в каталоге ArrivaTek. Обзоры контрольно-измерительного, научного
и высокотехнологического оборудования.
Пастопечать в SMT-монтаже
Полное руководство от пасты до дефектов
- Материалы для пастопечати
- Выбор паяльной пасты
- Хранение паяльной пасты
- Методы нанесения паяльной пасты
- Оборудование принтера пастопечати
- Подготовка и использование паяльной пасты
- Результат пастопечати и подход к настройке параметров принтера
- Порядок настройки параметров пастопечати
- Окончание процесса пастопечати
- Дефекты пастопечати и способы их устранения
Материалы для пастопечати
Паяльная паста
Это вязкая серо-серебристая масса, «клей», который одновременно фиксирует компоненты и обеспечивает пайку. Состоит из трех основных компонентов: порошка припоя, флюса и связующих добавок.
Припой
Металлическая основа пасты. Чаще всего используется сплав Sn63Pb37 (свинцовый) или Sn96,5Ag3,0Cu0,5 (SAC305 — бессвинцовый). Форма и размер частиц припоя напрямую влияют на качество печати: чем мельче шаг компонентов (например, 0402 и меньше), тем мельче должна быть фракция порошка (Type 3, 4, 5 или 6).
Флюс
Химическая часть пасты, отвечающая за удаление оксидов с паяемых поверхностей. Без флюса припой не смачивает контактные площадки даже при высокой температуре.
Состав флюса
Типичный флюс включает:
- Активаторы (кислоты, галогениды) — удаляют оксидную пленку.
- Растворители — регулируют вязкость.
- Смолы и канифоль — защищают очищенный металл от повторного окисления.
- Загустители и тиксотропные агенты — придают пасте форму и предотвращают растекание.
Активность флюсов
Активность — способность флюса удалять стойкие оксиды. Слишком низкая активность → непропай. Слишком высокая → коррозия и токопроводящие остатки. Для обычных плат с хорошим покрытием используют среднеактивные флюсы; для окисленных или старых плат — высокоактивные, но с обязательной последующей отмывкой.
Международная классификация флюсов (J-STD-004)
Система обозначений (например, ROM1):
- Первая буква (Тип основы): R — канифольная, R (способность) S — синтетическая, W — водорастворимая.
- Вторая буква (Активность): L — низкая, M — умеренная, H — высокая.
- Третья буква (Остатки): 0 — без галогенов, 1 — с галогенами.
Классификация паяльных паст по типу сплава
- Свинцовые (SnPb) — дешевле, пластичнее, имеют более низкую температуру плавления (183°C). Щадящие для компонентов.
- Бессвинцовые (SnAgCu, SnCu и др.) — экологичны (директива RoHS), но требуют большей температуры (215-245°C) и менее пластичны.
Выбор паяльной пасты
Выбор паяльной пасты для каждого электронного изделия осуществляется по следующим критериям:
- Размер шариков припоя в составе паяльной пасты.
Правило «5 шариков припоя» — минимальная ширина апертуры трафарета должна быть равна пяти максимальным диаметрам шариков припоя.
- Свинцовая или бессвинцовая паяльная паста (зависит от требований сборки данного изделия).
- По степени активности флюса в составе паяльной пасты и необходимости отмывки остатков флюса после пайки.
- Процентное соотношение флюса и шариков припоя в составе паяльной пасты. Чем больше флюса, тем паста менее вязкая, то есть более жидкая. Чем меньше флюса, тем паста более вязкая, то есть густая.
Хранение паяльной пасты
Паяльная паста «живет» в условиях холодильника.
Правила хранения:
- Температура: +2…+10°C (замораживать нельзя — расслоение).
- Герметичность: заводская тара должна быть закрыта.
- Срок годности: обычно 6 месяцев (зависит от производителя).
- Перед использованием: пасту выдерживают при комнатной температуре 2-4 часа (не подогревать искусственно!).
Методы нанесения паяльной пасты
Основных методов два:
- Дозирование— для прототипов или огромных объемов пасты (например, на одной плате много паяльных паст под разные компоненты).
- Трафаретная печать (основной, 95% случаев) — продавливание пасты через трафарет ракелем.
Дозирование — это нанесение пасты на контактные площадки при помощи дозатора.
Через дозатор паяльная паста каплями наносится на контактные площадки в соответствии с запрограммированной траекторией. Такой метод нанесения паяльной пасты используется при мелкосерийном производстве изделий, так как цикл нанесения паяльной пасты является времязатратным.
