Einfluss auf die Gleichmäßigkeit der Lötstopplackdicke durch Siebdruck-Nagelbettdesign

Bei der Herstellung von PCB-Lötstopplacken wurde das Handwerk des kontinuierlichen doppelseitigen Druckens von flüssigem Lötstopplack durch Siebdruck-Nagelbett massiv angewendet. Da zwischen Leiterplatten relativ große Unterschiede in Bezug auf Designaspekte wie Dicke, Musterverteilung, Via-Durchmesser und Via-Verteilung bestehen, ist die Herstellung von Siebdruck-Nagelbetten äußerst schwierig. Wenn die Verteilung von Kupfernägeln auf dem Nagelbett alles andere als angemessen ist, wird leicht eine Gleichmäßigkeit der Lötstoppmaskendicke verursacht. Das schlechte Ergebnis ist entweder die Farbabweichung des Aussehens der Lötstoppmaske, eine schlechte Abbildung der Lötstoppmaske oder eine Lötbrücke mit gebrochenem Widerstand, was zu Nacharbeit oder Ausschuss führt. Daher müssen detaillierte Anweisungen für das Nagelschweißen im Prozess des Lötmasken-Siebdrucks erstellt werden, um die Qualität des Nagelbetts sicherzustellen.

Theorieanalyse

Lötstopplack mit doppelseitigem Siebdruck bezieht sich auf den Prozess, bei dem flüssiger Lötstopplack auf eine Seite der Leiterplatte gedruckt wird, bevor der flüssige Lötstopplack auf der anderen Seite mit Siebdruck-Nagelbett gedruckt wird. Daher kann ein kontinuierliches Drucken der Lötstoppmaske für beide Seiten der Leiterplatte implementiert werden, so dass die Verweilzeit und die Erwärmungszeit reduziert werden können, um die Effizienz der Leiterplattenherstellung zu verbessern.

Zur Herstellung von Siebdruck-Nagelbetten sollten Stütznägel an der Stelle eingesetzt werden, an der die untere Platte des Nagelbetts mit der Leiterplattenkante oder den Durchkontaktierungspositionen kompatibel ist. Die Komplexität des Herstellungsprozesses führt zu relativ hohen Anforderungen an die Technologie, so dass er von erfahrenen Arbeitern durchgeführt werden muss, die möglicherweise immer noch unter Fehlern in Bezug auf fehlendes Nagelschweißen, geringe Nagelverteilungsdichte und Positionsabweichung der Nagelverteilung leiden, wenn sie es sind Umgang mit hochkomplizierten Boards oder Boards mit neuem Typenmodell.

Daher ist es notwendig, den Einfluss auf den PCB-Lötstopplackdruck zu analysieren, der durch das Siebdruck-Nagelbett mit unterschiedlicher Nagelverteilungsdichte verursacht wird, damit eine angemessene Nagelbettverteilung des Lötstopplack-Siebdruck-Nagelbetts erreicht werden kann, um die Effizienz der Nagelbettherstellung und den doppelseitigen Siebdruck zu erhöhen Qualität des Lötstopplacks.

Experimentdesign

• Experimentierfaktoren und horizontales Design

Für drei Arten von Nagelverteilungsdichte (Abstand 5,0 cm, 8,0 cm, 10,0 cm) und PCB-Dicke (0,8 mm, 1,5 mm, 2,0 mm) wird das Experiment durch Cross-Matching durchgeführt und das Experiment ist als Tabelle 1 ausgelegt. P>

Test Nr.	Board Nr.	Plattenstärke	Nagelschweißdichte
1	1#, 2#	0,8 mm	5,0 cm
2	3#, 4#		8,0 cm
3	5#, 6#		10,0 cm
4	7#, 8#	1,5 mm	5,0 cm
5	9#, 10#		8,0 cm
6	11#, 12#		10,0 cm
7	13#, 14#	2,0 mm	5,0 cm
8	15#, 16#		8,0 cm
9	17#, 18#		10,0 cm

• Herstellung von Nagelbetten

Als Grundplatte des Nagelbetts wird eine blanke Kupferplatte mit den Abmessungen 457 mm x 610 mm verwendet, auf der Kupfernägel gleichmäßig im Anordnungsmodus mit grünen transparenten Bändern befestigt werden. Der Abstand zwischen den Kupfernägeln beträgt jeweils 5,0 cm, 8,0 cm und 10,0 cm. Auf dem Nagelbett mit unterschiedlichem Nagelverteilungsabstand sollte der Abstand zwischen den äußeren Nägeln und der Kante der Bodenplatte vertikal und horizontal symmetrisch sein, um sicherzustellen, dass keine Dickenunterschiede aufgrund der falschen Position der Kupfernägel beim Siebdruckverfahren auftreten Drucken.

Nehmen Sie zum Beispiel den Abstand von 5 cm. Die Länge der kürzeren Seite der Kupferplatte beträgt 45,7 cm mit 9 Nägeln in jeder Reihe und einem horizontalen Abstand von 2,8 cm, während 11 Nägel in jeder Reihe entlang der längeren Seite der Kupferplatte angeordnet sind. Zusammenfassend werden 99 Nägel benötigt. Tabelle 2 veranschaulicht den Vergleich zwischen der Anzahl der Kupfernägel und dem Abstand mit drei Auswahlmöglichkeiten der Kupferverteilungsdichte.

