스텐실 제조 공정 및 인쇄 실험
Chrys Shea외 1인
수년간 SMT 어셈블리를 연구해온 결과, 스텐실 합금 및 플럭스 확산 방지 코팅을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 이를 시뮬레이션한 결과 작업 전체 공정 내 약 5%의 인쇄 수율 향상이 있다는 것을 알 수 있었다.
이에 대해 I-Connect007의 「SMT」지 최신호의 “Fine-Tuning the Stencil Manufacturing Process & Other Stencil Printing Experiments"를 통해 Shea Engineering Services의 Chrys Shea와 Vicor Corp.의 Ray Whittier이 스텐실 제조 공정 및 인쇄 실험 결과에 대해 설명했다.
이에 대한 내용은 다음과 같다.
최근 소형화 추세에 맞춰 장치가 조밀하게 장착된 SMT 어셈블리를 연구해온 결과, 이러한 어셈블리가 스텐실 합금 및 플럭스 확산 방지 코팅을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 이를 시뮬레이션한 결과 작업 전체 공정 내 약 5%의 인쇄 수율 향상이 있다는 것을 알 수 있었다.
이후 다음 연구는 어셈블리 라인에서의 성능 최적화를 목표로 했다. 이전 실험에서와 유사한 테스트 도구를 사용했고, 실험계획(DOE)은 레이저 절단 매개변수 및 코팅 재료를 다르게 하면서 스텐실 제조 공정의 핵심 측면을 특성화했다.
실험 중 DOE의 범위가 증가함에 따라 새로운 재료에 대한 평가와 microBGA 애퍼처 설계 비교에 대한 부분도 포함시켰으며, 결국 상이한 두 개의 스텐실 절단 공정을 비교하고 나노코팅이 와이핑 빈도수에 미치는 영향을 살펴보기 위해 실행 작업을 추가하게 됐다.
또한 이전 테스트 결과를 검토하고 새로운 테스트 도구, 실험 설정 및 결과를 제시하는 논의를 진행했다.
이번 테스트에서 다시 한 번 나노 코팅된 스텐실이 코팅 처리되지 않은 스텐실보다 전달 효율이 더 낮은 것으로 밝혀졌다. 이 같은 트렌드는 2011년 초기 테스트에서도 관찰된 바
있다. 이처럼 코팅된 스텐실의 전달 효율이 더 낮은 이유는 crisper 인쇄 정의 때문이라고 가정해 볼 수 있는데, 이 가정은 향후 조사를 통해 더 알아볼 예정이다.
현재까지 나온 자료를 고려할 때 microBGAs에서 정사각형 애퍼처와 원형 애퍼처의 인쇄 성과가 뛰어난 점은 전혀 놀라운 일이 아니었다. 그러나 놀랄만한 점이라면 정사각형 애퍼처의 향상 수준이었다. 정사각형 애퍼처를 구현할 때 비솔더 마스크 정의된 패드에 가스켓팅 문제를 초래할 수 있다는 점을 주의해야 하는데, 이번 연구에 사용된 PCB는 이 같은 패드를 사용한 것이었음에도 좋은 결과를 냈다는 것이다.
이처럼 비솔더 마스크로 정의된 패드로 PCB를 설계한다면 리스크를 줄일 수 있고 새로운 애퍼처 형상이 구현될 수 있을 것이다.
현재 전체 연구에서 가장 눈에 띄는 결과는 나노 코팅된 스텐실을 대상으로 수행된 와이핑 빈도수 부분이었다. 인쇄 수율이 높아졌을 뿐만 아니라 수량 반복성도 상승했다. 이는 예상 밖의 결과로써 현재 이에 대해 지속적으로 조사 중이다.
