Нанесение методом дозирования

Дозирование занимает существенное место в технологии поверхностного монтажа, находя применение в самых современных ее областях. Нанесение материалов под корпус компонентов CSP и Flip Chip, а также компонентов с шариковыми выводами, герметизация полупроводниковых кристаллов, крепление кристаллов проводящими и непроводящими клеями, селективное нанесение флюса — все эти и многие другие процессы успешно выполняются при помощи дозирования.

Традиционной областью применения этого метода является нанесение: для фиксации SMD-компонентов на печатной плате при смешанном монтаже и пайке волной припоя, а также для удержания тяжелых ЭК на плате при двустороннем монтаже и пайке оплавлением. Помимо этого, методом дозирования наносится один из наиболее распространенных материалов, применяемых в технологии поверхностного монтажа — паяльная паста.

Область применения метода дозирования для нанесения паяльной пасты — ремонт изделий, монтаж компонентов на частично заполненные платы, где невозможно либо затруднительно применение трафарета, монтаж на многоуровневые ПП, нанесение материалов при монтаже 3D-компонентов и, наконец, монтаж плат-прототипов (когда изготовление трафарета неоправданно). В случае большого количества разнообразных компонентов на ПП и, следовательно, большого количества КП, различающихся по размерам, метод дозирования будет демонстрировать существенно меньшую производительность, чем трафаретная печать. Кроме того, существуют ограничения для компонентов с малым шагом выводов (~0,65 мм при ручном дозировании и ~0,5 — при автоматизированном) возможно образование перемычек из-за невозможности нанести сверхмалые дозы материала и усадки пасты после нанесения. При ручном дозировании также следует принимать во внимание человеческий фактор — навыки и усталость оператора. Вследствие вышесказанного применение дозирования в большинстве случаев оправдано в единичном или многономенклатурном мелкосерийном производстве, так как для перехода с выпуска одного типа платы на другой нет необходимости в разработке и заказе/ изготовлении нового трафарета.

Типы дозирующих устройств

Наибольшее распространение в настоящее время получили методы дозирования материалов — с помощью пневматических и шнековых инструментов.

Пневматические дозаторы

Старейшим и широко распространенным методом дозирования является приложение к наносимому материалу давления воздуха в течение определенного времени, что осуществляется пневматическими дозирующими устройствами. Основное достоинство метода — простота реализации: в шприце содержится наносимый материал, к которому прикладывается контролируемый импульс давления, проталкивающий необходимый объем материала через наконечник шприца.

К недостаткам относится низкая точность и повторяемость наносимых объемов, зависимость размера дозы от изменения температуры, уровня материала в шприце, действие человеческого фактора, метод обладает небольшой производительностью.

Шнековые дозаторы

С повышением плотности компоновки электронных модулей, внедрением компонентов с малым шагом выводов и, как следствие, возрастанием требований к точности, повторяемости и скорости нанесения доз, электронная промышленность потребовала разработки более совершенных устройств дозирования. Этим требованиям отвечают шнековые дозатор.

Достоинства данного метода заключаются в более широком диапазон наносимых доз и более точном контроле повторяемости и объемов, чем в случае применения пневматических дозаторов. Ограничения, присущие шнековым дозаторам: меньшая производительность при нанесении больших доз, так как выдача дозы прямо пропорционально времени поворота шнека.