Boardgröße	Array-Größe	Abstand	Anzahl der Nägel entlang der kurzen Größe	Anzahl Nägel entlang der Länge	Gesamtmenge an Kupfernägeln
457 x 610 mm	40x50cm	5,0 cm	9	11	99
	40x48cm	8,0 cm	6	7	42
	40x50cm	10,0 cm	5	6	30

• Herstellung von Testplatinen

Es wird eine blanke Kupferplatte mit einer Größe von 17''x23'' mit einer Plattendicke von 0,8 mm, 1,5 mm und 2,0 mm aufgebracht. Jede Art von Brettern mit unterschiedlicher Dicke sollte mit 6 Stück versehen werden und die Dicke des Kupfers beträgt 1 Unze mit Filet. Nehmen Sie als Beispiel die am häufigsten verwendete grüne flüssige Lötstopplacktinte. Die Siebdruckparameter sind in Tabelle 3 unten angegeben.

Maschentypdaten	43T
Tintentyp	780H
Tintenviskosität	140dPa•s
Maschenabstand	5 mm
Siebdruckdruck	0,49 MPa
Siebdruckgeschwindigkeit	6Hz
Nein. Siebdruckmesser	2

• Datenakkumulationsverfahren

Das Nassfilmdickenmessgerät wird zur Messung der Lötstopplackdicke verwendet. Da die Testposition entlang der diagonalen Linie von Kupfernägeln liegt, führt der Unterschied in Bezug auf den Abstand zwischen Kupfernägeln zu den Unterschieden auf Testfeld und Testpunkt. Nehmen Sie zum Beispiel das Nagelbett mit einem Abstand von 5 cm. Die Reihe der zu testenden Nassfilmdicken ist in Tabelle 4 unten dargestellt.

Kurze Seite	(17x25,4-15)/50=8,36	Es werden höchstens 8 Kupfernägel erworben	8x8 Kupfernägel einer Reihe
Lange Seite	(23x25,4-55)/50=10,54	10 Kupfernägel werden höchstens erworben
Anzahl der Testpunkte	4x(8-1)+1=29	Jedes Board sollte 29 Testpunkte haben

Bei einem Abstand zwischen Kupfernägeln von 5,0 cm können nur 8 x 8 Kupfernägel erfasst werden, woraufhin die größte messbare Anordnung für andere Abstände zwischen Kupfernägeln und die Anzahl der Testpunkte in Tabelle 5 unten dargestellt werden kann.

Abstand	Array-Größe testen	Anzahl Kupfernägel auf Diagonale	Anzahl der Testpunkte	Anzahl der Testpunkte	Gesamtzahl der Punkte	Gesamtzahl der Punkte
5,0 cm	35x35cm	8	29	58	174	354
8,0 cm	32x32cm	5	17	34	102
10,0 cm	30x30cm	4	13	26	78

Um die Daten der Trockentintendicke zu erhalten, werden ein Nagelbett von 5,0 cm und eine Platte für jeden Typ vorbereitet. Die Trockentintendickendaten werden innerhalb der Kategorie des Filmdickenmesstests gelesen. Die Methode zur Akkumulation der Schlüsselexperimentdaten ist in Tabelle 6 unten dargestellt.

Datentyp	Akkumulationsverfahren	Datenmenge	Hinweis
Nassfilmdicke	Nassfilmdickenprüfer	354 Punkte	Prüfen Sie die Nassfilmdicke innerhalb von 30 Minuten nach dem Siebdrucklöten
Trockentintendicke	Mikroskopbeobachtung	5×3×3=45	5 Punkte werden für unterschiedliche Nagelverteilungsabstände und Plattendicken gemessen

Testergebnisanalyse

• Gleichmäßigkeit der Tinte für unterschiedliche Nagelverteilungsabstände

Basierend auf der Analyse der Dicke des Nagelbettdruck-Lötstopplacks für unterschiedliche Nagelverteilungsabstände kann die Gleichmäßigkeit der Lötstopplackdicke gemäß der folgenden Formel berechnet werden:

Das Analyseergebnis ist in der folgenden Tabelle und Abbildung dargestellt.

