Начало »Технически» статии »Осъществяване шаблони за спояваща паста
Спояваща паста се нанася върху подложки контактна зона (ср) на печатната платка чрез специален модула - шаблони, представляващи мрежа или метален лист тънък с дупки. За да се отнасят до прозореца желаната форма дупки условия или блендата се използва. Windows (отвори) формират модел шаблон, съответстващ на модела на контактни подложки. Шаблони играят важна роля във формирането на спояваща паста правилната дебелина и форма на КП с необходимата точност. По време на съществуването на повърхностен монтаж технология няколко вида шаблони са разработени с различен дизайн, производствени технологии, области на приложение. Характерни черти на различните шаблони се обсъждат в тази статия.
шаблон дизайн
Поради естеството на шаблони отвори са разделени в две основни групи (Фигура 1)
- шаблони с напълно отворени отвори (Шаблони);
- шаблони с частично открити отвори (екрани).
В първия случай отвора напълно отворен (осъществява чрез химическо ецване и други методи в металното фолио или мрежа) и не пречат на преминаването на пастата. Частично отворен шаблона отвори настоящото мрежа, която показва само 50% от площта на прозореца за преминаване на кашата през него. Тези различия причиняват конкретните шаблони за печат за различните видове.
Фиг. 1. Конструкции шаблон с частично и напълно отворено отворите. Фигура [1].
Листове с напълно отворена бленда
В зависимост от материала, в които са оформени отвори, данните са разделени на листа (виж фигура 2 ..):
- Net, в което отвора, образуван чрез селективно ецване (различен от шаблон на окото обсъдено по-горе, само напълно отворени отвори, Фиг. 2а).
- Метални (въз основа на месинг, неръждаема стомана, берилий мед, никел, представляват дебелина метално фолио на 0.05 - 0.5 mm, с размер на отворите различна форма - кръгли, квадратни (включително тези със заоблени ъгли), овална, . ромбоид и т.н. Фигура 2Ь) .;
- Комбинация (еднакво напрежение се осигурява от напрежение на металната част на окото на шаблон, Фиг. 2с).
Фиг. 2. Конструкцията на шаблон с напълно отворен отвор: а) на мрежата; б) метал; в) комбинирани. Снимки [1].
Mesh шаблони с отворени отвори имат висока цена, по-ниска твърдост, в сравнение с конвенционалните мрежест и в момента се използва рядко.
Метални шаблони не опънати върху рамка се използват само когато контактен метод печат, тъй като не се установи еднакво напрежение. При използване на рамки могат да бъдат използвани като контактни и безконтактни методи. Последният осигурява по-малък риск от придържането към шаблона на печатни платки.
Тези шаблони имат много по-дълъг живот от мрежата, по-лесно и по-бързо да се поберат заедно с ПП, са по-малко склонни към запушване на отворите, лесно за почистване, позволява селективен отпечатването на няколко нива, позволяват широк спектър от вискозитета спойка пасти предоставя най-добрите показатели за точност и повторяемост в печата. Въпреки това, те са по-скъпи, отколкото на окото.
Комбинирани шаблони осигуряват по-добра еднаквост на напрежение, имат по-дълъг живот, но значително по-скъпи от конвенционалните шаблони.
Горепосочените предимства водят до широкото използване на метални листове (Фиг. 2Ь). Получихме три основен начин на разпределение за тяхното производство:
- химическо ецване;
- галванопластика;
- лазерно рязане.
Химическо ецване и лазерно рязане са изваждащото процеси, галванопластика - добавка.
Химическо ецване шаблони
Този метод е широко използван поради неговата икономическа ефективност и скорост на производство на листове.
На металното фолио прилага върху двете страни на фоторезист, изложени чрез photomask, повтарящ се модел CP ПХБ проявява, след ецване се провежда едновременно двустранно фолио. В резултат на факта, че ецващ действа на материала в двете вертикалната и хоризонталната посока на отворите на шаблони имат формата на "пясъчен часовник" (Фиг. 3a). При наличието на бордова наръчник за ЕК с олово терен на по-малко от 0.635 mm, тази функция се превръща в пречка за движението на пастата през отворите. Този недостатък може да се елиминира чрез по-нататъшно обработване на шаблон - electropolishing (лечение с microetching с електрически ток действие).
Фиг. 3. Вид стена отвори листове, изработени от химическо ецване: а) начална форма ( "пясъчен часовник"); б) след прилагане гладка стена electropolishing; в) трапецовидна форма. Фигура [4]
В резултат на това в първата офорт е изложена на вътрешната повърхност на отвора, така че да стане гладка форма (фиг. 3b). Тази форма на повърхност улеснява преминаването на паста през отворите, премахването на шаблона след нанасяне на пастата и предотвратява образуването на кухини по време на неговото прилагане. Въпреки това, ако цялата повърхност на шаблон се подлага на electropolishing, пастата може да отскочи от шаблон без образуване подвижен валяк към работната повърхност на острието на лекар, така че е необходимо да се открие само селективното electropolishing вътрешната повърхност на отворите.
