Технология Pin in Paste. Обзор технологии

Классический процесс сборки по технологии смешанного монтажа может выглядеть так:

Так или иначе, мы сталкиваемся с усложнением технологии сборки ПУ.

Технология Pin in Paste (PIP) позволяет упростить цепочку технологического процесса и снизить себестоимость изготовления продукции. Суть технологии: пайка штыревых компонентов осуществляется в печи оплавления одновременно с пайкой SMD-компонентов. Для этого в область монтажных отверстий штыревых компонентов наносится необходимое количество паяльной пасты, далее в отверстия устанавливаются сами компоненты, затем происходит пайка оплавлением.

Такой технологический процесс позволяет уменьшить себестоимость производства радиоэлектронных изделий, повысить качество монтажа и производительность, максимально эффективно использовать плюсы автоматического оборудования для поверхностного монтажа: воспроизводимость результатов технологических операций, минимальный расход материалов, уменьшение требований к квалификации персонала и исключение влияния человеческого фактора.

После внедрения схема сборки с применением технологии PIP может принять следующий вид без ручных операций и волновой пайки:

Используя технологию Pin in Paste, следует принимать во внимание следующие правила и соображения:

Конструкция трафарета. Конструкция трафарета должна, в первую очередь, обеспечить качественное нанесение пасты под ПМИ. Размеры отверстий для пасты под штырьковые компоненты выполняются с размером несколько большим, чем размеры контактных площадок. Таким образом, паста не только заполняет отверстие, но и наносится на контактную площадку и вокруг контактной площадки на паяльную маску. При оплавлении объем пасты уменьшается примерно наполовину. И, тем не менее, этого объема должно хватить для полного заполнения монтажного отверстия и формирования галтелей сверху и снизу ПП.

Степень заполнения монтажных отверстий регулируется подбором параметров нанесения. В отдельных случаях можно рассмотреть возможность создания местных утолщений на трафарете либо использование двух трафаретов разной толщины: сначала для нанесения пасты под ПМИ, затем под штырьковые компоненты. Обычно толщина трафарета для штырьковых компонентов составляет 0,4–0,8 мм. Нижняя сторона такого трафарета, прилегающая к ПП, имеет рельефную поверхность с протравленными углублениями на глубину не менее 0,25 мм в тех местах ПП, где уже нанесена паста для компонентов поверхностного монтажа.

Штырьковые компоненты должны быть пригодны к пайке в печи оплавления:

• компоненты должны выдерживать температуру в печи оплавления;
• корпуса компонентов не должны касаться пасты, т.е. должны возвышаться над ПП. Касание корпусом пасты может привести к возникновению шариков припоя и перемычек или воспрепятствовать расплавлению пасты. Для некоторых компонентов наличие специальных буртиков предусмотрено производителем;
• вывод компонента не должен выступать с нижней стороны ПП более, чем на 1,5 мм. В противном случае паста может не затечь в отверстие, сформировав каплю на конце вывода, или стечь в печь.

Паста должна быть пригодна для Pin in Paste. В принципе для Pin in Paste пригодны все пасты, однако они дают одинаково хороший результат. Паста должна обеспечить хорошее заполнение отверстий при перемещении ракеля и хорошо удерживаться в отверстии и на выводе.

Технологические параметры нанесения:

• устанавливать диаметр валика пасты перед ракелем не менее 25 мм для улучшения заполнения монтажных отверстий, по этой же причине необходимо снижать скорость нанесения;
• увеличивать усилие ракелей, при этом увеличивается деформация ракеля, что приводит к уменьшению угла наклона и, соответственно, давления нанесения;
• применять ракели с углом наклона 45º;
• выполнять нанесение за два прохода, однако при этом может ухудшиться качество печати для ПМИ.