Nagelverteilungsabstand auf dem Nagelbett	Nassfilmdicke (Einheit:μm)	Plattenstärke
		0,8 mm	1,5 mm	2,0 mm
5,0 cm	Max	29	29	31
	Min	36	38	39
	Schlecht	7	9	8
	Durchschnitt	32,7	34.3	36.1
	Einheitlichkeit	11 %	13 %	11 %
8,0 cm	Max	30	32	32
	Min	42	39	39
	Schlecht	12	7	7
	Durchschnitt	34,7	35,5	36.2
	Einheitlichkeit	17 %	10 %	10 %
10,0 cm	Max	34	30	28
	Min	48	36	36
	Schlecht	14	6	8
	Durchschnitt	36,9	33,7	34,4
	Einheitlichkeit	19 %	9 %	12 %

Das Ergebnis lässt sich wie folgt zusammenfassen:
a. Bei Brettern mit einer Dicke von 0,8 mm kann die Siebdruckfarbendicke des Nagelbetts mit einem Abstand von 5,0 m zwischen Kupfernägeln 11 % erreichen, was besser ist als bei 8,0 cm und 10,0 cm.
b. Bei Brettern mit einer Dicke von 1,5 mm und 2,0 mm ist die Dicke der Siebdruckfarbe des Nagelbetts mit einem Abstand von 5,0 cm, 8,0 cm und 10,0 cm zwischen den Kupfernägeln nahezu gleich.
c. Eine geeignete Reduzierung des Abstands zwischen den Nagelbetten führt zu einer deutlichen Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Farbdicke bei dünnen Platten.

• Änderungstrend der Nassfilmdicke aller Testpunkte

Basierend auf der Analyse der Tintendickenänderungsregeln jedes Testpunkts führt die Funktionalität des Verringerns des Nagelverteilungsabstands zu dem folgenden Ergebnis, um die Gleichmäßigkeit der Lötstoppmaskendicke zu verbessern:
a. Die Nassfilmdicke schwankt mit den Änderungen der Testpositionen. An der Position mit Kupfernagelunterstützung am Boden, wie 1, 5, 9, 13, 21, 25, 29, ist die Nassfilmdicke als Mindestwert in der Kategorie dargestellt. An der Position weit entfernt von Kupfernagelträgern wie 3, 7, 11 (12), 15, 19 (20) ist die Nassfilmdicke als Maximalwert in der Kategorie dargestellt.
b. An der Stelle mit tragenden Kupfernägeln ist die Nassfilmdicke relativ gering, wobei die Plattenoberfläche keine erkennbare Verringerung aufweist, während an der Stelle, die weit von den Kupfernägeln entfernt ist, die Nassfilmdicke relativ hoch ist.
c. Bei dünnen Platten tritt beim Siebdruck eine relativ große Verformung auf, während bei dicken Platten eine relativ geringe Verformung auftritt. Daher sind dicke Platten mit einer Dicke von 1,5 mm und 2,0 mm relativ flach auf der Oberfläche.

• Zusammenhang zwischen Nassfilmdicke und Messposition und Stützpunkt

Der Zusammenhang zwischen Nassfilmdicke und Messposition und Auflagepunkt lässt sich wie folgt zusammenfassen:
a. Bei unterschiedlichen Abständen zwischen Nagelverteilungen nimmt die Farbdicke von Platten mit unterschiedlicher Dicke mit der Verbesserung des Abstands zwischen Testpunkten und Kupfernägeln zu.
b. Je dicker die Platinen sind, desto kleiner wird die Änderung bei der Verbesserung hinsichtlich des Abstands zwischen Testpunkten und Kupfernägeln. Daher ist die Steifigkeit des Kartons relativ groß und der Verteilungsabstand kann relativ groß sein.

• Dickenänderung der Trockentinte auf der Kartonoberfläche

Die Änderung der Dicke der Trockentinte auf der Kartonoberfläche kann wie folgt gefolgert werden – der Änderungstrend der Dicke der Trockentinte und der Nassfilmdicke ist im Wesentlichen gleich, was darauf hinweist, dass es unter den gleichen Testbedingungen akzeptabel ist, die Trockentintendicke durch die Nassfilmdicke zu ersetzen Dicke. Da das Testergebnis der Nassfilmdicke jedoch stark von der Viskosität der Tinte beeinflusst wird, sollte die Nassfilmdicke innerhalb von 15 Minuten nach dem Siebdruck gemessen werden.

Schlussfolgerung

Bei blanken Kupferplatten mit einer Dicke von 0,8 mm, 1,5 mm und 2,0 mm und Nagelbetten mit Kupfernagelabständen von 5,0 cm, 8,0 cm und 10,0 cm wird die Dicke des Nassfilms und der Trockentinte durch Kreuzabgleich mit folgendem Ergebnis getestet:
a. Die Gleichmäßigkeit der Farbdicke kann deutlich verbessert werden, wenn der Abstand zwischen den Nagelbetten auf dünnen Brettern (0,8 mm dick oder dünner) eingehalten wird.
b. Die Nassfilmdicke und die Trockentintendicke bleiben stabil, was die Akzeptanz der Online-Messung mit einem Nassfilmdicken-Tester und der Überwachung der Tintenfilmdicke anzeigt.

Hilfreiche Ressourcen
• Designanforderungen von SMT-Leiterplatten, Teil 2:Einstellungen für Pad-Trace-Verbindung, Durchgangslöcher, Testpunkt, Lötstoppmaske und Siebdruck
• Effektive Maßnahmen zur Verbesserung der Lötstoppmasken-Fertigungstechnologie
• PCB-Fertigungsservice mit vollem Funktionsumfang von PCBCart – Mehrere Mehrwertoptionen
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