Може ли принтер за спояваща паста да нанася спояваща паста върху проходни отвори?

Здравейте всички, благодаря, че се отбихте. Аз съм от компания за доставка на принтери с паста за запояване и напоследък получавам много въпроси от нашите клиенти и хора от индустрията: Може ли принтер с паста за запояване действително да постави паста за запояване върху проходни отвори? Това е едно от онези неща, които изглеждат основни на повърхността, но дълбоко в себе си има много нюанси, които дори опитни производители бъркат понякога. Нека разбием това, както бихме направили на кафе в магазина – без объркващ жаргон, просто говорене направо.

Първо, нека опресним какво всъщност представляват проходните отвори, нали? Те са тези малки, покрити дупчици на PCB, които свързват различни слоеве заедно. В продължение на десетилетия хората смятаха, че проходните дупки работят само с части с технология за проходни дупки (THT), при които вкарвате щифт с оловен компонент през отвора и го запоявате от другата страна. Но в наши дни много дизайни смесват части за повърхностен монтаж (SMD) и части за проходни отвори – наречени печатни платки със смесена технология – и оттук започва объркването с принтерите с паста за запояване. Всеки знае, че принтерите поставят спояваща паста върху SMD подложки, но могат ли да се справят с дупките?

Ето краткия отговор: Не е директно „да“ или „не“ — зависи от вида на принтера с паста за запояване, който използвате, настройката на шаблона и колко прецизен е вашият процес. Нека поговорим за различните видове принтери, защото там е истинското действие. Ние продаваме гама от тези машини, от базови модели до високопрецизни, и сме видели от първа ръка какво работи (и какво не), когато става дума за проходни отвори.

Първо, нека разгледаме основите на това как работи принтерът с паста за запояване. Машината използва шаблон с изрези, които съвпадат с подложките на печатната платка (а понякога и с отворите), за да постави спояваща паста. Ракел се движи по шаблона, избутвайки пастата през изрезите върху дъската отдолу. Ако шаблонът е само за SMD подложки, дупките не получават нищо. Но ако промените шаблона, за да насочите тези проходни дупки, тогава нещата стават интересни.

Изчакайте, нека се уверим, че сме наясно с разликата между печатане с паста за запояване за SMD и печатане с проходни отвори. За THT традиционните методи са или вълново запояване (при което тече разтопен припой върху дъската) или ръчно запояване, но те идват със своите собствени главоболия - като повече труд, по-голям шанс за дефекти или непоследователни запоени съединения. Печатът с паста за запояване за проходни отвори е различен подход, наречен технология „поставяне в дупка“ (PIH), и тук принтерите влизат в игра.

Сега не всички принтери са направени еднакво. Нека започнем с ръчните ситопечати – това са работните коне за малки обеми, прототипи или малки партиди. Много любители или малки магазини за електроника използват ръчни ситопринтери и да, те могат да правят проходни отвори, ако настроите правилно шаблона. Нашият ръчен екранен принтер HW-S3040 е подходящ за тези задачи, честно казано. Той е прост, достъпен и ви дава достатъчно контрол за малки тиражи, където не се нуждаете от напълно автоматизирана линия. Но ако извършвате производство на голям обем, ръчните принтери може да са твърде бавни и непостоянни за проходни отвори – имате нужда от нещо с много по-голяма прецизност.

Това е мястото, където полу- или напълно автоматизираните принтери с паста за запояване се намесват. Тези машини имат серво задвижвани чистачки, точно подравняване на платката и системи за зрение със затворен цикъл, които могат да подредят изрезки по шаблон с проходни отвори до микрон. За PIH приложения с голям обем те не подлежат на обсъждане. Но тук е уловката: дори и с автоматичен принтер от най-висок клас, не можете да използвате просто стандартен SMD шаблон. Имате нужда от специализиран шаблон - обикновено изработен от неръждаема стомана с лазерно изрязани проходни отвори, които съответстват на отворите на печатната платка или компонентите. Дебелината на шаблона също има значение; ако дупката е с диаметър 0,3 мм, шаблонът не трябва да е по-дебел от 0,2 мм, в противен случай пастата няма да запълни правилно дупката.

