Stencil

Jun 12, 2024

Imagineering Inc., Elk Grove Village, Illinois

Per molti anni, la stampa con stencil è stata il metodo standard per depositare la pasta saldante sui circuiti stampati (PCB) a montaggio superficiale. Ha fornito un metodo duraturo per applicare la pasta saldante, ma c'erano sempre difficoltà che rallentavano significativamente il passaggio da un prodotto all'altro nell'operazione di assemblaggio e aumentavano i costi. Una sfida significativa negli assemblaggi elettronici più nuovi e più piccoli è l’enorme differenza di dimensioni tra i componenti. Pertanto, provare ad applicare la giusta quantità di pasta saldante per ciascun componente con uno stencil è difficile. Il problema più grande è come produrre prototipi rapidi senza interrompere la produzione in serie già in corso sulla linea. Il cambio di prodotto richiede modifiche dispendiose in termini di tempo al processo di stampa degli stampini, chiudendo inutilmente una costosa catena di montaggio per cambiare il prodotto. L'incapacità della tecnologia dello stencil di variare il volume della pasta saldante per parte, durante la corsa, rimane l'impatto maggiore sulla qualità della saldatura.

Il deposito ad alta velocità della pasta saldante mediante stampa a getto è reso possibile da un metodo di espulsione unico. La tecnica espelle minuscole goccioline di pasta saldante da una cartuccia attraverso un meccanismo di espulsione sul PCB nelle posizioni richieste dal file Gerber. Il sistema di espulsione funziona a velocità fino a 500 goccioline al secondo, consentendo la stampa al volo della pasta saldante. I diversi tipi di pasta saldante utilizzati per la stampa a getto vengono forniti in cartucce standard. La cartuccia viene inserita rapidamente nella macchina in pochi secondi, quindi è possibile passare dalla pasta saldante allo stagno/piombo alla pasta saldante senza piombo in pochi minuti. Un'etichetta con codice a barre sulla cartuccia della pasta saldante e un chip identificativo nella cassetta garantiscono che non venga mai caricato per errore il tipo sbagliato di pasta saldante o la pasta saldante scaduta.

L'etichetta con codice a barre di identificazione elettronica e la memoria della cassetta rendono automatiche le impostazioni della macchina. Una volta inserito il tipo di codice da incollare, è possibile avviare la stampa. La tecnologia di stampa a getto senza contatto non applica alcuna forza al PCB, quindi non sono necessari perni di supporto, migliorando ulteriormente la velocità dall'inizio alla fine. Inoltre, il programma di stampa si allinea e si adatta automaticamente all'allungamento della scheda PCB in base ai segni fiduciali. Un controllo accurato della temperatura garantisce che la viscosità adeguata della pasta saldante possa essere mantenuta in ogni momento, il che a sua volta porta a livelli più elevati di precisione dell'applicazione.

Il processo è completamente controllato dal software. I volumi della pasta saldante possono essere modificati su richiesta. Il processo di stampa a getto d'inchiostro consente il controllo dei depositi di pasta saldante con precisione, in tre dimensioni. È possibile regolare con precisione il volume, la copertura dell'area, l'altezza e gli strati di pasta saldante da applicare per ogni singolo pad, componente e pacchetto. Il getto d'inchiostro può stampare tamponi per componenti con passi fino a 0,4 mm (16 mil). Con questo livello di controllo, i piccoli depositi possono essere stampati accanto a quelli grandi, cosa che gli stampini avevano difficoltà a fare, il che comportava lunghe operazioni di saldatura manuale. Per mantenere un elevato grado di flessibilità, i programmi di stampa possono essere facilmente modificati al volo nel caso siano necessarie revisioni.

L'assenza di stampini significa altri vantaggi in termini di riduzione del tempo, come l'eliminazione della necessità di carta speciale per la pulizia della parte inferiore, l'assenza di macchine per la pulizia degli stampini, l'assenza di necessità di pulizia e conservazione degli stampini e l'assenza del rischio di danneggiare gli stampini durante la manipolazione.

Questo lavoro è stato svolto da Khurrum Dhanji di Imagineering, Inc. Per ulteriori informazioni, fare clic qui.

Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di gennaio 2016 della NASA Tech Briefs Magazine.

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