Трафаретная печать — формирование отпечатка пасты на всех контактных площадках печатной платы за счет продавливания пасты через апертуры трафарета (при помощи ракеля).
Процесс трафаретной пастопечати базируется на трех основополагающих факторах:
- Подготовка принтера и рабочего инструмента.
- Подготовка и использование паяльной пасты.
- Настройка параметров принтера пастопечати.
Оборудование принтера пастопечати (на примере Panasonic SPG)
Подготовка принтера и рабочего инструмента
Конвейер для движения печатной платы (с регулировкой ширины между направляющими)
Транспортирует плату внутрь принтера. Ширина между направляющими выставляется четко по размеру платы (с зазором 0,5-1 мм). Перекос недопустим.
Координатный стол с внешней стороны направляющих
Обеспечивает точное позиционирование платы по осям X, Y, θ (угол поворота).
Подъемник печатной платы
Приподнимает плату со стола конвейера, прижимая её к поддерживающим пинам.
Поддерживающие пины и бруски
Создают жесткую опору снизу платы. Без них плата прогибается под давлением ракеля, и паста попадает под трафарет. Пины расставляют вручную или автоматически (система Smart Jig).
Ракель
Резиновый или металлический нож (лезвие), продавливающий пасту в отверстия трафарета. Для паст с крупным порошком — резина, для мелкой сетки/мелких шагов — металл.
Модуль крепления ракеля
Держит ракель и регулирует его угол наклона. Угол задаётся обычно 45-60°.
Трафарет
Тонкий металлический лист (обычно нержавейка) с лазерной вырезкой или травлёными отверстиями под контактные площадки. Толщина: 0,1–0,15 мм (стандарт), до 0,2 мм для крупных компонентов.
Рамка трафарета
Жесткая конструкция, в которую натянут трафарет. Обеспечивает плоскостность.
Модуль очистки трафарета
После каждого цикла (или каждые 5-10 плат) автоматически протирает трафарет салфеткой с растворителем, удаляя остатки пасты с нижней стороны.
Модуль распознавания печатной платы
Камеры (верхняя и нижняя) видят fiducial-метки на плате и трафарете и совмещают их с микронной точностью.
Подготовка и использование паяльной пасты
Качество пастопечати напрямую зависит от того, насколько правильно подготовлена и дозирована паяльная паста. Нарушение температурного режима, влажности или методики перемешивания сведёт на нет точность даже самого дорогого принтера.
Подготовка паяльной пасты
Процесс подготовки начинается задолго до нанесения пасты на трафарет.
- Извлечение из холодильника. Паяльная паста хранится при температуре +2…+10 °C. Перед использованием банку достают и выдерживают при комнатной температуре в течение 4–6 часов. Искусственный разогрев запрещён.
- Перемешивание. После выдержки паста обязательно перемешивается. Это необходимо для восстановления тиксотропных свойств и равномерного распределения флюса и частиц припоя. Используются два метода:
- Ручной (предпочтительный для большинства производств): аккуратное перемешивание чистым шпателем в течение 1–2 минут. Движения — плавные, без интенсивного взбивания, чтобы избежать пузырей воздуха.
- Автоматический (миксером): допускается, только если производитель прямо предусмотрел это в документации. В противном случае из-за высоких оборотов паста может расслоиться или нагреться.
Использование паяльной пасты на трафарете
После вскрытия банки порядок действий следующий:
- Забор пасты. Чистым шпателем извлекается необходимое количество пасты. Оставшаяся в банке паста должна быть защищена от кислорода. Для этого в банку вставляется защитный клапан (вытесняет воздух), после чего крышка герметично закрывается. Это предотвращает окисление шариков припоя.
- Нанесение на трафарет. Паста переносится на рабочую зону трафарета и формируется в валик (располагается перед ракелем или между двумя ракелями при реверсивной печати).
- Контроль высоты валика. Критически важный параметр. Высота валика должна составлять 12–18 мм.
- Менее 12 мм: апертуры (отверстия) трафарета заполняются не полностью. Объём переносимой пасты становится меньше требуемого.
- Более 18 мм: избыточное давление приводит к продавливанию пасты под трафарет, загрязнению его нижней стороны и, как следствие, к перемычкам между контактными площадками.