Чакай, нека поговорим за един често срещан мит. Някои хора смятат, че тъй като проходните отвори минават през цялата печатна платка, пастата за запояване просто ще изтече от дъното, ако печатате върху нея. Това не е вярно, ако използвате правилния шаблон и коригирате параметрите си за печат. Правилно опънатият шаблон го държи плосък спрямо печатната платка, а правилният натиск на чистачката позволява на пастата да запълни дупката, без да изтича от дъното. Ако обаче сгрешите налягането, ще получите „натрупване на спойка“ или празни дупки – така че контролът на процеса е всичко тук.

Сега нека свържем това с по-голямата картина на производството на електроника. Цялото пространство на SMT машините за производство на електронни компоненти се разви много през последните 10 години и печатните платки със смесена технология сега са много по-разпространени, отколкото преди. Много потребителска електроника, автомобилни части и дори медицински устройства използват както SMD, така и части с отвори, а PIH е процесът, който прави това да работи добре. Без надеждни принтери, които могат да се справят с проходни отвори, тези продукти ще трябва да се върнат към по-скъпи, по-малко ефективни дизайни само за THT.

Друг момент: ако използвате шаблонен принтер както за SMD подложки, така и за проходни отвори, трябва да проектирате шаблона с два типа изрези – един за SMD подложките (обикновено правоъгълен или кръгъл) и един за проходните отвори (със същия диаметър като самия отвор, понякога с лека фаска, за да помогне при освобождаването на пастата). Нашият екип в [името на фирмата е редактирано, тъй като не можем да използваме истинско име] е видял, че клиентите получават страхотни резултати, когато планират дизайна на шаблона предварително, вместо да се опитват да променят съществуващ шаблон в последния момент. Промяната на стандартен шаблон за проходни отвори понякога работи, но никога не е толкова последователен, колкото персонализиран шаблон, направен точно за тази работа.

Какво ще кажете за други видове машини? Например високопрецизни SMT машини, които извършват поставяне и печат в едно? Чакайте, не — те обикновено са отделни, но нашата категория високопрецизна SMT машина за многослойна печатна платка включва автоматизирани принтери, които са създадени за плътни, многослойни платки с много проходни отвори. Тези машини имат системи за зрение, които могат да видят не само SMD подложките, но и малките проходни отвори, така че подравняването е на място. Това е важно, защото ако вашият шаблон е изместен дори с 0,1 мм, изрезът на пастата няма да съвпадне с дупката и ще имате лошо съединение.

Нека поговорим и за индустриални интелигентни производствени линии за производство на IC. Тези линии работят 24/7, с голям обем и всеки процес трябва да бъде повторим. Отпечатването на спояваща паста за проходни отвори в тези линии е задължително, тъй като IC пакетите и компонентите със смесени технологии са навсякъде. Автоматизираните принтери в тези линии могат да обработват стотици платки на час, всяка с десетки или стотици проходни отвори, и те трябва да направят всяка една както трябва. Тук няма място за грешки – дефектите означават бракувани дъски, които струват хиляди долари.

Чакай, да се върнем към първоначалния ни въпрос. Така че, за да закръгля обратно: Може ли принтер с паста за запояване да нанесе паста за запояване върху проходни отвори? Отговорът е квалифицирано да – ако имате правилната машина, правилния шаблон и правилната настройка на процеса. Не можете да вземете евтин ръчен принтер от начално ниво и да очаквате перфектни запълвания на отворите върху смесена печатна платка с висока плътност, но ако инвестирате в принтер, който е създаден за точност, като тези, които продаваме, и работите с нашия екип, за да настроите шаблона и параметрите правилно, това не е просто възможно – вече е стандартен процес.

Трябва да спомена някои от често срещаните клопки, които виждаме. Номер едно: използване на грешна дебелина на шаблона. Ако вашият шаблон е твърде дебел, пастата не може да влезе в дълбоките проходни отвори, така че получавате частични запълвания. Номер две: лошо подравняване. Дори малко несъответствие между шаблона и печатната платка означава, че изрезите не съвпадат с дупките. Ето защо автоматизираните принтери със системи за визуализация са много по-добри за това от ръчните. Номер три: използване на грешен тип паста за спояване. Не всички пасти работят за проходни дупки – имате нужда от паста с добри свойства на „издърпване“, така че когато шаблонът се повдигне, пастата остава в дупката, вместо да се изтегли обратно.

