Tartalomjegyzék
Nyomtatott áramköri lap összeszerelés a forraszpaszta lerakására támaszkodik, hogy az alkatrészeket a padjaira formálja és elektromos kapcsolatokat alakítson ki. A kiváló minőségű sablonok kulcsfontosságúak a következők maximalizálásához forrasztás hatékonyság, hozam és megbízhatóság. A sablonnyomtatás legyőzi a kézi forraszpaszta-elosztás korlátait, lehetővé téve a forraszgolyók és -dudorok automatizált, nagy sebességű lerakását nagyméretű, sűrűn lakott NYÁK-okon. A folyamat hatékonyságát és pontosságát a minőség a sablonnal való ellátottság elengedhetetlen a modern felületszerelési technológiához (SMT) termelés.
Mi az a PCB Stencil?
A PCB-sablon, más néven SMT-sablon egy vékony lemezdarab. Általában rozsdamentes acéllemezből készül, lézervágott nyílásokkal vagy nikkelből, és arra szolgál, hogy a PCB lapon forraszpasztát helyezzenek el a felületre szerelhető alkatrészekhez. A PCB-sablon felületén lyukak vagy lyukmintázat található, amely a következők lerakására szolgál forraszpaszta a NYÁK-lap kijelölt helyein, lehetővé téve az alkatrészek pontos elhelyezését és igazítását a NYÁK-lapon.
A PCB Stencil használatának előnyei
Az alternatív forraszanyag-felhordási módszerekről a PCB-sablonnyomtatásra való áttérés több előnnyel is jár:
- Lehetővé teszi a pontos, konzisztens forraszpaszta-mennyiségek nagy sebességű nyomtatással történő lerakását nagyméretű lapokra.
- Kerülje el a kézi diszpergálásból származó pasztapazarlást, miközben csökkenti a táblánkénti pasztaköltségeket.
- Alkalmas gyenge, ultrafinom osztású alkatrészekhez, ahol a kézi nyomtatási módszerek növelik a kockázatot.
- Növeli a gyártási hozamot a pontos és megismételhető forraszpaszta-helyeknek köszönhetően.
- Csökkenti a kezelőtől való függőséget a kézi adagoláshoz képest.
- Lehetővé teszi a miniatürizált NYÁK forraszpor méreteket, ami adagoló tűkkel nem lehetséges.
- A fémmaszkokkal ellentétben lehetővé teszi a nyomónyomás egyenletes eloszlását a sablonon.
A legtöbb SMT összeszerelés vonalakon a PCB-sablonok elengedhetetlenek a termelés növeléséhez, miközben minimalizálják a hibákat és a költségeket.
Anyagok PCB Stencil
A PCB-sablonok anyagai jelentősen befolyásolják a teljesítményt, mint például a nyomtatási definíció, a tartósság és a kémiai kompatibilitás. A legfontosabb a nyomtatott áramköri lap típusai a sablonok a következők:
- Rozsdamentes acél: A rozsdamentes acél túlélési és vegyi ellenállást biztosít, miközben a méretstabilitást többszöri forraszpaszta-nyomtatási ciklusok során is megőrzi. Hosszú élettartama és költséghatékonysága miatt a legnépszerűbb választás. Idővel azonban előfordulhatnak kisebb kopások.
- Nikkel: A nikkelsablonok jó tartósságot biztosítanak, a rozsdamentes acélhoz képest csökkentett kopás mellett. A sima felület elősegíti a paszta leválását. A nikkel azonban jobban duzzad a forraszpaszta vegyszereitől. Többe kerül, mint a rozsdamentes.
- Műanyag/Poliimid: Olcsó megoldás kisebb teljesítményű, ideiglenes sablonhasználatokhoz. A műanyagok azonban felszívják a paszta oldószereit, ami többszöri használat során duzzadást és alulméretezett nyílásokat okoz. A szilárdság is korlátozott.
- Sárgaréz: A sárgaréz sablonok puhák, de a nyomógép nyomása alatt kissé deformálódnak, ami elmosódott nyomtatási felbontást eredményez. Alkalmanként alacsony költségű prototípusokhoz használják, de gyártáshoz nem optimális.
- Titánium: A kivételes keménység minimalizálja a titánsablonok kopását. Kémiailag inert és méretstabil. A magas anyagköltség azonban általában korlátozza a titán alkalmazását olyan alkalmazásokban, mint a PCB-újrafeldolgozás/javítósablonok. A rozsdamentes acél kínálja a legjobb egyensúlyt a tartósság, a kémiai kompatibilitás, a méretstabilitás és a költséghatékonyság tekintetében a legtöbb NYÁK-összeszerelési sablonnal kapcsolatos alkalmazáshoz.