Автоматический контроль высоты валика в современных принтерах (например, Panasonic SPG) может быть реализован двумя способами:
-
- Линейные датчики: система непрерывно измеряет высоту валика и сигнализирует оператору, если значение выходит за пределы 12–18 мм.
- Счётчик циклов: в программе задаётся количество отпечатков плат (например, каждые 20–30 плат). По достижении этого значения оборудование предлагает оператору визуально проверить и при необходимости скорректировать количество пасты на трафарете.
Условия окружающей среды
Для стабильного процесса пастопечати необходимы идеальные климатические условия:
- Температура: 20–25 °C.
- Относительная влажность: 40–50%.
Отклонения приводят к ухудшению растекаемости, преждевременному высыханию пасты на трафарете или коррозии.
Хранение подготовленной пасты (после вскрытия)
После того как паста прошла подготовку и была извлечена из холодильника, её запрещено охлаждать повторно. Повторное помещение в холодильник вызовет конденсацию влаги внутри банки, что испортит пасту.
- Режим хранения после вскрытия: только при комнатной температуре (13–22 °C, точный диапазон указывается производителем).
- Допустимый срок хранения в таких условиях: от 1 недели до 3 месяцев (зависит от марки пасты). Этот срок всегда уточняется в технической документации конкретного производителя.
Важно: если паста находилась на трафарете более 4–6 часов (или 8–12 часов с момента вскрытия банки), её следует утилизировать, даже если внешних признаков высыхания не видно. Внутренняя химическая активность флюса уже нарушена.
Результат пастопечати и подход к настройке параметров принтера (Panasonic SPG)
Результатом правильно выполненной пастопечати является симметричный отпечаток паяльной пасты, по объёму точно соответствующий заполняемой апертуре трафарета. При некорректных настройках принтера отпечаток получается неправильной формы.
При подборе параметров необходимо опираться на два источника:
- Техническая документация (Datasheet) на паяльную пасту — в ней указаны рекомендованные режимы для обеспечения заявленных характеристик.
- Рекомендации производителя пастопечатного оборудования.
Ниже приведён пример параметров из документации на паяльную пасту AIM (характерные значения для многих паст):
| Параметр | Рекомендованные значения |
|---|---|
Давление ракеля (Pressure) | 0,4–0,7 кг / 25 мм |
Скорость ракеля (Print speed) | 13–152 мм / с |
Печатный зазор (Clearance) | 0,00 мм |
Высота вертикального отделения трафарета (Descent stroke) | 0,75–2,0 мм |
Скорость вертикального отделения (Descent speed) | 3–20 мм / с |
Соблюдая эти рекомендации и выполняя визуальный контроль отпечатка пасты на контактной площадке, настраивают следующие параметры принтера:
- Давление ракеля.
- Скорость ракеля.
- Высота вертикального отделения трафарета.
- Скорость вертикального отделения.
- Печатный зазор.
- Угол наклона ракеля.
- Очистка трафарета.
- Точность совмещения трафарета.
Давление ракеля (Pressure)
Давление ракеля — сила прижима лезвия ракеля к поверхности трафарета. Измеряется в килограммах на длину ракеля (кг / мм или кг / 25 мм). Задача давления — очистить верхнюю поверхность трафарета до «зеркального» состояния.
Правило настройки: давление выставляют от меньшего допустимого значения к большему. Правильно подобранное давление — то, при котором после прохода ракеля трафарет становится зеркально чистым.
Пересчёт единиц для принтера Panasonic SPG
В технической документации пасты давление может быть указано в кг / 25 мм длины ракеля. В принтере Panasonic SPG используется единица 0,01 Н/мм. Для перевода применяется формула:
P₂ = (P₁ × K) / 0,01
где:
- P₂ — давление в принтере (0,01 Н/мм);
- P₁ — давление из документации (кг / 25 мм или кг / мм);
- K — коэффициент перевода кг в Н: 1 кг ≈ 9,8 Н.
Дефекты при некорректном давлении:
| Проблема | Причина |
|---|---|
На трафарете остаются следы пасты | Давление слишком мало |
Уменьшается объём отпечатка пасты | Давление слишком велико (ракель вычерпывает пасту из апертур) |
Ускоренный износ трафарета | Постоянно повышенное давление |
Скорость ракеля (Print Speed)
Скорость ракеля — скорость движения инструмента во время печати, измеряется в мм/с. За счёт трения между ракелем и трафаретом вязкость пасты локально снижается, что помогает заполнять апертуры.
Правильно выбранная скорость обеспечивает симметрию левой и правой части отпечатка пасты на контактной площадке.
Скорость и давление ракеля связаны прямо пропорционально: чем выше скорость, тем большее давление требуется для качественной очистки трафарета.
Дефекты при некорректной скорости:
| Проблема | Причина |
|---|---|
Паста становится слишком жидкой, растекается под трафарет, образуются перемычки | Превышены и скорость, и давление → перегрев ракеля и трафарета |
Ускоренный износ лезвий и трафарета, смещение дозировки | Хронически высокая скорость |
Частичное заполнение апертур | Скорость слишком низкая |
Важный нюанс визуального контроля: заполнение апертур при движении ракеля начинается от противоположной стенки апертуры. Это правило помогает правильно корректировать параметры.
Высота и скорость вертикального отделения трафарета
Высота отделения (Descent stroke)
Высота вертикального отделения — расстояние, на которое плата опускается от трафарета после нанесения пасты, измеряется в мм. Параметр влияет на форму отпечатка и на то, насколько чисто паста выходит из апертур.
Если высота отделения меньше толщины трафарета, вязкая паста продолжает «держаться» за стенки апертур, и отпечаток становится несимметричным.
Скорость отделения (Descent speed)
Скорость вертикального отделения — скорость, с которой плата отрывается от трафарета, измеряется в мм/с. Этот параметр отвечает за аккуратное разделение пасты и апертур и за точное формирование отпечатка.
Дефекты при некорректной настройке отделения:
| Проблема | Причина |
|---|---|
«Собачьи уши», пики, засорение апертур, неравномерный отпечаток | Слишком низкая скорость отделения |
Паста остаётся на стенках апертур | Слишком высокая скорость отделения |
Печатный зазор (Clearance)
Печатный зазор — расстояние между печатной платой и нижней стороной трафарета в процессе печати, измеряется в мм.
Корректная настройка: плата и трафарет должны едва соприкасаться друг с другом. В этом случае высота отпечатка пасты будет точно равна толщине трафарета.
Дефекты:
| Проблема | Причина |
|---|---|
Перемычки из-за растекания пасты под трафарет | Зазор есть, но контакт отсутствует |
Износ ракеля, растяжение трафарета | Трафарет вдавлен в плату (фактически отрицательный зазор) |
Угол наклона ракеля (Squeegee angle)
Угол наклона ракеля — стандартизированная величина. Для большинства систем он составляет 60°. Изменять этот параметр без веских оснований не рекомендуется.
Очистка трафарета (Cleaning Interval)
Для поддержания качества отпечатка необходима регулярная автоматическая очистка нижней стороны трафарета. Очистка выполняется с использованием:
- Отмывочной жидкости — специальный состав, химически нейтральный к паяльной пасте.
- Безворсовой бумаги — обычная бумага оставляет ворсинки, которые забивают апертуры или нарушают плотное прилегание трафарета к плате.
Последствия недостаточной очистки:
- Закупорка апертур.
- Перемычки и шарики припоя при пайке.
- Ухудшение формы и стабильности отпечатков.
Уменьшение объёма пасты на контактных площадках.
Точность совмещения трафарета (Fiducial alignment)
Точность совмещения трафарета и печатной платы напрямую влияет на формирование отпечатка пасты. Обеспечивается она с помощью реперных знаков (Fiducial) — специальных геометрических элементов на плате и трафарете.
Принтер оснащён функцией автоматического распознавания реперных знаков и коррекции положения трафарета относительно платы.
Что происходит при ошибке совмещения:
- Паста наносится не только на контактные площадки, но и на участки, закрытые паяльной маской.
- Результат — перемычки между площадками или недостаточный объём пасты для формирования паяного соединения.
Порядок настройки параметров пастопечати
Настройка пастопечатного принтера — это последовательный процесс, в котором каждый шаг опирается на визуальный контроль и микроскопию. Рекомендуется двигаться снизу вверх: сначала обеспечить механический контакт, затем давление, затем скорость и отделение.
Шаг 1. Установка базовых (стандартных) параметров
В начале настройки следует применить режимы, рекомендованные производителем оборудования (Panasonic). Эти значения служат отправной точкой.
| Параметр | Базовое значение |
|---|---|
Скорость ракеля (Print speed) | 50 мм/с |
Давление ракеля (Pressure) | 20–25 (0,01 Н/мм) |
Угол ракеля (Squeegee angle) | 60° |
Печатный зазор (Clearance) | 0 мм |
Скорость вертикального отделения (Descent speed) | 3 мм/с |
Высота вертикального отделения (Descent stroke) | 3 мм |
Очистка трафарета (Cleaning interval) | Через 10 плат — сухая очистка (1 round); через 30 плат — влажная очистка (2 round) |
Важное условие: выбранные значения должны находиться внутри диапазонов, указанных в технической документации (Datasheet) на паяльную пасту. Если базовый режим выходит за пределы допустимых значений, следует скорректировать его в сторону ближайшей границы.
Шаг 2. Проверка контакта трафарета и печатной платы (печатный зазор)
Цель: убедиться в отсутствии зазора между трафаретом и платой.
Метод проверки: визуальный и тактильный контроль. Технолог слегка нажимает на поверхность трафарета в рабочей зоне и оценивает, есть ли ощутимый зазор или, наоборот, избыточное вдавливание.
Норма: трафарет и плата должны едва соприкасаться (Clearance = 0 мм или микроскопическое касание).
Действие при отклонении (отсутствие контакта): отрегулировать печатный зазор в диапазоне от 0 до –0,5 мм (отрицательные значения означают лёгкое вдавливание трафарета в плату). Шаг регулировки — 0,1 мм. Правила настройки подробно описаны ранее (см. раздел «Печатный зазор»).
Шаг 3. Настройка давления ракеля
Цель: добиться полной очистки верхней поверхности трафарета до «зеркального» состояния.
Метод проверки: визуальный контроль поверхности трафарета после прохода ракеля.
Норма: на трафарете не остаётся видимых следов пасты.
Действие при отклонении (остаются следы пасты):
- Увеличить давление от базового значения (20–25 в единицах 0,01 Н/мм).
- Давление повышается с шагом 2 (0,01 Н/мм) до тех пор, пока поверхность трафарета не станет зеркально чистой.
- Верхний предел — максимальное значение давления, указанное в документации на паяльную пасту.
Что происходит при избыточном давлении (в качестве ориентира): если давление становится слишком высоким, ракель начинает вычерпывать пасту из апертур. Это контролируется на следующем шаге.
Шаг 3. Настройка давления ракеля
Цель: добиться полной очистки верхней поверхности трафарета до «зеркального» состояния.
Метод проверки: визуальный контроль поверхности трафарета после прохода ракеля.
Норма: на трафарете не остаётся видимых следов пасты.
Действие при отклонении (остаются следы пасты):
- Увеличить давление от базового значения (20–25 в единицах 0,01 Н/мм).
- Давление повышается с шагом 2 (0,01 Н/мм) до тех пор, пока поверхность трафарета не станет зеркально чистой.
- Верхний предел — максимальное значение давления, указанное в документации на паяльную пасту.
Что происходит при избыточном давлении (в качестве ориентира): если давление становится слишком высоким, ракель начинает вычерпывать пасту из апертур. Это контролируется на следующем шаге.
Шаг 5. Проверка формы отпечатка после отделения платы от трафарета
Цель: оценить, как паста отделяется от апертур, и исключить дефекты, возникающие именно на этапе подъёма платы.
Метод проверки: визуальный контроль под микроскопом после завершения цикла печати и отделения.
Контролируемые дефекты:
- «Собачьи уши» — вытянутые углы отпечатка.
- Паста, оставшаяся в апертурах трафарета (неполный перенос).
- Неравномерная высота отпечатка.
Норма: чёткий, ровный отпечаток с ровными краями.
Действие при отклонении:
- Отрегулировать скорость вертикального отделения (Descent speed) в диапазоне 1,5–5,0 мм/с.
- Шаг регулировки — 0,5 мм/с.
- Если есть «собачьи уши» или паста тянется за платой — скорость отделения слишком низкая (паста успевает «вытянуться»).
- Если паста остаётся в апертурах — скорость отделения слишком высокая (резкий отрыв).
Правила настройки подробно описаны в разделе, посвящённом вертикальному отделению.
Шаг 6. Настройка очистки трафарета
Цель: обеспечить регулярное удаление остатков пасты с нижней стороны трафарета, чтобы избежать перемычек и закупорки апертур.