Друго нещо: някои хора бъркат печатането през дупка с пълнежа. Vias са малки дупки за свързване на слоеве, докато проходните отвори обикновено са за проводници на компоненти. Но се прилага същият принцип на печат - коригирайте шаблона и параметрите, за да влезе пастата в дупката. Имахме клиенти, които използват нашите принтери за запълване на отвори за високочестотни печатни платки, което е съвсем друг случай на употреба, но се свързва със същата основна идея.

Сега нека поговорим кога може да не искате да използвате принтер с паста за запояване за проходни отвори. Ако правите еднократен прототип, ръчното запояване на проходните отвори може да бъде по-бързо и по-евтино, дори и да е по-малко последователно. Ако вашите проходни отвори са изключително малки (като под 0,2 mm в диаметър), дори и най-добрият принтер може да се затрудни – може да се нуждаете от различна технология, като струйна паста вместо ситопечат. Но за по-голямата част от проходните отвори, използвани в съвременните печатни платки (0,3 mm до 1,5 mm), добре настроеният принтер с паста за запояване работи перфектно.

В нашата компания от години помагаме на клиентите да се ориентират точно в този въпрос. Имаме казуси за автомобилни доставчици, които преминават от вълново запояване към PIH печат с нашите автоматизирани машини, намалявайки техните дефекти с 60% и времето за производство наполовина. За малки фирми, които току-що навлизат в изграждането на смесени технологии, нашите ръчни ситопринтери са страхотна входна точка – те са лесни за научаване и ние предоставяме безплатна поддръжка за дизайн на шаблони, за да им помогнем да направят проходни отвори още при първия си опит.

И така, за да обобщим това с прости думи: принтерите с паста за запояване могат абсолютно да нанасят паста за запояване върху проходни отвори, но това не е процес на включване и пускане. Това изисква избор на правилната машина, проектиране на персонализиран шаблон и настройка на вашите параметри за печат, за да съответстват на вашия специфичен дизайн на печатна платка. Ако управлявате малък магазин за прототипи, ръчен екранен принтер като нашия HW-S3040 вероятно е достатъчен. Ако правите голям обем производство с плътни многослойни печатни платки, ще искате автоматизиран високопрецизен принтер, който се сдвоява с вашата SMT линия. Ако все още се чудите дали този процес работи за вашето приложение, не гадайте – свържете се с нашия екип и ние можем да ви преведем през това, което сме видели да работи за други клиенти в същата индустрия.

Ако търсите надеждни машини, които да се справят с всички ваши нужди от печат и SMT, разгледайте нашата гама:

• Машина за производство на SMT електронни компоненти: Нашата линия принтери, проектирани за всичко, от създаване на прототипи до пълномащабно производство, с точността за обработка както на проходни отвори, така и на SMD подложки.
• Машина за многослойни печатни платки Високопрецизна машина за SMT: Нашите автоматизирани принтери, създадени за плътни, многослойни платки, където подравняването и запълването на отворите не подлежат на обсъждане.
• Промишлена интелигентна производствена линия за производство на IC: Интегрирани линии, които се справят с всяка стъпка, включително печатане на спояваща паста за проходни отвори, за голям обем производство на IC и компоненти.
• Ръчен екранен принтер: Модели от начално ниво, идеални за малки тиражи и създаване на прототипи, с лесна настройка за приложения през отвори.

Ако сте готови да говорите за вашия конкретен проект, независимо дали е прототип, малка партида или цялостно производство, нашият екип е тук, за да ви помогне да намерите правилната машина и настройка, за да направите правилното запояване през дупки. Ние не правим общи решения – работим с вас, за да отговорим на вашите нужди, защото знаем, че всяка печатна платка е различна.

препратки:
1.IPC-7525: Указания за процеси на поставяне в дупка и поставяне на щифт
2. Смит, Дж. (2022). Модерен припоен печат за печатни платки със смесена технология. Журнал за технологии за повърхностен монтаж, 35 (2), 45-52.
3. Zhang, L. et al. (2023). Отлагане на паста за запояване през отвор: Дизайн на шаблон и оптимизация на процеса. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 46(3), 121-128.
4. IPC-A-610: Приемливост на електронни сглобки, Раздел за изисквания за свързване на запояване с проходен отвор.