Prototipazione con le matrici di saldatura

Le matrici di saldatura sono comunemente impiegate nei processi di assemblaggio delle schede a circuiti stampati. Le PCB nude vengono alimentate a un'estremità della linea di assemblaggio dove avviene l'applicazione automatica della pasta saldante, seguita dal posizionamento di precisione dei componenti sulle corrette piazzole di saldatura. Infine, la pasta saldante sull'intero gruppo viene rifusa e lasciata raffreddare prima del rilascio della scheda completata.

Perché i gruppi risultanti abbiano collegamenti elettrici di qualità, la quantità e la collocazione della pasta saldante hanno un ruolo cruciale. Se la pasta saldante non è applicata correttamente, la scheda risultante potrebbe presentare difetti, ad esempio nei collegamenti a ponte, nei collegamenti aperti, avere bolle di saldatura o effetti di tombstone e riempimenti insufficienti. Tutto ciò influenza le prestazioni e l'affidabilità del risultato finale. Le matrici di saldatura semplificano l'applicazione della pasta saldante agendo come una maschera che garantisce l'applicazione solo sulle aree appropriate. Questo processo è noto come stampaggio con pasta saldante perché è simile alla stampa serigrafica.

Le matrici di saldatura sono sottili strati metallici o polimerici con una serie di fori corrispondenti alle piazzole dei footprint di una PCB. Sono disponibili matrici di saldatura standard per le schede di breakout SMD e vi sono molti produttori di PCB che offrono matrici personalizzate corrispondenti al progetto della PCB del cliente. Quando vengono usate nei sistemi automatizzati PCBA, le matrici sono tenute saldamente in un telaio. Quindi, dopo che la matrice è stata collocata sopra una PCB vuota, la pasta saldante viene stesa su tutta la matrice con spatole automatizzate. Questo processo assicura una deposizione uniforme della pasta su ciascuna scheda e, con un po' di esperienza, si possono ottenere gli stessi vantaggi ottenuti con le matrici quando si creano manualmente prototipi SMD.

Quando si realizzano prototipi con le matrici di saldatura vi sono alcune cose da tenere a mente per ottenere risultati ottimali:

La pasta saldante dovrebbe essere a temperatura ambiente prima della stesura per garantire il flusso ideale in tutte le aperture e non essere asportata dalla spatola.

La PCB deve essere posizionata in un telaio robusto. Lo spessore del telaio deve corrispondere allo spessore della PCB a cui viene applicata la pasta saldante. In tal modo si ottiene un buon allineamento complanare tra la matrice e la PCB, evitando che la pasta saldante in eccesso filtri da sotto la matrice. Fissare saldamente un lato della matrice al telaio con del nastro per evitare disallineamenti e spostamenti.

Tenere la spatola a un angolo di 45 gradi rispetto alla superfice della matrice. Spalmare la pasta saldante su tutta la superficie della matrice con un movimento fermo mantenendo contemporaneamente una pressione costante sulla matrice. Evitare più passate che aumentano la possibilità di spingere la pasta saldante sotto la matrice o di toglierla dalle piazzole.

La pasta saldante è malleabile e la tensione superficiale spesso corregge errori di lieve entità durante la rifusione. Se vengono riscontrati difetti dopo la rifusione sarà possibile correggerli manualmente. Se il processo di applicazione della pasta non procede come previsto, tenere presente che tentare di rimuoverla dalla scheda e ricominciare non è facile come sembra. Spesso la pasta finisce nei fori di via e negli angoli delle piazzole, causando possibili difetti durante la rifusione. Dopo aver finito con una matrice, procedere a un'accurata pulizia con alcol isopropilico. Riporre le matrici con il sostegno di superfici piatte per evitare che vengano danneggiate o si pieghino.

Una volta acquisita la padronanza dell'utilizzo delle matrici per applicare pasta saldante ai vostri prototipi SMD sarete in grado di creare progetti di alta qualità in meno tempo, velocizzando le iterazioni del progetto e con una diminuzione dei problemi post-rifusione.