솔더 페이스트 인쇄 성능에 대한 면적 형상 및 면적 비율의 영향

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SMT 생산의 지속적인 소형화 추세는 새로운 과제와 고도로 통합된 시스템을 야기합니다. 수동 부품의 소형화로 인해 EIA 크기 01005 이하가 도입되었습니다. 일반적인 01005 구성 요소는 0.4mm x 0.2mm 크기의 칩 저항기와 칩 커패시터입니다. 이 분야의 수많은 간행물이 이미 이러한 장치의 인쇄를 다루고 있음에도 불구하고 정의된 완전히 최적화된 프로세스는 아직 해결되지 않은 상태로 남아 있으며 이 주제에 대한 더욱 새로운 연구 아이디어를 불러일으킵니다.

이 문서에서는 스텐실 인쇄 프로세스에 초점을 맞췄습니다. 그 이유는 이 프로세스 단계를 기반으로 가장 많은 실패가 발생한다고 가정하기 때문입니다. 또한 이 논문은 근본적인 고려 사항을 고려하여 예비 작업을 확장합니다. 따라서 면적 비율에 대한 다양한 값이 조사의 일부가 되며 의도적으로 매우 낮은 한계로 설정됩니다.

솔더 프린팅 성능에 대한 구멍 모양과 방향의 영향이 논의될 것입니다. 다양한 형태의 직사각형을 기반으로 합니다. 정사각형으로 시작하면 치수가 점진적으로 변경되므로 정사각형이 직사각형으로 더 변환됩니다. 또한 스퀴지를 향한 구멍 방향의 영향을 평가할 수 있도록 각 직사각형을 90° 추가로 회전했습니다.

그림 1:PCB 및 솔더 페이스트 증착 레이아웃.

이전에 설명한 스텐실 개구 속성 외에도 이 연구에서는 다양한 스텐실 두께, 솔더 페이스트 및 스퀴지 속도의 변화도 조사합니다. 모든 데이터의 평가는 전달 효율과 표준 편차라는 두 가지 기준을 기반으로 합니다. 두 실험 모두 동일한 스텐실 레이아웃과 동일한 솔더 페이스트가 사용되었습니다. 이 논문은 조리개 치수의 제한으로 인한 현재 계산 수정에 대한 전망과 제안으로 마무리됩니다.

실험 설정

실험 설정에는 세 가지 주요 변수, 즉 PCB에 의한 레이아웃, 솔더 페이스트 및 사용된 스텐실이 포함됩니다. 실험 과정에 대한 설명이 추가로 설명됩니다.

PCB 레이아웃

스텐실 인쇄 실험의 경우 검정색 양극 산화 알루미늄 플레이트가 160 x 160 x 1.5mm 크기의 기판 재료로 사용됩니다. 이 소재는 매우 단단하고 평면적이어서 인쇄 프로세스 결과에 미치는 영향을 최소화하기 위해 거의 완벽한 인쇄 표면을 나타냅니다. 또한 검정색 알루미늄 소재는 SPI에서 더 높은 대비를 가능하게 하여 더욱 정확한 측정을 가능하게 합니다. 그림 1은 PCB에 인쇄된 솔더 페이스트 침전물의 일반적인 디자인을 보여줍니다.

솔더 페이스트

스텐실 인쇄 테스트는 또한 유형과 제조업체에 따라 다양한 4가지 무세척 SAC305 솔더 페이스트 제형을 비교하는 것을 목표로 했습니다. 유형 4와 유형 5의 솔더 페이스트가 사용되었습니다. IPC J-STD-005에 따르면 유형 4 페이스트에 포함된 합금 분말의 최소 80%는 20~38μm인 반면, 유형 5 페이스트에는 직경 15~25μm 입자에 동일한 비율의 합금이 포함되어 있습니다. 테스트된 구멍의 크기가 작기 때문에 입자 크기(즉, 유형)에 따른 인쇄 성능의 차이가 합리적으로 가능한 것으로 가정됩니다. 이 연구에는 유형 4와 유형 5 제품 모두에 공급되는 A와 B라는 두 개의 페이스트 공급업체 소스도 포함되었습니다. 솔더 페이스트 입자의 분포가 비슷하기 때문에 A와 B는 유변학과 인쇄 성능에 영향을 미치는 플럭스 시스템의 구성이 주로 다릅니다.

스텐실

실험에는 총 3개의 스텐실이 사용되었습니다. 첫째, 스텐실은 두께가 다르고, 둘째로 구멍 크기가 다릅니다(표 1과 표 3 비교). 일반적인 구조는 동일합니다. 레이아웃(그림 1)은 행과 열로 나눌 수 있습니다. 각 행은 A행에서 AR 0.45로 시작하여 E행에서 AR 0.65로 끝나는 면적 비율을 나타냅니다. 이 표의 각 열은 서로 다른 조리개 모양을 나타냅니다. 열 1은 항상 원 모양이고, 열 7은 정사각형, 열 13은 다이아몬드 모양입니다. 열 14에는 이 문서에서 논의되지 않는 특별한 유형의 구조가 포함되어 있습니다. 열 2-6과 8-12는 동일한 치수로 쌍을 이루며 스퀴지를 향한 방향만 다릅니다. 열 2-6은 스퀴지의 작은 쪽을 향하고(즉, 남북 방향), 열 8-12는 직사각형의 긴 쪽(동-서 방향)으로 스퀴지를 향합니다.