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72 PCB giugno 2011
Nelle macchine di serigrafia tradizionali
utilizzanti racle e stencil, ci
sono diversi parametri e variabili che
influenzano prima i risultati di stampa
e poi il risultato della saldatura:
- velocità di stampa;
- pressione delle racle;
- angolo d’attacco;
- gasketing ovvero distanza tra stencil
e pcb;
- velocità di separazione del pcb dallo
stencil;
- supporto del pcb, in particolare
quando si deve serigrafare il secondo
lato di un doppia faccia;
- spessore dello stencil e dimensione
delle aperture.
Ogni parametro influenza l’ammontare
del deposito e di conseguenza
la qualità del giunto di saldatura.
L’ottimizzazione dei parametri richiede
tempo ed esperienza; la loro corretta
impostazione potrebbe, sui prodotti più
complessi, costituire un collo di bottiglia
del flusso produttivo, in particolare
dove è richiesta una spiccata flessibilità.
Di regola la riduzione del numero
dei parametri da controllare o delle
fasi di processo comporta un aumento
dell’affidabilità. Il numero dei parametri
che intervengono nella serigrafia
classica sono almeno una decina
(inclusa la realizzazione dello stencil);
nel caso della Jetprinter non superano
i tre. Per ogni parametro rimosso si
irrobustisce il processo. Tra i risparmi
economici (e non solo) viene eliminata
la necessita di pulizia dei telai, sia
sulla serigrafica che mediante lavatrice,
si libera lo spazio dedicato all’immagazzinamento
di lamine e telai, si
evita il rischio di danneggiamento degli
stencil durante l’handling.
Il plus della tecnologia
jet printing
MY500 consente di accedere ad
applicazioni 3D, dove è necessario depositare
crema saldante all’interno di
La testa della MY500 può depositare
pasta saldante o SMA in movimento,
durante il suo spostamento sulla
scheda
cavità, oppure in presenza di componenti
impilati gli uni sugli altri (PoP),
tecnologie adottate per ridurre le distanze
di interconnessione. Risulta
particolarmente vincente anche effettuare
depositi a triangolo per lo 0402
o 0201 (onde evitare il fenomeno del
tombstoning), così come creare depositi
tridimensionali per eliminare il
problema di galleggiamento dei componenti
QFN.
Sebbene la soluzione “stepped
stencil”, ovvero la lamina di serigrafia
con spessori differenziati, garantisca
un certo grado di flessibilità operativa,
è comunque limitante nei confronti
dei volumi depositati e in particolare
dalla minima distanza da tenere tra
zone a spessore differenziato, questo
senza considerare poi il maggior costo
per via dei passaggi aggiuntivi necessari
alla sua realizzazione.
La distanza tra le aree di step-up
(più pasta) e step down (meno pasta)
rispetto alle normali aperture è definita
come area di rispetto (keep-out
distance). In accordo con la normativa
IPC-7525A (Stencil Design
Guidelines) la minima distanza richiesta
tra il bordo di un’apertura
nell’area di step-up e la più vicina delle
aperture normali è di 2,5 mm.
Questo limita la libertà di progettazione
da una parte e impone restrizioni
nella miniaturizzazione dall’altra.
All’opposto la JetPrinter assicura
il pieno controllo sulla deposizione,
costruendo il volume desiderato mediante
il posizionamento sequenziale
dei getti di pasta uno sull’altro.
Più una scheda è complessa -perché
multistrato, perché lo spessore è estremamente
sottile o il pcb è di tipo flessibile-
più diventa difficile il controllo
della planarità e di conseguenza il
controllo della qualità finale. MY500
utilizza la misurazione laser per mappare
la planarità del pcb, cui segue la
compensazione automatica dell’altezza
dell’asse Z. Inoltre ad ogni inizio di
produzione è eseguita la calibrazione
automatica del deposito mediante una
telecamera che ne verifica la forma.
Se consideriamo solo il tempo ciclo,
una serigrafica tradizionale risulta
essere più veloce, tutto questo però
perde di efficacia se la linea non è bilanciata
correttamente. Ovviamente
il tempo ciclo per una JetPrinter
dipende dal numero di pad da ricoprire
e dalla dimensione del circuito
stampato. Va comunque sottolineato
che il tempo di cambio codice non
richiede che una manciata di secondi
e questo gioca un ruolo fondamentale
dove è richiesto per esempio di
introdurre una lavorazione non pianificata
o di soddisfare un’urgenza
estemporanea.
Una testa plug-and-play
su un braccio
in fibra di carbonio
La deposizione ad alta velocità della
pasta saldante avviene sul principio
delle stampanti a getto d’inchiostro,
con la differenza che ad essere espulse
sono piccole sfere di pasta saldante.
Il meccanismo di espulsione è costituito
da una vite di Archimede che
convoglia la pasta saldante (tipo 5) dal