Насколько эффективно нанопокрытие на трафаретах?


Учитывая, что технология применения нанопокрытия на трафаретах развиваются в течение последних нескольких лет, какой метод лучше всего подходит для измерения его толщины и как определить, ухудшается ли оно со временем?

Что может быть проще? Берете свою нанолинейку, на шкалу которой нанесены нанометры, прикладываете ее к боковой стороне платы и меряете… Правда, нанопокрытия могут иметь толщину всего в одну молекулу.

Разумеется, не существует практического способа измерения толщины нанопокрытия, кроме исследовательских лабораторий, работающих с такими экзотическими материалами. Ведь nano подразумевает величину 10-9 метра. Это очень-очень мало.

На счет того, как оно деградирует со временем? Исследования проводятся, новые технологии появляются, все развивается, новые улучшения выходят ежемесячно или раз в полгода. И можно полагаться только на производителей, только они могут ответить на этот вопрос, ухудшается ли это покрытие со временем.

Можно обращать внимание на косвенные признаки: появляется больше дефектов после использования трафарета, требующих устранения. Нанопокрытие было нужно, чтобы
паста лучше отделялась от трафарета, чтобы было меньше «размазывания» по поверхности, чтобы проще было делать очистку и отмывку после прогона. Вы сами следите за всеми этими параметрами, контролируете результат и видите все в процессе. Производительность вашей печати должна быть лучшим показателем.

Комментарии

Должен же быть какой-то способ косвенного измерения толщины нанопокрытия, например, используя объем и площадь для расчета толщины? Чтобы контролировать деградацию нанопокрытия, может помочь измерение поверхностного натяжения. Я имею в виду использование какого-нибудь химического вещества или воды, нанесение его на трафарет и измерение угла контакта. То есть, увидеть отклонение от угла контакта.

Hong Wang

Я специализируюсь как на SMT принтерах, так и на производстве трафаретов для многих CEMS в Латинской Америке, от Мексики до Южной Америки. Концепции каждой из трафаретных технологий приносят результаты, основанные на индивидуальных потребностях, которые работают для базовых приложений, но сегодня все схемы далеки от базовых.

Необходимо провести проверку всех параметров принтера и приложений. Трафарет остается ключевым элементом этого процесса. Новые разработки решений Nano/Polymer кажутся очень хорошими, но клиент хочет знать, какие из этих «новых» процессов необходимо адаптировать под его собственный техпроцесс, чтобы, скажем, в два часа ночи, когда нормального штата инженеров нет рядом, ничего не произошло…. они не могут позволить себе поломку, учитывая ограничения, которые сейчас накладываются на сборочные цеха по всему миру.

Итак, условия для применения нанопокрытий:

  • Простота использования
  • Однородный процесс, от приложения к приложению
  • Продолжительность работы с покрытием
  • РАСХОДЫ
  • Эффективность
  • Техническая поддержка процесса
  • Техобслуживание
  • Рентабельность инвестиций ROI
  • Клиентская служба поддержки
  • Минимизация фактора ошибки

Ключевым моментом здесь является разработка конечного продукта на основе конкретного процесса, а не просто идеальное решение под все случаи. Все в мире SMT-печати знают, что любое решение должно быть адаптировано к производственному процессу, а не к лабораторным исследованиям. Самое важное — процесс сборки.

Jim Villalvazo, InterLatin

Приятно видеть, что нанопокрытия получают широкое распространение как здесь, в США, так и за рубежом. Как ведущий производитель нанопокрытий для многих отраслей промышленности, мы кое-что понимаем в том, как наносить покрытия и как измерять его толщину, а также разбираемся в некоторых передовых методах продления их срока службы.

С преобладающим в отрасли версией покрытия, которую можно протирать, иногда называемой однослойным покрытием, самым простым способом измерения его наличия является использование динамометрического пера (dyne pen).

Если при использования пера жидкость на поверхности трафарета собирается в пузыри, то трафарет остается гидрофобным и покрытие все еще присутствует. Эти ручки Dyne стоят недорого.

Что касается долговечности, хотя многие клиенты в США и сообщают, что однослойные покрытия являются конечным решением, реальный ответ заключается в том, что это зависит от обстоятельств. Вы должны регулярно проверять свой трафарет с помощью ручки Dyne, чтобы убедиться, что покрытие все еще функционирует должным образом. Справедливо также отметить, что на многих предприятиях в США используется от 10 000 до 25 000 циклов печати, в отличие от более высоких объемов в Азии, таких как 50 000 циклов. Очевидно, что покрытие должно выдерживать и выдерживает более 50 000 циклов печати.