Метод проверки: визуальный контроль нижней стороны трафарета (в идеале — через камеру или зеркало) и отпечатков на плате. Особое внимание — на наличие перемычек между контактными площадками.
Норма: отсутствие следов пасты на нижней стороне трафарета между циклами печати.
Действие при отклонении (обнаружены перемычки):
- Сократить интервалы очистки:
- Сухая очистка — до 5–10 плат.
- Влажная очистка — до 15–30 плат.
- Если проблема сохраняется, проверить: достаточно ли отмывочной жидкости, не загрязнена ли безворсовая бумага, не повреждён ли модуль очистки.
Важное замечание: настройка — итеративный процесс. После изменения одного параметра (например, скорости ракеля) необходимо заново проверить зависимые параметры (давление, отделение). Финальный критерий — стабильное получение симметричного, чистого отпечатка на серии из 10–20 плат.
Окончание процесса пастопечати
Завершение рабочей смены или партии плат — не менее ответственный этап, чем начало процесса. Правильная утилизация и учёт остатков паяльной пасты напрямую влияют на повторяемость качества и предотвращают смешивание свежей и отработанной пасты.
Общие правила учёта пасты
При работе с паяльной пастой обязательно соблюдается система маркировки, которая фиксирует три ключевых момента:
- момент вскрытия банки;
- время начала работы с пастой;
- время окончания работы.
Что делать с остатками пасты на трафарете
После завершения печати на трафарете остаются два типа остатков пасты, и обращаться с ними нужно по-разному.
- Паста вне рабочей зоны (за пределами апертур) — красные стрелки
Это паста, которая находилась на трафарете, но не участвовала непосредственно в формировании отпечатков (например, растекания по краям или излишки, снятые с нерабочих участков). Такая паста считается отходами.
Порядок действий:
- Собрать остатки шпателем.
- Поместить в отдельную тару (специальный контейнер для отходов).
- Тара маркируется как «Отходы паяльной пасты».
- По окончании смены банка с отходами передаётся на склад для дальнейшей утилизации.
Почему это нельзя смешивать с основной пастой? Потому что такая паста могла контактировать с воздухом, подсохнуть на краях, впитать загрязнения с трафарета. Её повторное использование приведёт к дефектам печати.
- Остатки рабочего валика — зелёная стрелка
Это основная масса пасты, которая лежала на трафарете в виде валика (высотой 12–18 мм) и использовалась для печати в течение смены. Эта паста не считается отходами, но требует аккуратного обращения.
Порядок действий:
- Собрать остатки валика с трафарета чистым шпателем.
- Поместить в тару, в которой уже находится ранее перемешанная паяльная паста (или в отдельную банку с маркировкой).
- Тара маркируется как «Перемешанная паста с остатками валика».
Повторное использование пасты из остатков валика
Перед тем как использовать пасту из этой банки на следующий день (или после перерыва), необходимо повторно перемешать содержимое при помощи чистого шпателя.
Условия хранения:
- Банка с перемешанной пастой и остатками валика хранится при комнатной температуре (13–22 °C).
- Повторное охлаждение не допускается (конденсат испортит пасту).
Важно: паста из остатков валика может храниться при комнатной температуре ограниченное время. Фактический срок (от 1 недели до 3 месяцев) указывается производителем. По истечении этого срока даже перемешанная паста должна быть утилизирована.
Дефекты пастопечати и способы их устранения
Критерии качества и методы контроля
Требования к качеству отпечатка паяльной пасты на контактной площадке описаны в стандарте IPC-7527 («Требования к печати паяльной пастой»). Основным инструментом контроля является оптическая инспекция паяльной пасты — SPI (Solder Paste Inspection).
С учётом паспортной точности принтера Panasonic SPG (±20 мкм) и допустимого разброса толщины печатной платы (±10%) в SPI устанавливается допустимый диапазон объёма отпечатка: 70–130% от объёма апертуры трафарета.
Выход за этот диапазон не является критическим дефектом, но служит индикатором отклонения, требующим внимания технолога. Для удобства мониторинга выделены два пороговых диапазона:
| Диапазон | Статус |
|---|---|
50–70% от объёма апертуры | Нижний индикатор отклонения |
130–180% от объёма апертуры | Верхний индикатор отклонения |
Что считается дефектом?
