ზედაპირზე დამაგრების ასამბლეის პროცესი იყენებს შაბლონებს, როგორც ზუსტი, განმეორებადი შედუღების პასტის დეპონირების გზას. შაბლონი ეხება თითბერის ან უჟანგავი ფოლადის თხელ ან თხელ ფურცელს, რომელზეც მოჭრილია წრიული ნიმუში, რათა შეესაბამებოდეს ზედაპირზე დამაგრების მოწყობილობის (SMD) პოზიციის ნიმუშს. PRINTED CIRCUIT ფორუმში (PCB) სადაც უნდა იქნას გამოყენებული შაბლონი. მას შემდეგ, რაც თარგი ზუსტად არის განლაგებული და შეესაბამება PCB-ს, ლითონის საწუწნი აიძულებს შედუღების პასტას შაბლონის ხვრელებში, რითაც წარმოქმნის დეპოზიტებს PCB-ზე SMD-ის ადგილზე დასამაგრებლად. შედუღების პასტის დეპოზიტები დნება გადამუშავების ღუმელში გავლისას და აფიქსირებს SMD-ს PCB-ზე.

შაბლონის დიზაინი, განსაკუთრებით მისი შემადგენლობა და სისქე, ისევე როგორც ხვრელების ფორმა და ზომა, განსაზღვრავს შედუღების პასტის საბადოების ზომას, ფორმას და მდებარეობას, რაც აუცილებელია მაღალი გამტარუნარიანობის შეკრების პროცესის უზრუნველსაყოფად. მაგალითად, ფოლგის სისქე და ხვრელების გახსნის ზომა განსაზღვრავს დაფაზე დეპონირებული ნალექის მოცულობას. გადაჭარბებულმა წებოვანმა პასტამ შეიძლება გამოიწვიოს ბურთების, ხიდების და საფლავის ქვების წარმოქმნა. შედუღების პასტის მცირე რაოდენობა გამოიწვევს შედუღების სახსრების გაშრობას. ორივე აზიანებს მიკროსქემის დაფის ელექტრულ ფუნქციას.

ფოლგის ოპტიმალური სისქე

დაფაზე SMD-ის ტიპი განსაზღვრავს ფოლგის ოპტიმალურ სისქეს. მაგალითად, კომპონენტების შეფუთვა, როგორიცაა 0603 ან 0.020 ინჩიანი SOIC, მოითხოვს შედარებით თხელი შედუღების პასტის შაბლონს, ხოლო სქელი შაბლონი უფრო შესაფერისია ისეთი კომპონენტებისთვის, როგორიცაა 1206 ან 0.050 ინჩიანი SOIC. მიუხედავად იმისა, რომ შედუღების პასტის დასაფენად გამოყენებული შაბლონის სისქე მერყეობს 0.001″-დან 0.030″-მდე, ტიპიური კილიტა სისქე, რომელიც გამოიყენება უმეტეს მიკროსქემის დაფებზე, მერყეობს 0.004″-დან 0.007″-მდე.

შაბლონის დამზადების ტექნოლოგია

ამჟამად, ინდუსტრია იყენებს ხუთ ტექნოლოგიას შაბლონების-ლაზერული ჭრის, ელექტროფორმირების, ქიმიური ჭურვის და შერევის დასამზადებლად. მიუხედავად იმისა, რომ ჰიბრიდული ტექნოლოგია არის ქიმიური გრავირებისა და ლაზერული ჭრის კომბინაცია, ქიმიური ოქროვი ძალიან სასარგებლოა საფეხურიანი შაბლონებისა და ჰიბრიდული შაბლონების წარმოებისთვის.

შაბლონების ქიმიური გრავირება

ქიმიური დაფქვა იჭრება ლითონის ნიღბის და მოქნილი ლითონის ნიღბის შაბლონს ორივე მხრიდან. ვინაიდან ეს კოროზირდება არა მხოლოდ ვერტიკალური მიმართულებით, არამედ გვერდითი მიმართულებითაც, ეს გამოიწვევს ჭრილობებს და გახდის ხვრელს საჭირო ზომაზე დიდი. როგორც გრავირება მიმდინარეობს ორივე მხრიდან, სწორ კედელზე შეკუმშვა გამოიწვევს ქვიშის საათის ფორმის ფორმირებას, რაც გამოიწვევს ჭარბი შედუღების დეპოზიტებს.

იმის გამო, რომ გრავირებით სტენცილის გახსნა არ იძლევა გლუვ შედეგებს, ინდუსტრია იყენებს ორ მეთოდს კედლების გასასწორებლად. ერთ-ერთი მათგანი ელექტროგაპრიალების და მიკრო აჭრის პროცესია, მეორე კი ნიკელის მოოქროვება.

მიუხედავად იმისა, რომ გლუვი ან გაპრიალებული ზედაპირი ხელს უწყობს პასტის გამოყოფას, ამან შეიძლება ასევე გამოიწვიოს პასტის გამოტოვება შაბლონის ზედაპირის ნაცვლად, რომ დააგოროს საწურთან ერთად. შაბლონის მწარმოებელი წყვეტს ამ პრობლემას შაბლონის ზედაპირის ნაცვლად ხვრელების კედლების შერჩევით გაპრიალებით. მიუხედავად იმისა, რომ ნიკელის მოპირკეთებას შეუძლია გააუმჯობესოს შაბლონის სიგლუვეს და ბეჭდვის შესრულება, მას შეუძლია შეამციროს ღიობები, რაც მოითხოვს ნამუშევრის კორექტირებას.

ლაზერული ჭრის შაბლონი

ლაზერული ჭრა არის გამოკლებითი პროცესი, რომელიც შეაქვს გერბერის მონაცემებს CNC მანქანაში, რომელიც აკონტროლებს ლაზერის სხივს. ლაზერის სხივი იწყება ხვრელის საზღვრიდან და კვეთს მის პერიმეტრს, ხოლო მთლიანად შლის ლითონს, რათა შექმნას ხვრელი, ერთდროულად მხოლოდ ერთი ხვრელი.

რამდენიმე პარამეტრი განსაზღვრავს ლაზერული ჭრის სიგლუვეს. ეს მოიცავს ჭრის სიჩქარეს, სხივის ლაქის ზომას, ლაზერის სიმძლავრეს და სხივის ფოკუსს. ზოგადად, ინდუსტრია იყენებს სხივის ლაქას დაახლოებით 1.25 მილი, რომელსაც შეუძლია ძალიან ზუსტი დიაფრაგმის მოჭრა სხვადასხვა ფორმისა და ზომის მოთხოვნების შესაბამისად. თუმცა, ლაზერული ნახვრეტები ასევე საჭიროებს შემდგომ დამუშავებას, ისევე როგორც ქიმიურად ამოჭრილი ხვრელები. ლაზერული ჭრის ფორმებს ესაჭიროებათ ელექტროლიტური გაპრიალება და ნიკელის დაფარვა, რათა ხვრელის შიდა კედელი გლუვი გახდეს. ვინაიდან დიაფრაგმის ზომა მცირდება შემდგომ პროცესში, ლაზერული ჭრის დიაფრაგმის ზომა სათანადოდ უნდა იყოს კომპენსირებული.

შაბლონის ბეჭდვის გამოყენების ასპექტები

ტრაფარეტებით ბეჭდვა მოიცავს სამ განსხვავებულ პროცესს. პირველი არის ხვრელების შევსების პროცესი, რომლის დროსაც გამაგრილებელი პასტა ავსებს ხვრელებს. მეორე არის შედუღების პასტის გადაცემის პროცესი, რომლის დროსაც ხვრელში დაგროვილი შედუღების პასტა გადადის PCB ზედაპირზე და მესამე არის დეპონირებული შედუღების პასტის მდებარეობა. ეს სამი პროცესი აუცილებელია სასურველი შედეგის მისაღებად – შედუღების პასტის ზუსტი მოცულობის დეპონირება PCB-ზე სწორ ადგილას.

შაბლონის ხვრელების შევსება შედუღების პასტით მოითხოვს ლითონის საფხეკით, რათა დაწებოთ შედუღების პასტა ხვრელებს. ნახვრეტის ორიენტაცია საწუწნი ზოლთან მიმართებაში გავლენას ახდენს შევსების პროცესზე. მაგალითად, ხვრელი თავისი გრძელი ღერძით, რომელიც ორიენტირებულია დანის დარტყმაზე, უკეთესად ივსება, ვიდრე ხვრელი თავისი მოკლე ღერძით, რომელიც ორიენტირებულია დანის დარტყმის მიმართულებით. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ ჭურჭლის სიჩქარე გავლენას ახდენს ხვრელების შევსებაზე, უფრო დაბალი სიჩქარით შეუძლია ნახვრეტები, რომელთა გრძელი ღერძი პარალელურია საწუწნის დარტყმის პარალელურად, უკეთესად შეავსოს ხვრელები.

საწუწნი ზოლის კიდე ასევე გავლენას ახდენს იმაზე, თუ როგორ ავსებს შედუღების პასტა შაბლონის ხვრელებს. ჩვეული პრაქტიკაა დაბეჭდვა მინიმალური საწუწნი წნევის გამოყენებისას ტრაფარეტის ზედაპირზე შედუღების პასტის სუფთა წმენდისას. საწუწნის წნევის გაზრდამ შესაძლოა დააზიანოს საწუწნი და თარგი და ასევე გამოიწვიოს პასტის დაწებება თარგის ზედაპირის ქვეშ.

მეორეს მხრივ, დაბალმა საჭურველმა წნევამ შეიძლება არ დაუშვას შედუღების პასტის გათავისუფლება მცირე ხვრელების მეშვეობით, რაც გამოიწვევს არასაკმარისი შედუღებას PCB ბალიშებზე. გარდა ამისა, დიდი ხვრელის მახლობლად დატოვებული შედუღების პასტა შეიძლება ჩამოიწიოს ქვევით, რაც გამოიწვევს ჭარბი შედუღების დეპონირებას. ამიტომ მინიმალური წნევაა საჭირო, რაც პასტის სუფთა გაწმენდას მიაღწევს.

გამოყენებული წნევის რაოდენობა ასევე დამოკიდებულია გამოყენებული შედუღების პასტის ტიპზე. მაგალითად, თუნუქის/ტყვიის პასტის გამოყენებასთან შედარებით, უტყვიო შედუღების პასტის გამოყენებისას, PTFE/ნიკელის მოოქროვილი საწურს დაახლოებით 25-40%-ით მეტი წნევა სჭირდება.

შედუღების პასტისა და ტრაფარეტების მუშაობის საკითხები

შედუღების პასტისა და ტრაფარეტების შესრულების ზოგიერთი პრობლემაა:

შაბლონის ფოლგის სისქე და დიაფრაგმის ზომა განსაზღვრავს PCB ბალიშზე დეპონირებული შედუღების პასტის პოტენციურ მოცულობას.

შაბლონის ხვრელის კედლიდან გამაგრილებელი პასტის გათავისუფლების შესაძლებლობა

PCB ბალიშებზე დაბეჭდილი შედუღების აგურის პოზიციის სიზუსტე

ბეჭდვის ციკლის დროს, როდესაც საწუწნი ზოლი გადის შაბლონში, შედუღების პასტა ავსებს შაბლონის ხვრელს. დაფის/თარგის განცალკევების ციკლის დროს, შედუღების პასტა გამოიყოფა დაფაზე ბალიშებზე. იდეალურ შემთხვევაში, მთელი შედუღების პასტა, რომელიც ავსებს ხვრელს დაბეჭდვის პროცესში, უნდა გათავისუფლდეს ხვრელის კედლიდან და გადაიტანოთ დაფაზე ბალიშზე, რათა შექმნას სრული შედუღების აგური. თუმცა, გადარიცხვის თანხა დამოკიდებულია ასპექტის თანაფარდობაზე და გახსნის ფართობის თანაფარდობაზე.

მაგალითად, იმ შემთხვევაში, როდესაც ბალიშის ფართობი აღემატება შიდა ფორების კედლის ფართობის ორ მესამედს, პასტას შეუძლია მიაღწიოს 80% -ზე უკეთ გათავისუფლებას. ეს ნიშნავს, რომ შაბლონის სისქის შემცირებით ან ხვრელის ზომის გაზრდამ შეიძლება უკეთ გაათავისუფლოს შედუღების პასტა იმავე ფართობის თანაფარდობით.

შაბლონის ხვრელის კედლიდან გამაგრების პასტის შესაძლებლობა ასევე დამოკიდებულია ხვრელის კედლის დასრულებაზე. ლაზერული ჭრის ხვრელებს ელექტროპოლირებით და/ან ელექტრული დაფარვით შეუძლია გააუმჯობესოს ნალექის გადატანის ეფექტურობა. თუმცა, შედუღების პასტის გადატანა შაბლონიდან PCB-ზე ასევე დამოკიდებულია შედუღების პასტის ადჰეზიაზე შაბლონის ხვრელის კედელზე და შედუღების პასტის გადაბმაზე PCB ბალიშზე. კარგი გადაცემის ეფექტის მისაღებად, ეს უკანასკნელი უნდა იყოს უფრო დიდი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბეჭდვის შესაძლებლობა დამოკიდებულია თარგის კედლის ფართობის თანაფარდობაზე გახსნის არეალთან, ხოლო იგნორირებას უკეთებს უმნიშვნელო ეფექტებს, როგორიცაა კედლის დახრილობის კუთხე და მისი უხეშობა. .

PCB ბალიშებზე დაბეჭდილი შედუღების აგურის მდებარეობა და განზომილებიანი სიზუსტე დამოკიდებულია გადაცემული CAD მონაცემების ხარისხზე, თარგის დამზადების ტექნოლოგიასა და მეთოდზე და გამოყენების დროს შაბლონის ტემპერატურაზე. გარდა ამისა, პოზიციის სიზუსტე ასევე დამოკიდებულია გამოყენებული გასწორების მეთოდზე.

ჩარჩოში ჩასმული შაბლონი ან წებოვანი თარგი

ჩარჩოში ჩასმული შაბლონი ამჟამად არის ყველაზე მძლავრი ლაზერული ჭრის შაბლონი, რომელიც შექმნილია წარმოების პროცესში მასიური ტრაფარეტული ბეჭდვისთვის. ისინი მუდმივად დამონტაჟებულია ყალიბის ჩარჩოში და ბადის ჩარჩო მჭიდროდ ამაგრებს ყალიბის ფოლგას ყალიბში. მიკრო BGA-სთვის და კომპონენტებისთვის, რომელთა სიმაღლეა 16 მილი და ქვემოთ, რეკომენდირებულია გამოიყენოთ ჩარჩოიანი შაბლონი გლუვი ნახვრეტიანი კედლით. კონტროლირებად ტემპერატურულ პირობებში გამოყენებისას, ჩარჩოიანი ფორმები უზრუნველყოფს საუკეთესო პოზიციას და განზომილების სიზუსტეს.

მოკლევადიანი წარმოებისთვის ან PCB პროტოტიპის შეკრებისთვის, ჩარჩოს გარეშე შაბლონებს შეუძლიათ უზრუნველყონ საუკეთესო შედუღების პასტის მოცულობის კონტროლი. ისინი განკუთვნილია ფორმულის დაჭიმვის სისტემებთან გამოსაყენებლად, რომლებიც წარმოადგენს მრავალჯერად გამოყენებადი ყალიბის ჩარჩოებს, როგორიცაა უნივერსალური ჩარჩოები. იმის გამო, რომ ფორმები მუდმივად არ არის მიწებებული ჩარჩოზე, ისინი გაცილებით იაფია, ვიდრე ჩარჩოს ტიპის ფორმები და იკავებს გაცილებით ნაკლებ ადგილს.