Di dunia manufaktur elektronik presisi, sebuah papan PCB kecil membawa komponen elektronik yang tak terhitung jumlahnya yang halus. Jembatan yang menghubungkan komponen-komponen ini adalah lapisan pasta solder yang tipis namun krusial. Jika kita membandingkan SMT (Surface Mount Technology) dengan sebuah simfoni, maka pencetakan pasta solder berfungsi sebagai overture - presisinya secara langsung menentukan keberhasilan semua proses selanjutnya.

Pencetakan pasta solder merupakan tahap awal dan paling kritis dalam proses SMT. Langkah ini melibatkan penempatan yang tepat dari jumlah pasta solder yang tepat ke bantalan PCB, biasanya dicapai melalui pencetakan stensil atau pencetakan jet. Konsensus industri berpendapat bahwa sebagian besar cacat perakitan berasal dari kontrol yang tidak tepat dari proses ini. Kualitas pencetakan pasta solder secara langsung memengaruhi penempatan komponen dan penyolderan reflow, yang pada akhirnya menentukan keandalan dan kinerja produk akhir.

Efisiensi transfer pasta solder dari stensil ke PCB dipengaruhi oleh berbagai variabel, yang dapat dianalisis secara sistematis menggunakan diagram Ishikawa (fishbone):

• Faktor material: Jenis pasta solder, viskositas, kandungan logam, dan perlakuan permukaan PCB
• Faktor peralatan: Akurasi printer, kualitas stensil, bahan dan sudut squeegee
• Faktor proses: Kecepatan pencetakan, tekanan, kecepatan pemisahan, frekuensi pembersihan
• Faktor lingkungan: Suhu, kelembaban, listrik statis

Untuk mencapai pencetakan pasta solder berkualitas tinggi, parameter kunci ini harus dikontrol secara tepat:

1. Desain Stensil: Stensil berfungsi sebagai alat inti, dengan desainnya yang secara langsung memengaruhi deposisi pasta solder. Desain stensil yang optimal mempertimbangkan dimensi bantalan, jarak, dan karakteristik pasta solder. Untuk komponen pitch halus, lubang stensil yang lebih halus mencegah jembatan.

2. Kecepatan Squeegee: Biasanya dimulai pada 25mm/detik, ini harus disesuaikan berdasarkan viskositas pasta dan ukuran lubang. Kecepatan berlebihan menyebabkan deposisi yang tidak mencukupi, sementara kecepatan lambat dapat menyebabkan pasta runtuh.

3. Tekanan Squeegee: Referensi umum adalah 500g per 25mm dari panjang bilah. Tekanan yang tidak mencukupi meninggalkan sisa pasta, sementara tekanan berlebihan dapat merusak stensil.

4. Sudut Squeegee: Biasanya diperbaiki pada 60°, sudut yang tidak tepat dapat menyebabkan deposisi yang tidak mencukupi atau residu pasta.

5. Celah Cetak: Pencetakan tanpa celah umumnya direkomendasikan untuk memastikan penyegelan yang tepat antara stensil dan PCB, terutama untuk komponen pitch halus.

6. Kecepatan Pemisahan: Harus dipertahankan di bawah 3mm/detik untuk mencegah pembentukan "dog-ears" di tepi deposisi pasta.

7. Pembersihan Stensil: Pembersihan rutin mencegah penyumbatan lubang. Sistem otomatis menggunakan IPA dan wiper lebih disukai untuk hasil yang konsisten.

Pasta solder terdiri dari partikel timah yang tersuspensi dalam fluks, yang bertindak sebagai perekat sementara hingga penyolderan reflow menciptakan koneksi permanen. Sebagai bahan tiksotropik, ia membutuhkan energi mekanik (dari proses pencetakan) untuk mencapai karakteristik aliran yang tepat.

Pemilihan ukuran partikel mengikuti "aturan 5-bola" - setidaknya lima partikel harus mencakup lebar lubang terkecil. Ukuran partikel yang tersedia berkisar dari Tipe 1 (25-45μm) hingga Tipe 6 (<5μm). Baik pasta yang mengandung timbal maupun bebas timbal memerlukan pendinginan tetapi harus menyesuaikan diri dengan suhu ruangan selama delapan jam sebelum digunakan.

Pasta harus dicampur selama 3-5 menit sebelum digunakan untuk memastikan homogenitas. Pasta yang digunakan lebih dari delapan jam harus dibuang, sementara pasta yang digunakan kurang dari empat jam dapat disimpan hingga 24 jam dalam wadah tertutup.

Sistem inspeksi otomatis (2D untuk pengukuran area, 3D untuk analisis volume) membantu memverifikasi kualitas cetak. Cacat umum meliputi:

• Cetak yang runtuh akibat tekanan berlebihan
• Scooping dari sudut squeegee yang salah
• Bridging dari desain stensil yang tidak tepat
• Peaking dari kecepatan pemisahan yang berlebihan

Pencetakan pasta bebas timbal suhu rendah memerlukan parameter yang berbeda: kecepatan yang lebih cepat (50-100mm/detik) dan tekanan yang lebih rendah (~300g/25mm). Volume pasta tambahan direkomendasikan karena formulasi ini cenderung menempel pada bilah squeegee.

Dengan statistik industri yang menunjukkan beberapa operasi SMT beroperasi hanya pada efisiensi 20%, mengoptimalkan pencetakan pasta solder menghadirkan peluang signifikan untuk peningkatan kualitas dan pengurangan biaya. Dengan secara sistematis mengatasi semua variabel proses, produsen dapat mencapai hasil yang lebih tinggi, mengurangi limbah, dan meningkatkan keandalan produk.