PCB Stencil gyártás és nyomtatási folyamat
A kiváló minőségű nyomtatott áramköri sablonnak a tervezés minden egyes lépése során gondos figyelmet igényel, és gyártási folyamat.
1. lépés: Stencil anyag kiválasztása A sablongyártási folyamat az optimális anyag, például rozsdamentes acél, nikkel vagy poliimid kiválasztásával kezdődik az alkalmazási követelmények, a nyomtatási környezet és a költségvetés alapján. Ez a választás befolyásolja a tartósságot, a vegyi ellenállást, a paszta leválasztási jellemzőit és a költségmegfontolásokat.
2. lépés: Tervezési fájl előkészítése A mérnökök a PCB-sablonok elrendezési adatait a PCB-padok alakjának és helyzetének megfelelően készítik el. A tervezési fájlhoz olyan kiegészítő funkciókat is hozzáadnak, mint a referencia-regisztrációs jelölések, az igazításhoz szükséges szerszámfuratok és a külső stencilkeret méretei.
3. lépés: Lézervágás A CNC lézervágó rendszer a digitális sablon tervezési fájl segítségével pontosan eltávolítja vagy elpárologtatja a sablon anyagának azon részeit, ahol a nyílásokra van szükség. Általában impulzus UV-lézert használnak, amely a lézer pontosságának köszönhetően lehetővé teszi a bonyolult minták és finom jellemzők szoros tűrésekkel történő kialakítását.
4. lépés: Utófeldolgozás A nyílások minőségének további optimalizálása a lézervágás befejezése után szükséges. Egy második, kisebb teljesítményű lézeres átvezetés a nyílások körül létrehozza az optimális befelé irányuló huzatszöget a paszta kioldódásának elősegítése érdekében. A kémiai maratás kisimítja az éleket.
5. lépés: Stencil keretezés A kész pcb-sablon fólia ezután egy keretezési folyamaton megy keresztül, ahol a merevség és a könnyű kezelhetőség érdekében egy merev keretre feszítik és rögzítik.
6. lépés: Forrasztópaszta előkészítése
Az ellenőrzött acélsablon ezután a forraszpaszta nyomtatási szakaszába kerül. Először is készítse elő a forraszpasztát, hogy biztosítsa, hogy viszkozitása és reológiája megfelelő legyen a lyukak kitöltéséhez és a kivonáshoz.
7. lépés: A sablon igazítása: A sablont gondosan igazítják a nyomtatott áramköri lapon az illeszkedő referenciapontok segítségével, szoros érintkezésben rögzítve azt, miközben a paszta leválasztásához szabad teret hagynak.
8. lépés: Nyomtassa ki a Stroke-ot: A sablont egy facsaró penge tölti ki a sablon felületén, a pasztát a nyílásokba nyomva. A mozgás és a nyomás egyenletesen tölti ki a nyílásokat.
9. lépés: Stencil kiadás: A lehúzó lefelé irányuló mozdulata leválasztja a sablont a NYÁK-ról, pontos forraszpaszta-lerakódásokat hagyva a lapkákon.
10. lépés: Újrafolyatás/elhelyezés: Az SMD alkatrészeket ezután a forraszpaszta lerakódásokra helyezik. A reflow megolvasztja a pasztát, hogy forrasztási kötéseket alakítson ki, rögzítve az alkatrészeket.
PCB Stencil tervezési megfontolások
Számos tervezési lehetőség van a sablon nyílások formájának, méreteinek és elrendezésének optimalizálására egy adott nyomtatott áramköri tervnek megfelelően.
PCB Stencil tervezési szabványok
A NYÁK-tervezés és -gyártás során a forraszpaszta-sablonok specifikációit általában az ipari szabványok és a gyártói követelmények határozzák meg.
- IPC-SM-840C: Ezt a szabványt az IPC hozta létre. Meghatározza a forraszpaszta teljesítményére, fizikai tulajdonságaira, tartósságára, vastagságára és forraszthatóságára vonatkozó követelményeket.
- Forrasztópaszta lefedettség: A forraszpasztarétegnek le kell fednie minden forrasztást igénylő lapkát, és biztosítania kell a nem forrasztott területek megfelelő maszkolását. Kerülni kell továbbá az alkatrészek elhelyezésének helyeit vagy a selyemszűrős jelöléseket.
- Forrasztópaszta tisztasága: A forraszpasztarétegnek elég világosnak kell lennie ahhoz, hogy a pads szélei jól láthatóak legyenek, és hogy a paszta ne folyjon át nem kívánt területekre.