После 4 лет работы с этой технологией мы разработали ряд передовых методов для повышения долговечности Nanoclear, которые включают следующее:

  1. Используйте мягкую неабразивную протирочную бумагу для трафарета ДЭК Эко Ролл SC-ER360
  2. Используйте салфетку с растворителем, а не сухую салфетку
  3. Используйте чистящие средства с нейтральным pH
  4. Уменьшите частоту вытеснения под трафаретом (Understencil Wipe Frequency)

Теперь, если вы обнаружите, что однослойное покрытие стирается, использование специальных салфеток даст повышенный выход пасты, снижение дефектов и переделок, более стабильной печати за счет уменьшения разброса объемов печати и сокращения использования расходных материалов.

Кстати, нанопокрытие определяется как менее 100 нанометров, так что полимерное покрытие вовсе не 1 нанометр! Наконец, если полимерное покрытие изнашивается, оно, скорее всего, изнашивается в отверстиях и может отслоиться в отверстиях. Нет хорошего теста, чтобы измерить это.

Edward Hughes, Aculon, USA

Хитрость заключается в использовании правильного покрытия. В настоящее время на рынке представлены в основном 2 типа покрытий: однослойные и полимерные. Выпущено несколько официальных документов, в которых обсуждаются различные типы покрытий и их характеристики.

Так называемые протирочные покрытия представляют собой однослойное покрытие, которое наносится только на поверхность фольги, а не в отверстия, и эти покрытия бесцветны. Этот тип покрытия имеет тенденцию служить недолго и в некоторых случаях быстро разрушается. Другим недостатком является тот факт, что оно гидрофобное, и пока оно остается на поверхности, то препятствует протеканию пасты через отверстия, поскольку покрытие не покрывает стенку отверстия, что приводит к использованию меньшего объема пасты. Этот тип покрытия облегчает очистку нижней стороны трафарета, уменьшает количество перемычек и снижает количество других дефектов пайки.

Покрытия полимерного типа имеют поперечные связи, что делает их более прочными. С ним они живут весь срок службы трафарета. Этот тип покрытия обеспечивает лучшую эффективность переноса, улучшенное отделение пасты, упрощает очистку нижней стороны, способствует меньшему образованию перемычек. При использовании полимерных покрытий в него может быть легко добавлен краситель, что облегчает оператору возможность следить, происходит ли какое-либо ухудшение покрытия с течением времени. Равномерное покрытие поверхности фольги и стенок апертуры является ключом к получению наилучшего результата.

Толщина покрытия варьируется от одного поставщика к другому. Обычно оно имеет толщину 2-4 нм для монослоя и 1-4 микрона для полимерных покрытий. Свяжитесь с вашим поставщиком трафаретов, чтобы узнать, как они контролируют толщину покрытия, они смогут предоставить вам эту информацию. Многих беспокоит то, изменит ли более толстое покрытие соотношение площади поверхности, что само по себе верно, но компенсируется и превышается эффективностью переноса, которая достигается благодаря наличию покрытия. Есть несколько способов определить толщину покрытия, но сделать это в полевых условиях непросто и дорого.

Самый простой способ убедиться, что покрытие все еще эффективно, — это взять перманентный маркер и попытаться сделать отметку на покрытой области. Чернила должны скатываться в шарики и легко отрываться от поверхности тканью. Это говорит только о том, хорошее или плохое поверхностное натяжение в этой области, а не о том, осталось ли покрытие на стенках отверстий. Некоторые покрытия имеют следы красителя, которые легко увидеть в ультрафиолетовом свете. Спросите своего поставщика, есть ли на их покрытии краситель или нет? Просто имейте в виду, что дело не только в том, есть покрытие или нет, это также имеет отношение к поверхностному натяжению. Его можно измерить с помощью гониометра (goniometer) для определения угла смачивания капли красителя, помещенной на поверхность. Некоторые покрытия со временем теряют поверхностное натяжение, а другие выдерживают испытание временем.

Rodney Wade, FCT Assembly, USA

Подробнее в статье. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: