Systemy naciągu szablonów SMT

Wszystkie firmy zajmujące się montażem płytek w technologii SMT sto razy słyszały, że 60-70% błędów montażowych powstaje w procesie nadruku pasty lutowniczej poprzez metalowy szablon. Bezsprzecznie właściwy dobór parametrów szablonu takich, jak: grubość, rodzaj materiału, kształt otworu oraz siła i rodzaj naciągu, zapewnia dobre uwalnianie pasty z otworów i transfer pasty na płytkę. Stąd też bierze się duża waga, którą przykładają technolodzy montażu SMT do projektu szablonu i systemu jego naciągu.

Posłuchaj
00:00

Reguły projektowania szablonu i doboru materiału folii metalowej mogą stanowić temat oddzielnego opracowania. W tym krótkim przeglądzie przedstawione zostaną systemy naciągu szablonów.

W procesie nadruku pasty lutowniczej szablon styka się z płytką PCB. Metalowa folia szablonu musi być stabilna wymiarowo względem płytki dla zapewnienia powtarzalnego procesu nadruku pasty. W obecnej praktyce produkcyjnej używane są następujące systemy naciągu.

Naciąg mechaniczny

Realizowany jest zwykle w jednym kierunku z użyciem ramy naciągowej wyposażonej w kołki o średnicy oraz rastrze odpowiadającym otworom w szablonie. System ten był dość popularny w Polsce i stosowany w drukarkach firmy PBT-Uniprint.

Naciąg pneumatyczny

Fot. 1. Rama z naciągiem pneumatycznym ZelFlex Z4P firmy LPKF

To system umożliwiający naciąg w dwóch osiach. Szablon na czterech krawędziach ma otwory o kształcie i rastrze odpowiadającym kołkom naciągowym w ramie zasilanej sprężonym powietrzem.

Kształt otworu naciągu, jak też szczegółowe rozwiązania techniczne konstrukcji ram są specyficzne dla różnych dostawców. Wymienić tu można zdecydowanie najpopularniejszy w Polsce system ZelFlex (LPKF). Własne systemy ma też DEK, Cookson czy LTC (fot. 1). Ramy z naciągiem w tych systemach dostępne są w dużym wyborze rozmiarów aż po rozmiar 29×29".

Można w nich zamontować blachy o grubościach 80-250 µm. System naciągu pneumatycznego szablonów jest najczęściej używanym w Polsce. Z istotnym jednak zastrzeżeniem - popularnym głównie wśród małych i średnich firm montażowych. Poza stosunkowo niską ceną szablonów system ten bowiem ma istotne wady utrudniające jego używanie w wielkoseryjnej produkcji:

  • stabilność naciągu - wymaga okresowej kontroli ciśnienia sprężonego powietrza w ramie,
  • odkształcenia mechaniczne otworów naciągowych przy produkcji długich serii płytek (nawet 100 tys.),
  • postępująca (zwłaszcza w firmach o proweniencji amerykańskiej) eliminacja z obrotu produkcyjnego narzędzi ostrych i niebezpiecznych. Praktyka wielu firm wskazuje, że jest to realne zagrożenie.

Naciąg siatkowy na ramie aluminiowej

Fot. 2. Długi szablon w ramie aluminiowej do produktów LED (Semicon Sp. z o.o.)

Równomierny i stabilny naciąg folii szablonu realizowany jest za pomocą siatki poliestrowej naciągniętej uprzednio na ramę wykonaną z profili aluminiowych. Typowe napięcie siatki wynosi 35±4 N/cm. Najpopularniejsze wymiary ram to 23×23", 550×650 mm, 29×29". Ostatnio, w związku z rozwojem technologii LED, stosuje się szablony na długich ramach, nawet do 180 cm długości (fot. 2). Tak długie szablony możliwe są do realizacji wyłącznie w tej technologii naciągu.

Niewątpliwą zaletą opisywanych szablonów jest ich trwałość i stabilność naciągu umożliwiająca ich stosowanie w produkcji wielkoseryjnej. Wadą - podnoszoną wcześniej czy później przez wszystkich użytkowników - są duże wymiary szablonów i związana z tym konieczność posiadania dużej powierzchni odstawczej.

System naciągu VectorGuard firmy ASM (DEK)

Fot. 3. Szablon VectorGuard firmy ASM (DEK)

Koncepcja naciągu szablonów z wykorzystaniem ram VectorGuard eliminuje podstawową wadę szablonów z naciągiem siatkowym, jaką są duże wymiary ram aluminiowych. Cienkie ramki tych szablonów o grubości 5 mm zajmują wielokrotnie mniej miejsca niż grube na 1-1,5" ramy aluminiowe.

Szablony VectorGuard wymagają użycia w sitodrukarce ramy Master Frame. Charakterystyczną cechą tego rozwiązania jest fakt, że sprężone powietrze służy tu jedynie do odłączenia mocujących sprężyn, które po odłączeniu sprężonego powietrza i zamocowaniu ramy zapewniają stały i stabilny naciąg (fot. 3).

Dostępne są następujące rozmiary ram: 23×23", 550×650 mm, 23×29" oraz 29×29", a także adaptery umożliwiające użycie tego standardu we wszystkich typach sitodrukarek. Dostępny jest również szeroki wybór folii metalowych:

  • SS standard - 80-250 µm,
  • SS fine grain - 80-250 µm,
  • nikiel - 80-200 µm.

Ze względu na postępującą miniaturyzację elementów SMD i znane problemy z uwalnianiem pasty ASM (DEK) zaproponował nowe rozwiązanie ram Master Frame umożliwiające bardzo silny naciąg 47 N/cm. Tak silnie napięta blacha ma lepiej uwalniać pastę z otworów szablonu. Aplikacja systemu VG High Tension jest oczywista - są nią projekty PCB z krytycznie małymi elementami 0201, 01005, układy scalone fine pitch, µBGA i in.

W ostatnim czasie ASM (DEK) poinformował o dostępności szablonów VectorGuard z nanoultra pokryciem. Jest to nowe rozwiązanie różniące się od kontrowersyjnych wprowadzonych niedawno "nano" serwetek, a polegające na plazmo-chemicznym osadzaniu cienkiej (2-4 µm) bardzo twardej warstwy nanopokrycia. Tego typu serwis dostępny jest obecnie również w Europie za pośrednictwem autoryzowanych przez ASM (DEK) producentów szablonów. Licencjobiorcą standardu VectorGuard jest również firma Semicon.

Semicon
www.semicon.com.pl

Powiązane treści
Urządzenia technologiczne do produkcji elektroniki. Rynek napędzają rosnące wymagania co do technologii i jakości
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Mikrokontrolery i IoT
Bogactwo interfejsów komunikacyjnych PCIe
Elektromechanika
ept connectors - złącza do wymagających aplikacji
Elektromechanika
QS – złącza wysokoprądowe niskonapięciowe
Elektromechanika
Obudowy gwarantujące bezpieczeństwo i niezawodność
Komponenty
Profesjonalne obudowy EMKO Case – idealne rozwiązanie dla przemysłu i IPC
Komponenty
Kontroler DSC dsPIC o wydajności sterowania w czasie rzeczywistym
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Targi zagraniczne
Międzynarodowa wystawa i warsztaty na temat kompatybilności elektromagnetycznej EMV 2025
Statyczne
Logowanie
Targi krajowe
Warsaw Industry Week 2025 - 9. edycja
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów