Реферат: Технология и оборудование для нанесения припойной пасты
68
71
74
110
Как видно из таблицы, сетки трафаретов изготавливаются из полиэстера и нержавеющей стали. Более дешёвым материалом является полиэстер. Он имеет высокую температуру плавления, хорошую химическую стойкость, стабильность размеров, высокую твердость поверхности, малую величину текучести под нагрузкой, а также низкое влагопоглощение. Однако по сравнению с нержавеющей сталью полиэстер обладает меньшей прочностью,что не позволяет применять для сеток проводники малых диаметров. Поэтому трафареты с сетками из нержавеющей стали выдерживают значительно большие значения растягивающих усилий при натяжении сетки на рамку, что обеспечивает большую точность при нанесении паст на большие рабочие поверхности. Кроме того, за счет меньшего диаметра нитей такие трафареты позволяют получать ячейки большей площади при одном и том же их количестве на единицу поверхности, что обеспечивает их большую прозрачность.
Стандартная толщина трафарета в технологии ПМ составляет 200мкм. Учитывая разнообразие паст, в некоторых случаях могут применяться и другие толщины (например, 175,130 мкм). Для компонентов с малым шагом выводов (Р≥ 0,4мм) используются трафареты толщиной 120 мкм чаще всего ступенчатой формы (рис. 4).
Рис. 4. Трафарет ступенчатой формы для компонентов с малым шагом выводов
Учитывая технологические особенности трафаретной печати и реологические свойства паст, размеры окна (ширина и длина) выбираются меньше размеров контактной площадки. Рекомендуются следующие соотношения для расчета размеров окна трафарета:
где W — размер контактной площадки (W ≥ 0,4 мм, толщина трафарета 200 мкм).
Для случая W < 0,4 мм (толщина трафарета 120 мкм):
При больших размерах окон трафаретов (более 2 мм) в припойной пасте могут появляться пробелы (пустоты, углубления). Для исключения этого недостатка рекомендуется большие окна разделять на несколько малых, как это показано на рис. 5.
При этом следует использовать следующие рекомендации:
• если размер контактной площадки равен 2—3 мм, то число окон выбирается равным 2, если 3-4 мм, то 3 (рис. 3.15);
• расстояние между внешней кромкой окна и контактной площадкой выбирается в соответствии с приведенными выражениями и составляет 0,05 и 0,015 мм;
Рис. 5. Пример разделения большого окна
• толщина стенок между окнами, исходя из условий механической стабильности трафарета, выбирается от 0,2 до 0,3 мм;
• размер окон должен быть кратен 0,1 мм.
При ультрамалом шаге контактных площадок (Р < 0,4 мм) может наблюдаться такой дефект трафаретной печати, как растекание («размазывание») припойной пасты. Устранение этого дефекта достигается изготовлением трафарета с меньшими допусками на размеры окон, применением окон с расширенной нижней частью, регулярной отпечаткой нижней части трафарета.
Окна высокоточных трафаретов выполняются методами химического травления (до 0,5 мм), с помощью лазерного фрезерования (менее 0,3 мм). В последние годы для этих целей применяется метод электрохимического осаждения никеля.
Рис. 6. Конструкция ракеля для трафаретной печати ПМ-изделий (а), для ГИС (б)
В отличие от технологии ГИС при ПМ используются металлические ракели ромбовидного или прямоугольного сечения с алмазным покрытием, что обеспечивает качественное нанесение пасты на платы большой площади и большую износостойкость их рабочих поверхностей (рис.6).
Для нанесения припойных паст при мелкосерийном производстве (как и адгезива) эффективным является применение точечных дозaторов (dispensing). В настоящее время имеются две разновидности этого метода: дозирование за счет выбора давления в диспенсере и времени выдавливания («time-pressure» method) (рис. 7) и с помощью червячного экструдера («rotary-pump» method) (рис. 8).
Применяемая оснастка и режимы работы диспенсирования должны обеспечить требуемую массу, форму и позицию точки припойной пасты на контактной площадке. Для получения требуемого качества паяных соёдинений масса припойной пасты в точке должна составлять от 0,22 мг (ИМС с шагом 0,65 мм) до 1,16 для транзисторных корпусов. Допустимое отклонение массы точки (2о) должно быть не более 25%. Для уменьшения растекания припойной пасты за пределы контактной площадки отношение массы пасты к диаметру точки должно быть 0,5 мг/мм для малых точек (0,2—-0,35 мг) и около 1 мг/мм для больших точек (0,35— 1,1 мг).
При использовании первого метода необходимая масса и диаметр точки припойной пасты o6eспечиваются за счёт выбора давления в цилиндре и времени выдавливания. Эти параметры будут зависеть также от формы и диаметра иглы.