Pochoir

Mar 28, 2024

Imagineering Inc., Elk Grove Village, Illinois

Depuis de nombreuses années, l'impression au pochoir est la méthode standard pour déposer de la pâte à souder sur des cartes de circuits imprimés (PCB) montées en surface. Il s'agit d'une méthode durable d'application de la pâte à braser, mais il y a toujours eu des difficultés qui ralentissaient considérablement le passage d'un produit à un autre lors de l'opération d'assemblage et augmentaient les coûts. Un défi important dans les assemblages électroniques plus récents et plus petits réside dans l’énorme différence de taille entre les composants. Par conséquent, il est difficile d’essayer d’appliquer la bonne quantité de pâte à souder pour chaque composant avec un seul pochoir. Le plus gros problème est de savoir comment produire des prototypes rapides sans perturber la production en série déjà en cours sur la chaîne. Le changement de produit nécessite des ajustements fastidieux du processus d'impression au pochoir, tout en arrêtant inutilement une chaîne d'assemblage coûteuse pour changer de produit. L'incapacité de la technologie du pochoir à faire varier le volume de pâte à souder par partie, au cours du processus, reste le plus grand impact sur la qualité du brasage.

Le dépôt de pâte à souder à grande vitesse par impression par jet est rendu possible grâce à une méthode d'éjection unique. La technique éjecte de minuscules gouttelettes de pâte à souder d'une cartouche via un mécanisme d'éjection sur le PCB aux positions requises par le fichier Gerber. Le système d'éjection fonctionne à des vitesses allant jusqu'à 500 gouttelettes par seconde, ce qui permet d'imprimer de la pâte à souder à la volée. Les différents types de pâte à braser utilisés pour l'impression jet sont livrés en cartouches standards. La cartouche s'insère rapidement dans la machine en quelques secondes, ce qui permet de passer de la pâte à souder étain/plomb à la pâte à souder sans plomb en quelques minutes. Une étiquette de code-barres sur la cartouche de pâte à souder et une puce d'identification dans la cassette garantissent qu'un mauvais type de pâte à souder ou une pâte à braser dont la date d'échéance est dépassée ne sera jamais chargé par erreur.

L'étiquette à code-barres d'identification électronique et la mémoire de la cassette rendent les réglages de la machine automatiques. Une fois le type de code à coller saisi, l’impression peut démarrer. La technologie d'impression par jet sans contact n'applique aucune force sur le PCB, aucune broche de support n'est donc nécessaire, ce qui améliore encore la vitesse du début à la fin. De plus, le programme d'impression s'aligne et s'ajuste automatiquement à l'étirement de la carte PCB en fonction des repères. Un contrôle précis de la température garantit que la viscosité appropriée de la pâte à souder peut être maintenue à tout moment, ce qui conduit à des niveaux plus élevés de précision d'application.

Le processus est entièrement contrôlé par un logiciel. Les volumes de pâte à braser peuvent être modifiés à la demande. Le procédé d'impression jet d'encre permet de contrôler les dépôts de pâte à braser avec précision, en trois dimensions. Il est possible d'affiner le volume, la zone de couverture, la hauteur et les couches de pâte à souder qui doivent être appliquées pour chaque pastille, composant et boîtier individuel. Le jet d'encre peut imprimer des tampons pour des composants avec des pas aussi petits que 0,4 mm (16 mil). Avec ce niveau de contrôle, de petits dépôts peuvent être imprimés à côté de gros dépôts, ce que les pochoirs avaient du mal à faire, ce qui entraînait des opérations de soudure manuelle fastidieuses. Pour maintenir un haut degré de flexibilité, les programmes d'impression peuvent facilement être ajustés à la volée si des révisions sont nécessaires.

L'absence de pochoirs signifie d'autres avantages en termes de réduction de temps, tels que l'absence de papier spécial pour essuyer le dessous, l'absence de machines de nettoyage de pochoirs, l'absence de nettoyage et de stockage des pochoirs et l'absence de risque d'endommagement des pochoirs lors de la manipulation.

Ce travail a été réalisé par Khurrum Dhanji d'Imagineering, Inc. Pour plus d'informations, cliquez ici.

Cet article a été publié pour la première fois dans le numéro de janvier 2016 du magazine NASA Tech Briefs.

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