In de wereld van precisie-elektronicaproductie draagt een kleine PCB-kaart talloze delicate elektronische componenten. De brug die deze componenten verbindt, is de dunne maar cruciale laag soldeerpasta. Als we SMT (Surface Mount Technology) vergelijken met een symfonie, dan dient het printen van soldeerpasta als de ouverture - de precisie ervan bepaalt direct het succes van alle daaropvolgende processen.

Soldeerpasta printen vertegenwoordigt de initiële en meest kritieke fase in het SMT-proces. Deze stap omvat het nauwkeurig deponeren van de juiste hoeveelheid soldeerpasta op PCB-pads, meestal bereikt door stencilprinten of jetprinten. De consensus in de industrie is dat de meeste assemblagefouten hun oorsprong vinden in onjuiste controle van dit proces. De kwaliteit van het printen van soldeerpasta heeft direct invloed op de plaatsing van componenten en het reflow solderen, en bepaalt uiteindelijk de betrouwbaarheid en prestaties van het eindproduct.

De efficiëntie van de soldeerpasta-overdracht van stencil naar PCB wordt beïnvloed door meerdere variabelen, die systematisch kunnen worden geanalyseerd met behulp van een Ishikawa (visgraat) diagram:

• Materiële factoren: Soldeerpasta type, viscositeit, metaalgehalte en PCB-oppervlaktebehandeling
• Apparatuurfactoren: Printer nauwkeurigheid, stencilkwaliteit, rakelmateriaal en -hoek
• Procesfactoren: Printsnelheid, druk, scheidingssnelheid, reinigingsfrequentie
• Omgevingsfactoren: Temperatuur, vochtigheid, statische elektriciteit

Om hoogwaardig soldeerpasta printen te bereiken, moeten deze belangrijke parameters nauwkeurig worden gecontroleerd:

1. Stencilontwerp: Het stencil dient als het kerninstrument, waarbij het ontwerp direct van invloed is op de soldeerpasta-depositie. Optimaal stencilontwerp houdt rekening met pad-afmetingen, afstand en soldeerpasta-eigenschappen. Voor componenten met een fijne pitch voorkomen fijnere stencilopeningen bruggen.

2. Rakelsnelheid: Meestal beginnend bij 25 mm/sec, dit moet worden aangepast op basis van de pastaviscositeit en de openinggrootte. Overmatige snelheid veroorzaakt onvoldoende depositie, terwijl lage snelheden kunnen leiden tot pasta-instorting.

3. Rakeldruk: Een veelvoorkomende referentie is 500 g per 25 mm van de bladlengte. Onvoldoende druk laat restpasta achter, terwijl overmatige druk het stencil kan beschadigen.

4. Rakelhoek: Meestal vastgesteld op 60°, onjuiste hoeken kunnen onvoldoende depositie of pastaresten veroorzaken.

5. Printafstand: Nul-afstand printen wordt over het algemeen aanbevolen om een goede afdichting tussen stencil en PCB te garanderen, met name voor componenten met een fijne pitch.

6. Scheidingssnelheid: Moet onder de 3 mm/sec worden gehouden om "dog-ears"-vorming aan de randen van de pastadepositie te voorkomen.

7. Stencilreiniging: Regelmatige reiniging voorkomt verstopping van de openingen. Geautomatiseerde systemen met IPA en wissers hebben de voorkeur voor consistente resultaten.

Soldeerpasta bestaat uit tinpartikels die zijn gesuspendeerd in flux, die fungeert als een tijdelijke lijm totdat reflow solderen permanente verbindingen creëert. Als een thixotroop materiaal vereist het mechanische energie (van het printproces) om de juiste stroomkarakteristieken te bereiken.

Deeltjesgrootte selectie volgt de "5-bal regel" - ten minste vijf deeltjes moeten de kleinste openingbreedte overspannen. Beschikbare deeltjesgroottes variëren van Type 1 (25-45μm) tot Type 6 (<5μm). Zowel loodhoudende als loodvrije pasta's vereisen koeling, maar moeten acht uur acclimatiseren op kamertemperatuur voor gebruik.

Pasta moet 3-5 minuten voor gebruik worden gemengd om homogeniteit te garanderen. Gebruikte pasta die ouder is dan acht uur moet worden weggegooid, terwijl pasta die minder dan vier uur is gebruikt, tot 24 uur kan worden bewaard in afgesloten containers.

Geautomatiseerde inspectiesystemen (2D voor oppervlaktemeting, 3D voor volumeanalyse) helpen de printkwaliteit te verifiëren. Veelvoorkomende defecten zijn onder meer:

• Ingezakte prints door overmatige druk
• Opscheppen door onjuiste rakelhoeken
• Bruggen door onjuist stencilontwerp
• Pieken door overmatige scheidingssnelheid

Het printen van loodvrije pasta's met lage temperatuur vereist verschillende parameters: snellere snelheden (50-100 mm/sec) en lagere druk (~300 g/25 mm). Extra pastavolume wordt aanbevolen, aangezien deze formuleringen de neiging hebben om aan de rakelbladen te kleven.

Met industriële statistieken die aantonen dat sommige SMT-bewerkingen slechts 20% efficiëntie bereiken, biedt het optimaliseren van het printen van soldeerpasta aanzienlijke mogelijkheden voor kwaliteitsverbetering en kostenreductie. Door alle procesvariabelen systematisch aan te pakken, kunnen fabrikanten hogere opbrengsten, minder afval en een verbeterde productbetrouwbaarheid bereiken.