- Forrasztás paszta vastagsága: A forraszpasztaréteg vastagságának meg kell felelnie a szabványos követelményeknek, jellemzően néhány tíz mikrométeres tartományban.
A sablontervezés fő pontjai
- Nyílásméret: A nyílások szélessége/átmérője határozza meg a forraszanyag-lerakódás mennyiségét. A nyílások és a padok közötti 1:1 területarányok esetén a forraszpaszta mennyisége nagyjából megfelel a bevonandó padok térfogatának. A kisebb területarányok kevesebb pasztát mérnek.
- Apertúra falszög: A lézervágott sablonnyílások befelé irányuló huzatszöget mutatnak, jellemzően 1-5 fok körül. Ez elősegíti a paszta kioldódását a nyílásokból nyomtatás és tisztítás során.
- Lépcsőzetes nyílások: A nagyobb betéteknél a középső rész felé fokozatosan kisebb nyílású, lépcsőzetes nyílásokat használhatnak. Ez szabályozza a paszta mennyiségét, miközben lehetővé teszi a légbuborékok elkerülését.
- Nem négyzet alakú nyílások: A nyílások lehetnek lekerekítettek, oválisak, téglalap alakúak stb. a nem négyzet alakú betéteken történő paszta lerakódás optimalizálása érdekében. A lekerekített nyílásszélek csökkentik az eltömődéseket.
- Keresztbe sraffozott nyílások: A vékony, egymást metsző oszlopok/sorok hozzáadása egy nyíláson belül megtöri a felületi feszültséget, és így javítja a paszta leválását a nagyméretű párnákon.
- Nyomtatás kihagyása: Bizonyos nyílások szelektív kiküszöbölése vagy zsugorítása megakadályozza a paszta nyomtatását ott, ahol az alkatrészek elhelyezésre kerülnek. Ezáltal a költséges alkatrészek számára takarékoskodik a pasztával.
- Fiducials és szerszámnyílások: A sablonokon és a nyomtatott áramköri lapokon lévő, egymáshoz illeszkedő jelölések biztosítják a pontos regisztrációt a nyomtatáshoz. A szerszámnyílások összehangolják a sablont a nyomógéphez.
- Keret és tömítés: A fém sablonkeretek lehetővé teszik a nyomtatóba történő rögzítést/rögzítést. A keret és a sablon közötti tömítések a nyomtatás során tömítést képeznek a paszta visszatartása érdekében.
Figyelembe véve ezeket a tervezési tényezőket a PCB elrendezés lehetővé teszi a sablonok testre szabását az optimális pasztaelhelyezés és a hozam biztosítása érdekében.
Hogyan számítsuk ki a pcb stencil vastagságát?
A pontatlan adatellenőrzés olyan problémákhoz vezethet, mint a rövidzárlatok és az elégtelen forrasztás acélsablonok tervezésekor. Hogyan kell tehát a stencilvastagságot ellenőrizni?
Stencil nyílás Tengelyarány & Terület aránya
- Tengelyarány = Nyílásszélesség / sablonvastagság = W / T
A képarány jellemzően ＞1,5
- Területarány = Nyílás területe / nyílásfal területe = L × W / [2 × (L + W) × T]
Ólompaszta eljáráshoz: Területarány > 0.66
Ólommentes paszta eljáráshoz: Területarány > 0.71
- A sablon vastagságának kiszámítása a szélesség-vastagság arány alapján
Ez a módszer alkalmas finom osztású QFP-k (Quad Flat Packages), IC-k (Integrated Circuits) és más pin-típusú alkatrészekhez.
Példa: A sablonnak 0,13 mm-nél kisebb vastagságúnak kell lennie, ha a sablondarab nyílása 0,2 mm, hogy a szélesség/vastagság arány 1,5 alatti legyen.
(T < 0.2 / 1.5 = 0.13.)
- Sablondarab vastagság kiszámítása a területarány alapján
A kis tűs eszközök, például 0402 és 0201 alkatrészek, BGA-k és flip chipek esetében, amelyek területaránya nagyobb, mint 2/3 (ólomtartalmú), pl. egy 0402 alkatrész 0,6 x 0,4 mm-es paddal, a sablon vastagságának kisebbnek kell lennie, mint a területarány osztva 3-mal.
Ha a sablon nyílás 1:1 és a terület aránya nagyobb, mint 2/3, a sablon vastagságának kisebbnek kell lennie, mint 0,18 mm. Hasonlóképpen, egy 0,35 × 0,3 mm-es párnákkal rendelkező 0201-es alkatrész esetében a sablon vastagsága kevesebb, mint 0,12 mm kell, hogy legyen.
