ANÁLISE ESTATÍSTICA DA CORRELAÇÃO DE PARÂMETROS DA IMPRESSORA DE PASTA E ABERTURAS DO STENCIL COM O VOLUME DE SOLDA DEPOSITADO EM UMA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
Por: DNunesMaciel • 2/7/2018 • Trabalho acadêmico • 2.439 Palavras (10 Páginas) • 267 Visualizações
pré-projeto de conclusão de curso
INTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA
ANÁLISE ESTATÍSTICA DA CORRELAÇÃO DE PARÂMETROS DA IMPRESSORA DE PASTA E ABERTURAS DO STENCIL COM O VOLUME DE SOLDA DEPOSITADO EM UMA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
ENGENHARIA MECÂNICA
Demétrius Nunes Maciel
Orientador Técnico
Rodrigo da Silva Barbosa
INTRODUÇÃO
As placas eletrônicas são uma das peças constituintes de vários sistemas e equipamentos de diversas aplicações, desde um simples controle remoto para televisor até uma aeronave. A montagem destas placas é feita sobre um circuito impresso que passa por diversos processos sendo um deles o processo de impressão de pasta de solda, que é extremamente crítico para garantir a boa formação da junta de solda de todos os componentes eletrônicos.
Um fator crítico que afeta diretamente a qualidade da junta de solda formada é o volume de pasta de solda depositado no processo de impressão. Inúmeras variáveis afetam este volume, sendo as principais: regra de abertura do stencil e parâmetros da máquina impressora (pressão e velocidade dos rodos), porém não existe uma correlação direta estabelecida entre estas variáveis e o resultado final.
Dessa forma, em casos de novos projetos existe a dependência do conhecimento dos engenheiros envolvidos assim como uma série de testes prévios para determinar a melhor combinação de parâmetros da máquina e melhores regras de abertura do stencil, o que gera desperdícios de tempo e custo com a fabricação de diferentes versões do stencil até a condição ideal.
- JUSTIFICATIVA
A deposição do volume de pasta de solda ideal para formação de uma junta de solda confiável nas placas eletrônicas, só pode ser garantida se os parâmetros da máquina impressora e o desenho das regras de abertura do stencil forem adequadas. Dessa forma, a ausência de um modelo matemático ou correlação de variáveis através de uma função, entre os parâmetros da máquina, as aberturas do stencil e o volume final de solda depositado se torna um problema que precisa ser tratado.
- OBJETIVOS
- Objetivo Geral
Sabendo-se criticidade do processo de impressão de pasta de solda e que essa criticidade está ligada diretamente ao volume de pasta depositado sobre o circuito impresso, faz-se importante estimar este volume antes da confecção da ferramenta stencil e da execução de testes, para reduzir os desperdícios de tempo e custo até atingir a condição ideal.
- Objetivos Específicos
Como objetivos específicos este trabalho visa:
- Determinar uma correlação matemática entre os parâmetros da máquina, regras de abertura do stencil e volume de pasta de solda depositado, através de ferramentas estatísticas.
- Tornar esta correlação matemática uma ferramenta prática para utilização dos engenheiros de processo durante a fase de desenvolvimento de novos projetos.
- REFERENCIAL TEÓRICO
Para melhor compreensão do processo de impressão de pasta de solda este tópico será dividido nos seguintes assuntos: máquina, ferramental: stencil e apoios, pasta de solda, processo, inspeção e interferência das variáveis críticas no volume de solda.
4.1 Máquina
O equipamento de impressão de pasta de solda é denominado printer. Seu funcionamento é controlado por um software que comanda seus sistemas eletropneumáticos.
Figura 1 – Imagens interna e externa de uma impressora de pasta de solda
[pic 1] [pic 2]
Fonte: Asm Assembly Systems (2015)
A aplicação da pasta é realizada diretamente por um sistema composto de dois rodos, dispositivos responsáveis por rolar a pasta de solda ao longo do stencil. Seu aspecto é de um rodo tradicional com uma fina lâmina na ponta que se movimentam sobre o stencil em dois sentidos (ASM, 2015).
Figura 2 – Imagens dos rodos (isolados) e montados dentro da máquina
[pic 3] [pic 4]
Fonte: Asm Assembly Systems (2015)
A pasta é depositada em forma de rolo sobre o stencil de forma a cobrir toda a extensão da área de impressão, por um sistema automático de abastecimento da máquina. Este rolo deve ser paralelo aos rodos para que a pasta role sobre a área que deverá ser impressa. Esta rolagem é fundamental para o processo e está diretamente ligada às condições da pasta de solda e às condições da folha do stencil. A pasta não pode se arrastar, pois senão ocorrerão problemas de impressão (HOWARD, 2008).
4.2 Ferramental: Stencil e Apoios
O ferramental é extremamente crítico no desenvolvimento do processo de impressão. Seu desenho e regras de fabricação, determinados pelo engenheiro de processos, são variáveis muito importantes.
O stencil é uma folha de metal agregada a uma malha, presa por um frame de metal e que pode ser fabricado de três formas: corte a laser, eletroformação ou corrosão química. O primeiro é o mais utilizado atualmente por questões de custo x benefício.
Figura 3 – Estrutura de montagem do stencil
[pic 5]
Fonte: Elaborado pelo autor (2018)
Em qualquer um dos processos o objetivo é o mesmo, ou seja, garantir uma boa deposição de pasta de solda pelas aberturas do stencil. Sua espessura varia de placa para placa e deve ser determinada levando em conta os componentes a serem soldados (peso, dimensões, material). Sua folha deve estar completamente esticada, tencionada, para que uma boa impressão seja garantida (HOWARD, 2008).
Figura 4 – Stencil (visão geral) e detalhe da área de impressão
[pic 6] [pic 7]
Fonte: Asm Assembly Systems (2015)
O apoio é a ferramenta responsável por sustentar o PCB[1] e o stencil durante a impressão de pasta. Quando os rodos exercem a pressão para rolagem da pasta faz-se necessário uma força de sentido contrário para evitar que as placas e o stencil se danifiquem em função da carga aplicada pelos rodos.
Figura 5 – Esquema ilustrativo de sustentação do apoio
[pic 8]
Fonte: Elaborado pelo autor (2018)
Existem quatro diferentes tipos de apoio: base dedicada (com ou sem vácuo), pinos de apoio e grid lok. Cada tipo é indicado para um tipo de produto, dependendo de sua complexidade e requerimento de qualidade com relação à deposição da pasta (HOWARD, 2008).
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