Согласно IPC-7527, дефектом признаётся объём отпечатка менее 50% объёма апертуры. Верхний предел объёма стандартом не установлен — на практике решение принимает технолог, исходя из конкретной топологии платы и шага компонентов.
Действие при обнаружении дефекта (менее 50%): плата подлежит обязательной отмывке в отмывочной машине. Ручная отмывка не допускается, так как:
- паста удаляется не полностью;
- частицы пасты забивают переходные отверстия и попадают на обратную сторону платы;
- при оплавлении эти частицы вызывают перемычки и шарики припоя.
После отмывки плата направляется на повторный цикл нанесения паяльной пасты.
Три основных вида дефектов
С практической точки зрения все отклонения и дефекты пастопечати можно свести к трём типам:
- Избыточное количество пасты — объём отпечатка превышает установленный порог (от 130% и выше, особенно при повторяющемся характере).
- Недостаточное количество пасты — объём отпечатка ниже установленного порога (менее 70%, а в случае дефекта — менее 50%).
- Смещение отпечатка — паста нанесена не по центру контактной площадки.
Когда вмешиваться: критерий повторяемости
Триггером для вмешательства (изменения настроек или проверки оснастки) служит повторяющийся характер отклонений:
- Три и более дефекта (объём менее 50% или более 180%) на одной контактной площадке в последовательных циклах.
- Три и более индикатора отклонения (объём в диапазоне 50–70% или 130–180%) на одной площадке.
При обнаружении таких повторяющихся событий необходимо предпринять меры по устранению причин.
Порядок устранения дефектов (рекомендуемая последовательность)
Этап 1. Проверка состояния инструментов и материалов
Прежде чем менять настройки принтера, следует исключить проблемы, связанные с оснасткой, расходными материалами и состоянием оборудования.
Контрольный список:
| Что проверять | На что обратить внимание |
|---|---|
Поддерживающие пины | Наличие и правильная расстановка (отсутствие прогиба платы) |
Давление внутри рамки трафарета | Соответствие норме (ослабленный трафарет дает плохую очистку) |
Чистота стола (тисков) | Остатки пасты, грязь, искажающие уровень платы |
Чистота рамки трафарета | Засохшая паста по краям |
Высота валика пасты | Должна быть 12–18 мм |
Разброс толщины плат | Разные партии, наплывы финишного покрытия, избыток шелкографии или маски |
Система очистки трафарета | Забиты ли сопла, достаточно ли отмывочной жидкости |
Состояние ракеля | Повреждения лезвия, износ |
Состояние трафарета | Царапины, замятые или забитые апертуры |
Этап 2. Изменение настроек принтера
Если оснастка и материалы в порядке — переходить к корректировке параметров. Как именно настраивать каждый параметр в зависимости от типа дефекта — подробно описано в предыдущих разделах (давление, скорость, отделение, зазор, очистка).
Особый случай: пауза в работе SMT-линии
Даже при идеальных настройках есть один нюанс, о котором важно знать.
Симптом: после паузы в процессе пастопечати продолжительностью 30–40 минут первые 5 плат показывают индикатор отклонения (объём пасты в диапазоне 50–70%).
Причина: в составе флюса паяльной пасты содержатся тиксотропные добавки. Они обеспечивают текучесть пасты при механическом воздействии (движении ракеля). Если паста долго не подвергается механическому воздействию, её консистенция временно становится более густой и вязкой. Из-за этого паста хуже заполняет апертуры трафарета.
Что делать:
- Запланировать перерыв так, чтобы после него не требовалась высокая точность.
- Либо перед началом работы сделать 2–3 «холостых» цикла печати (на тестовую или черновую плату), чтобы восстановить тиксотропные свойства пасты.
- Контролировать SPI первые платы после перерыва — и не считать индикатор 50–70% в этой ситуации признаком системной проблемы.
Резюме: алгоритм действий при дефектах
- Зафиксировать дефект по данным SPI (какая площадка, какой характер, повторяемость).
- Проверить оснастку (пины, трафарет, ракель, чистоту).
- Проверить процессные условия (высоту валика, паузы в работе).
- Если проблема повторяется на одной площадке — скорректировать настройки принтера (давление, скорость, отделение, очистку).
- Платы с объёмом менее 50% — только машинная отмывка и повторная печать.
Такой подход минимизирует время простоя и не позволяет ложным тревогам (разовые индикаторы) приводить к ненужной перенастройке оборудования.
с нами
как можно скорее.