A PCB Stencil technológia jövője
A nyomtatott áramköri sablontechnológiának lépést kell tartania az elektronikai iparban kialakuló tendenciákkal, hogy lehetővé tegye a következő generációs áramköri gyártást és összeszerelést. Ehhez fejlesztésekre lesz szükség a sablongyártás, az anyagok és az integráció terén.
- A lézeres megmunkálás fejlődése egyre kisebb sablonnyílásokat tesz lehetővé, támogatva az ultrafinom osztású alkatrészek tervezését.
- A több magasságú, lépcsőzetesen elhelyezkedő nyílások jobban szabályozzák a paszta mennyiségét a nagyobb alkatrészek és a finom osztású eszközök keveredése esetén.
- A PCB stencil tervező szoftver a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás segítségével automatikusan optimalizálja a nyílásméreteket és geometriákat egy adott PCB terv minden egyes padjához.
- Az automatizált sablontisztító rendszerek és az in-line sablontisztító rendszerek fenntartják a sablonnal készült nyomtatási anyag minőségét hosszú, felügyelet nélküli nyomtatási folyamatok esetén is.
- A sablonfelületekre felvitt nanobevonatok javítják a paszta leválasztási tulajdonságait és csökkentik a blokkolást.
- A kétrétegű stenciltechnológia egyszerre nyomtat forraszpasztát és ragasztót a több anyagból készült alkatrészek lerakásához.
- A biológiailag lebomló és kevésbé mérgező forraszpaszták csökkentik a környezetterhelést, mivel a forrasztás egyre inkább a jobban indokolható eljárások felé halad.
- A programozható robotizált sablonkezelés leegyszerűsíti a különböző PCB-konstrukciók közötti átalakításokat.
Ahogy a PCB gyártási alkatrészek és a csomagolási technológiák tovább fejlődnek, a pcb stencilgyártás és a nyomtatási folyamatok alkalmazkodni fognak a következő generációs elektronikai összeszerelés lehetővé tételéhez. A sablonnak az SMT-gyártásban betöltött alapvető szerepe biztosan megmarad és egyre fontosabbá válik.
Következtetés
A finoman megtervezett NYÁK-sablonok a nagy volumenű SMT-összeszerelés alapvető elemei. A tartós anyagokból, például rozsdamentes acélból készült precíziós lézervágott sablonok biztosítják a forraszpaszta lerakódások ellenőrzött felszabadulását a NYÁK-ra. nyomtatott áramköri lapok az elrendezésnek megfelelő nyílásokon keresztül. A gondos sablontervezés a megfelelő használat, nyomtatási protokollok és karbantartás mellett biztosítja, hogy ezek az alkatrészek megbízhatóan működjenek több ezer gyártási cikluson keresztül, miközben elkerülhetők a hibák. A PCB-technológia fejlődésével a sablonok továbbra is kulcsfontosságú szerepet játszanak majd a forraszpaszta elektromos és mechanikai csatlakozásokká történő átalakításában, amelyek modern elektronikus eszközeinket működtetik.
Akár PCB-sablonra, akár egyedi áramköri lap összeszerelési szolgáltatásra van szüksége, ELE PCB nagy pontosságú gyártást biztosít, hogy tisztább nyomatokat, kevesebb hibát és nagyobb hatékonyságot érjen el.. Lépjen kapcsolatba az ELE PCB-vel még ma ingyenes konzultációért vagy azonnali árajánlatért.
GYIK
A1: A PCB-sablon vastagsága függ a pad méretétől, az apertúra szélesség-vastagság arányától, a terület arányától és az alkatrészosztástól.
-
A tipikus sablonvastagság a következő tartományok között mozog 0,10 mm és 0,15 mm között.
-
A finom osztású QFP, BGA, 0402 és 0201 alkatrészek vékonyabb sablont igényelnek. Az oldalarány (＞1,5) és a területarány (>0,66 vagy >0,71) betartása biztosítja a megfelelő forraszanyag-leválasztást.
A2: Megfelelő tisztítással és tárolással egy kiváló minőségű rozsdamentes acél SMT-sablonnal tartós lehet több ezer nyomtatási ciklus. A nikkel sablontok még hosszabb élettartamot biztosítanak a csökkentett kopás és a simább nyílásfalak miatt.
A3:
-
Rendszeresen tisztítsa a nyílásokat (nedves törlés + porszívózás).
-
Kerülje a sablon széleinek durva kezelését.
-
Tárolja védőtartóban
-
Automatizált sablontisztítás nagy volumenű futások során
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian