайне важно помнить о том, что при работе с некоторыми видами оборудования с автоматизированным контролем, недостаточно установить значение отскока из меню настройки. Расстояние отскока в подобном оборудовании зависит от метода калибровки оси, контролирующей высоту отскока. Всегда повторно проверяйте заданные значения.

При вводе значения отскока не забывайте проверять всю поверхность платы. Зачастую внешние края платы соприкасаются с трафаретом раньше, чем сама область печати. Если это ваш случай, проверьте поддержку или посадку платы, убедитесь, что используемая вами плата не деформирована. В противном случае существует вероятность того, что слишком высокое давление трафарета приведет к неверному или нестабильному отскоку.

Наверх


СКОРОСТЬ ПЕЧАТИ

Рекомендации

В диапазоне от 1 до 12 дюймов в секунду (в зависимости от состава и вязкости пасты).

Определение

Скорость печати или скорость цикла ракеля – это скорость перемещения или скорость движения ракеля во время печатного цикла.

Принцип действия

На скорость печати оказывают влияние многочисленные факторы, в том числе давление ракеля, материал, из которого изготовлен ракель, химический состав или вязкость пасты, размер промежутков между апертурами трафарета, положение и прочие. Например, для быстрой печати паяльной пасты высокой вязкости необходимо увеличить давление ракеля, чтобы добиться хорошей очистки поверхности трафарета во время печатного цикла.

Недостатки высокоскоростной печати

Важно понимать, что химический состав печатной пасты оказывает влияние на скорость печати. Паяльная паста обладает таким свойством, как истончение. Истончение можно перепутать с осадкой, при этом последствия разительно отличаются. Истончение происходит за счет повышения температуры в точке соприкосновения материала ракеля с трафаретом. Такое повышение температуры – прямой результат увеличенной скорости ракеля во время печатного цикла и повышенного давления ракеля, которое необходимо, чтобы увеличить скорость печати. Принципиальная разница между осадкой паяльной пасты и истончением заключается в том, что по окончании печатного цикла паста с хорошей реологией, как правило, восстанавливает плотность после истончения. С другой стороны, осадка представляет собой своеобразное ослабление реологических свойств паяльной пасты, вызванное повышением температуры и/или низкой концентрацией металла или составом с низкой вязкостью.

В ходе высокоскоростной печати возникают такие дефекты, как плохое покрытие контактных площадок и замыкание между контактными площадками. Плохое покрытие контактных площадок при высокой скорости печати зачастую обусловлено неправильным выбором состава или вязкости пасты, либо слишком малыми промежутками между апертурами трафарета. Замыкание между контактными площадками зачастую вызвано истончением пасты. В любом случае при высокой скорости ракеля у паяльной пасты недостаточно времени, чтобы полностью заполнить апертуры перед движением ракеля, это приводит к недостатку пасты на контактной площадке компонента, а также к дефектам, вызванным недостатком пасты или к поверхностным дефектам после оплавления.

Кроме того, дополнительные давление и скорость, которые необходимы для высокоскоростной печати, весьма негативно отражаются на сроках эксплуатации преобразователей, серводвигателей, лезвий ракеля и трафарета и требует более частого технического обслуживания.

Преимущества высокоскоростной печати: высокая производительность

Настройка

Под термином «высокоскоростная печать», как правило, подразумевается печать на скорости от 4 до 8 дюймов в секунду. Если у вас появились сомнения, свяжитесь с нами, чтобы получить дополнительную информацию, необходимую для решения ваших производственных задач.

Примечание

В идеале скорость печати должна быть настроена таким образом, чтобы принтер не тормозил работу всей технологической линии. Высокоскоростная печать применяется только в отсутствие другой альтернативы. Как правило, высокоскоростная печать применяется только в отсутствие другой альтернативы. При настройке высокоскоростной печати, задайте значения печатных циклов с учетом скорости печати, при которой перерыв в работе принтера между печатными циклами будет минимальным. Это позволит вам оптимизировать время печатного цикла и поможет сохранить реологические свойства паяльной пасты.

Если у вас нет другого выбора и производственная необходимость требует высокой скорости печати, старайтесь подобрать паяльную пасту, которая позволит вам осуществлять бесперебойную работу в этом режиме. Кроме того, требуется дополнительная опора для печатной платы компонента, который находится в процессе печати. Если у вас появились сомнения, свяжитесь с нами, чтобы получить дополнительную информацию, необходимую для решения ваших производственных задач.

Наверх


ДАВЛЕНИЕ РАКЕЛЯ

Рекомендации

Стандартный показатель давления ракеля составляет от 1 до 1,5 фунтов на погонный дюйм. Обратитесь к разделу «Настройки» (см. ниже).

Определение

Давление прижима, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм, которое оказывает лезвие ракеля на поверхность трафарета во время печати.

Принцип действия

Во время печатного цикла необходимо следить за равномерным распределением давления по всей поверхности лезвия ракеля. Давление должно обеспечить силу, необходимую для распределения паяльной пасты по всей поверхности области печати, заполнения всех апертур трафарета, одновременной очистки верхней поверхности трафарета, оставляя после прохождения ракеля очень тонкий видимый слой паяльной пасты.

Недостатки, которые вызывает давление ракеля

· Если ракель выполнен из резины или поликристаллического материала – мягких материалов (с низкой плотностью), лезвиям нужно приложить большую силу прижима, чтобы добиться необходимой степени очистки поверхности трафарета. И вот здесь начинаются все проблемы: чем выше давление на лезвие ракеля, тем больше паяльной пасты снимается или вычерпывается из апертур трафарета. Эту проблему можно решить двумя способами: вы можете запустить процесс печати при пониженной скорости, что приведет к понижению давления ракеля в целом, или можете выбрать ракель, изготовленный из более твердых материалов. При стандартном монтаже печатной платы зачастую используют материал, плотность которого находится в диапазоне от 80 до 100 единиц.

· Существует и менее наглядная проблема, характерная для ракеля, выполненного из поликристаллического материала: чем выше давление прижима лезвия ракеля, тем больше, гораздо больше, чем при металлическом исполнении, деформация поликристаллического материала ракеля, что приводит к изменению угла атаки между материалом лезвия ракеля и поверхностью трафарета. Это может привести к проблемам с нанесением пасты или к проблемам с заполнением апертур и к вытеканию паяльной пасты.

· Еще одна распространенная проблема, характерная для ракеля, выполненного из поликристаллического материала, высокий износ, что приводит к образованию различных дефектом по мере износа материала.

· Более твердый материал для лезвия ракеля или металлические лезвия требуют меньшего давления по сравнению с лезвием, выполненным из поликристаллического материала, кроме того, такие материалы позволяют контролировать распределение паяльной пасты по лезвию. Металлические лезвия не снимают и не вычерпывают пасту из апертур трафарета, обеспечивают контроль слоя, а также лучшее распределение пасты.

Давление ракеля. Преимущества

При правильных показателях давления ракеля ключевые преимущества – однородность высоты слоя пасты, равномерное распределение, сокращение износа лезвия ракеля и трафарета.

Настройка

Чтобы правильно установить показатель давления ракеля, которое необходимо для решения ваших производственных задач, помимо правильной установки и настройки самих лезвий, выполните следующие действия.

1. Выберите хорошую и плоскую подложку.

2. Поместите подложку, которую необходимо пропечатать, под трафарет.

3. Настройте давление таким образом, чтобы излишек припоя распределялся по поверхности трафарета после печатного цикла.

4. Нанесите пасту на трафарет и запустите печатный цикл.

5. Оцените количество паяльной пасты, которая останется на поверхности трафарета.

6. Несколько увеличьте давление и запустите еще один печатный цикл.

7. Снова оцените количество паяльной пасты, которая останется на поверхности трафарета. Вы должны получить меньший остаток пасты по сравнению с предыдущим циклом.

8. Повторяйте 6 и 7 шаг до тех пор, пока на поверхности трафарета не останется очень тонкий, но видимый слой паяльной пасты.

Примечание

При использовании лезвий ракеля, выполненных из поликристаллических материалов, важно выбирать достаточно твердые материалы, которые позволят избежать деформации лезвий в процессе стандартной печати. Следите за тем, чтобы края лезвий ракеля из поликристаллического материала всегда оставались прямыми и острыми.

Некоторые производители оборудования предлагают комплекты для модификации, которые позволяют заменить лезвия, выполненные из поликристаллического материала, на металлические лезвия.

Наверх


ТРАНСПОРТИРОВКА ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ

· Доставка паяльной пасты осуществляет в течение суток, чтобы сократить нежелательное воздействие на пасту окружающей среды. Доставка осуществляется как наземным (по возможности), так и воздушным транспортом. Особенно актуальна такая доставка в жаркую или влажную погоду.

· При доставке паяльной пасты в другую страну сроки доставки должны быть по возможности самыми минимальными. Допустимый срок доставки составляет два-три дня максимум. Запрещается транспортировка паяльной пасты водными видами транспорта.

· В некоторых случаях требуется упаковка паяльной пасты в охлаждающую или иную тару специального назначения, например в случае транспортировки пасты в жаркую погоду, в случае международной транспортировки, при транспортировке пасты с крайне чувствительным химическим составом.

Наверх


ХРАНЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ

· Паяльную пасту нельзя хранить на погрузочно-разгрузочной площадке после получения. Паяльную пасту нужно незамедлительно передать на хранение в соответствующую часть складского помещения.

· Как правило, срок хранения большинства паяльных паст составляет три-шесть месяцев при комнатной температуре (22 °C). Однако невскрытые банки с паяльной пастой нужно хранить по возможности в холодильной установке (при температуре 4 °C). Замораживание обычно продлевает срок хранения пасты в два раза и защищает ее от теплового воздействия и влажности, характерной для складских и офисных помещений.

· Не храните свежую и использованную паяльную пасту в одном контейнере. Такое хранение может негативно отразиться на свойствах свежей пасты.

· После вскрытия банки с уплотнителем паяльная паста не подлежит повторной заморозке. Если вы не пользуетесь пастой, закройте отрытые банки и храните их при комнатной температуре. По возможности старайтесь разложить паяльную пасту в упаковки, которые не превышают дневную норму ее использования.

Наверх


ПОДГОТОВКА ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

· Не используйте паяльную пасту в холодном виде.

· Паяльная паста должны естественным способом нагреться до комнатной температуры, только после этого можно вскрывать защитную пленку банки. НЕ ПЫТАЙТЕСЬ ПОДОГРЕТЬ ПАСТУ. Чтобы паяльная паста нагрелась до комнатной температуры, требуется от шести до восьми часов. Лучше позволить пасте размораживаться в течение восьми часов (оставить на ночь).

· После того как паяльная паста нагреется до комнатной температуры, можно вскрывать защитную пленку на банке. Перед нанесением нужно осторожно, но тщательно размешивать пасту в течение 1–4 минут. Паяльную пасту перемешивают в одном направлении с помощью лопатки (если паста хранится в банке) или с помощью стержневого смесителя (если паста хранится в картридже), см. инструкцию. Размешивание пасты обеспечивает ее нанесение и интеграцию отделившихся вследствие хранения материалов (флюса и металла).

Наверх


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАФАРЕТА

· Плавное и равномерное нанесение пасты во время печатного цикла обеспечивается нанесением на трафарет достаточного количества паяльной пасты (вручную или автоматическими устройствами). Диаметр валика в 3/8 или 1/2 дюйма, как правило, достаточен для трафаретной печати. Количество пасты, которую наносят для начального применения, должно в два или три раза превышать размер выбранного валика. Это позволит лезвию ракеля «нагрузиться», а пасте растекаться по всей длине лезвия ракеля.

· Длина валика должна совпадать с длиной лезвия ракеля, при этом лезвие должно быть чуть длинней (на 1/2 дюйма с каждой стороны) ширины платы.

· Необходимо наносить на трафарет небольшое количество свежей паяльной пасты через равные промежутки времени и достаточно часто. Это позволит сохранить свойства и рабочие характеристики пасты. Для этой цели лучше наносить на трафарет небольшое количество пасты достаточно часто с равными интервалами, чем большое количество, но редко.

· После печати необходимо передать деталь на следующий этап процесса поверхностного монтажа, чтобы предотвратить высыхание паяльной пасты на плате и других аналогичных проблем.

Наверх


УСЛОВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

· Чтобы получить оптимальный результат, необходимо соблюдать и поддерживать температурный режим и следить за влажностью помещения, в котором проводится печать, сборка и пайка элементов. Оптимальная температура: 68–72 °F при относительной влажности в 45 ± 5 %. При таких условиях время выдержки или время отверждения составляет 24 часа и дольше. Кроме того, время увеличивается до 48 часов при хранении отпечатанной пасты в азотной среде.

· И наоборот, при несоблюдении температурного режима и показателей влажности значительно сокращается время воздействия на пасту окружающих условий, а также свойства пасты. При температуре 85 °F при влажности от 30 до 70 % время выдержки или время отверждения сокращается до трех часов. При использовании в условиях повышенной температуры и влажности паяльная паста обладает склонностью к формированию таких дефектов, как, например, осадка, образование шариков припоя, а также теряет вязкость.

· В большинстве случаев при соблюдении температурного режима и поддержании уровня влажности паяльная паста гораздо дольше сохраняет свои свойства между печатью и сборкой, сборкой и пайкой. Если не следить за температурой и/или влажностью, паста быстрей теряет свои характеристики, необходимые для процесса печати, а также быстрей теряет свойства.

Наверх