Друг начин да се гарантира приложимостта на тези шаблони в присъствието на компонент с малка стъпка е да придаде отвори трапецовидна форма (фиг. 3в). Това може да се постигне по различни начини: извършване решетки за двете страни на шаблон неравни, с по-малки геометрични размери на прозорците на гумения ракел действие страна, или промяна на налягането по време на ецване третиране чрез напръскване различни страни на шаблон. Такива отвори форма значително улеснява процеса на отстраняване на шаблон предотвратява смазване прилага паста. Достатъчно е да повлияят на конуса на отворите е равен на 5 °. В допълнение, на пастите за печат в трапецовидна осигурява надежден ръчен монтаж на ЕО и намалява вероятността за спойка мостове.
С половината от дълбочината на ецване на шаблон може да се образува fiducials (впоследствие попълнено епокси съединение черно), за да се улесни прецизното подравняване на шаблон и РР и различни надписи на повърхността.
Въпреки това, шаблони образувани от химическо ецване, имат значително общи недостатъци: увеличението на отвори в размер се дължи на тяхната офорт, когато фотолитография е трудно да се осигури точна настройка на photomask модели от двете страни на празен шаблон. Освен това, минималната съотношението на ширината на отвора на дебелината на шаблон лист е 1,5, което ограничава минималния размер на отвора, които могат да бъдат приложени по този метод.
galvanoplastics
Този метод за получаване на шаблон е в галванично отлагане на никел от гъвкав субстрат - медно фолио (фигура 4).
Фиг. 4. Метод за галванопластика (метод добавка). Фигура [4].
На медното фолио 6,5 мм навити отрицателен фоторезист, експонирани и проявени, така че освобождаването проявява повтарящ се модел шаблон бъдеще (на мястото на шаблона отвори място фоторезист остава в покой отстранява проява). След това, полученият субстрат се провежда чрез галванично нанасяне на никел. Форма части от фоторезист определя трапецоидните отворите на ескалация. След достигане на желаните краища на процеса отлагане дебелина шаблони и изработен от отстраняване фоторезист. Клон никел слой върху субстрата мед чрез огъване мед, никел, където започва да отпадат. дебелина никел слой - от 0.025 до 0.300 mm.
Методът дава добри резултати за ЕО ултра ниско-смола (0.2 до 0.4 mm) и чип mikroBGA компоненти отверстията 0201. Съотношението може да бъде до 1: 1. Издатините образувани по периметъра на отворите в процеса на галванопластика, контакт с печатната платка и предотвратява дрениращо паста по шаблон по време на печат (така наречените «уплътняване ефект» - ефект на уплътнението между шаблона и KP). Шаблони, произведени по този метод се характеризира с изключителна гладкост на стените на отворите, което е важно за безоловни пасти.
Въпреки това, тези листове са скъпи, и се препоръчват за използване при наличие на печатни платки миниатюрен ЕО (например, 0201), компонент с нисък и ултранисък тур, BGA-компоненти. Тъй като се използва photomask, съществува потенциал шаблон отклонение грешка и медното фолио. Ефектът от "тюлени", може да бъде неутрализиран в случай на неравномерно галванично отлагане на никел. При изпълнението на твърде интензивно почистване ПП издатини, които предизвикват тази цел тя може да бъде изтрита.
Лазерно изрязани шаблони
Тъй лазерни режещи листове се произвежда директно съгласно Gerber, и не междинен операция фотолитографски, с висока степен на точност и повторяемост на формиране на модела на прозорци. Друго предимство е възможността да се контролира стените на блендата са заострени с фокуса на лазерния лъч. Modern лазерно рязане на практика не образуват мащаб на повърхността на шаблон, и малко количество може лесно да се отстрани от electropolishing. Методът позволява образуване ultrasmall отвор (100 микрона в инкременти от 50 микрона) с висока геометрична точност (± 0.005 мм). Дебелината на шаблона е от 50 до 500 микрона. Тези характеристики са довели до широко използване на метален шаблон, по-специално за приложения, изискващи най-точните нанасяне на.
Основният недостатък на метода на лазерна е, че всеки отвор се извършва индивидуално, както и броя на отворите по много начини определя времето за производство и стойността на шаблон.
Шаблони частично отворени отвори
Тази група е представена от естествена коприна (фиг. 5), състояща се от твърда алуминиева рамка, която осигурява изискваната устойчивост и напрежението на шаблон и мрежата опъната над него (неръждаема стомана, найлон или полиестер). Прозорците в окото шаблон лист получен чрез покриване на окото с двете страни на фоточувствителния слой, последвано от излагане на ултравиолетова радиация чрез photomask с модел на контактните подложки и топлинна обработка. В фоторезист се отстранява от повърхността на окото в области на бъдещата KP.
Net полиестер е по-еластична от метал, и трае по-дълго. Диаметърът на размера на отвора на прозорците и определя броя решетка - броят на клетките на квадратен метър. инч. SMD най-често се използва диаметър на отвора 80. меша и дебелината на емулсия слой, и разликата между шаблона и РР в процеса на отпечатване, се определи дебелината на нанесения слой паста.
Фиг. 5. Дизайн на окото шаблон с частично отворени отвори. Снимки [1].
Мрежести шаблони са широко използвани в дебел филм хибридна технология, и са адаптирани за повърхностен монтаж технология главно поради ниската си цена. Тези шаблони са по-подходящи за прилагане на спояваща паста в случай на големи площ отвори. Основните им недостатъци е трудността на точни отвори за подравняване и СР (особено по време на употреба печат), тъй като частично отворен отвор възпрепятстват видимост PP, относително ниска точност и повторяемост на отлагането на паста. Също така подходящи омрежени шаблони изключително за печатане без въздействие (с необходимата хлабина между шаблона и РР, обикновено 0.5 - 1.0 mm), тъй като само е възможно този случай да се приложи CP достатъчно количество от паста и предотвратяване размазване това изписани при попълване отвори , Нанесете паста с нисък вискозитет и по-малък процент от неговото прилагане, отколкото за шаблони с напълно отворени отвори. Освен това разделяне изисква голяма височина на шаблон и РР (обикновено mm). Необходимо е да се поддържа паралелност на ПП и шаблон в 0.05 mm.
За шаблони с частично отваряне на отворите необходими операции оборудване "запълване / уплътнение» ( «наводнение» / «печат»). Този режим идва от технологията на хибриден филм и повърхностен монтаж се използва рядко. През първото преминаване от инструмента ( «наводнение бар») паста се разпределя по повърхността на шаблона, а частично запълване бленда отворена, втора (прилагане налягане) на - на чистачка е екструдиран чрез тях върху повърхността на печатната платка.
Някои характеристики на геометрията на отворите
За да се получи висококачествен отпечатъци паста, съотношението на размера на (съотношение шаблон аспект, SAR1) на шаблон трябва да се определя по следната формула:
SAR1 = широчина (диаметър) на отвор / дебелина шаблон = W / T.
В този случай се препоръчва да се поддържа голям съотношение 1.5 (Фиг. 6). В противен случай, вероятно запушването поставете шаблони частици.
Фиг. 6. Изчисляване на съотношенията на шаблони. Фигура [3].
Степента на площ (съотношение шаблон площ, SAR2) на шаблон, заедно с правилния избор на тип паста, е отговорен за правилното разделяне на шаблон от платката. (. Фигура 6) правоъгълен отвор с дължина L, ширина W и височина шаблон T се изчислява както следва:
SAR2 = отвор област / стена площ на отвор = L · W / (2 · (L + W) · Т)
Се считат за приемливи стойности SAR2, 0.66 голям, въпреки че според изследвания, някои шаблони са произведени от галванопластика, осигуряват правилното клон SAR2 паста при стойности на 0,50 [3].
За подробности относно дизайна на шаблона може да се намери в съответствие с международния стандарт IPC-7525 (Шаблон Дизайн насоки, насоки за проектиране на шаблони) [5].
Монтаж шаблон
Шаблони за използване в печатни растения трябва да бъдат предварително монтиран на специални рамки. Тази консолидация предоставя необходимата гладкост и еднакво напрежение на шаблона, който, от своя страна, ще осигури равномерно разпределение на спояваща паста на всички отвори и липсата на отклонения модел шаблони отвори по отношение на CP дъската.
Шаблон може да се опъне върху рамката от две или четири страни. От гледна точка на еднородността на напрежение (по-специално за компонент с малка преднина от смола), за предпочитане е да се използва рамка с закопчаване на четирите страни, въпреки по-високата им цена, тъй като в този случай моделът нарушаване на отвори в равнина ще бъде много по-малък, отколкото в случай на възникване на напрежение на двете партита.
Следните методи се използват шаблон напрежение:
- употреба (бързо рамка принтери, фигура 7).
- механични средства (конструкция и напрежение система шаблон опъване вградени в някои модели шаблон печатащо устройство);
- използване на сгъстен въздух (специална конструкция пневматично опъната шаблон);
- листове залепени в метална мрежа (приложен със собствен рамка).
Фиг. 7. Бързо рамка за напрежение би-принтер. Снимки: LPKF.
Шаблони, залепени в метална мрежа, в момента се използват главно за производство на голям обем, тъй като те са значително по-скъпи от конвенционалните шаблони, тъй като на своя собствена рамка, но имат по-дълъг живот в сравнение с конвенционалните метални листове. В допълнение, тя отнема много пространство за съхранение на рамки.
Фиг. 8. пневматичен рамка за четири щама. Снимки: LPKF.
За напрежение шаблон понастоящем предимно използва специални пневматични рамки с напрежение (Фиг. 8). На рамката има редици от игли, подредени в две или четири страни, както и на шаблона - край перфорация за тези щифтове. се изисква такава перфорация за всички рамки на автоматичен печат. Шаблон износване на щифтовете и след това се разтяга равномерно с помощта на сгъстен въздух, щифтове се преместват странично отделно. На следващо място, рамката настроен на апарата за ситопечат. производители Рамки освобождават техните модификации в рамките на специфични модели на оборудване.
библиография
Свързани статии