Die oppervlakmonteringsproses gebruik sjablone as ‘n pad na akkurate, herhaalbare soldeerpastaafsetting. ‘n Sjabloon verwys na ‘n dun of dun plaat koper of vlekvrye staal met ‘n stroombaanpatroon daarop gesny om by die posisiepatroon van die oppervlakmonteertoestel (SMD) op die printplaat (PCB) waar die sjabloon gebruik gaan word. Nadat die sjabloon akkuraat geposisioneer en by die PCB aangepas is, dwing die metaalsuier die soldeerpasta deur die gate van die sjabloon, en vorm daardeur neerslae op die PCB om die SMD in plek te bevestig. Die soldeerpastaafsettings smelt wanneer dit deur die hervloei-oond gaan en maak die SMD op die PCB vas.

Die ontwerp van die sjabloon, veral die samestelling en dikte daarvan, sowel as die vorm en grootte van die gate, bepaal die grootte, vorm en ligging van die soldeerpastaafsettings, wat noodsaaklik is om ‘n hoë-deursetsamestellingsproses te verseker. Byvoorbeeld, die dikte van die foelie en die openinggrootte van die gate bepaal die volume suspensie wat op die bord neergelê word. Oormatige soldeerpasta kan lei tot die vorming van balle, brûe en grafstene. ‘n Klein hoeveelheid soldeerpasta sal veroorsaak dat die soldeerverbindings uitdroog. Albei sal die elektriese funksie van die kringbord beskadig.

Optimale foelie dikte

Die tipe SMD op die bord definieer die optimale foeliedikte. Byvoorbeeld, komponentverpakking soos 0603 of 0.020″ toonhoogte SOIC vereis ‘n relatief dun soldeerpasta sjabloon, terwyl ‘n dikker sjabloon meer geskik is vir komponente soos 1206 of 0.050″ toonhoogte SOIC. Alhoewel die dikte van die sjabloon wat vir soldeerpastaafsetting gebruik word, wissel van 0.001″ tot 0.030″, wissel die tipiese foeliedikte wat op die meeste stroombane gebruik word, van 0.004″ tot 0.007″.

Sjabloon maak tegnologie

Tans gebruik die bedryf vyf tegnologieë om sjablone-lasersny, elektroformasie, chemiese ets en vermenging te maak. Alhoewel die hibriede tegnologie ‘n kombinasie van chemiese ets en lasersny is, is chemiese ets baie nuttig vir die vervaardiging van getrapte stensils en hibriede stensils.

Chemiese ets van sjablone

Chemiese maalwerk ets die metaalmasker en buigsame metaalmaskersjabloon van beide kante af. Aangesien dit nie net in die vertikale rigting korrodeer nie, maar ook in die laterale rigting, sal dit ondersnywerk veroorsaak en die opening groter maak as die vereiste grootte. Soos die etswerk van beide kante af vorder, sal die taps op die reguit muur die vorming van ‘n uurglasvorm tot gevolg hê, wat sal lei tot oortollige soldeerafsettings.

Aangesien die etsstensilopening nie gladde resultate lewer nie, gebruik die industrie twee metodes om die mure glad te maak. Een van hulle is elektro-poleer en mikro-ets proses, en die ander is vernikkeling.

Alhoewel ‘n gladde of gepoleerde oppervlak die vrystelling van die pasta help, kan dit ook veroorsaak dat die pasta die oppervlak van die sjabloon oorslaan in plaas daarvan om met die squeegee te rol. Die sjabloonvervaardiger los hierdie probleem op deur die gatmure selektief te poleer in plaas van die sjabloonoppervlak. Alhoewel vernikkeling die gladheid en drukwerkverrigting van die sjabloon kan verbeter, kan dit openinge verminder, wat aanpassing van die kunswerk vereis.

Sjabloon laser sny

Lasersny is ‘n subtraktiewe proses wat Gerber-data invoer in ‘n CNC-masjien wat die laserstraal beheer. Die laserstraal begin binne die grens van die gat en deurkruis sy omtrek terwyl die metaal heeltemal verwyder word om die gat te vorm, net een gat op ‘n slag.

Verskeie parameters definieer die gladheid van lasersny. Dit sluit snyspoed, straalvlekgrootte, laserkrag en straalfokus in. Oor die algemeen gebruik die industrie ‘n straalkol van ongeveer 1.25 mils, wat baie presiese openinge in ‘n verskeidenheid vorms en groottevereistes kan sny. Lasergesnyde gate vereis egter ook naverwerking, net soos chemies geëtste gate. Lasersnyvorms benodig elektrolitiese polering en vernikkeling om die binnewand van die gat glad te maak. Aangesien die diafragmagrootte in die daaropvolgende proses verminder word, moet die diafragmagrootte van lasersny behoorlik vergoed word.

Aspekte van die gebruik van stensildruk

Drukwerk met stensils behels drie verskillende prosesse. Die eerste is die gatvulproses, waarin soldeerpasta die gate vul. Die tweede is die soldeerpasta-oordragproses, waarin die soldeerpasta wat in die gat opgehoop is, na die PCB-oppervlak oorgedra word, en die derde is die ligging van die gedeponeerde soldeerpasta. Hierdie drie prosesse is noodsaaklik vir die verkryging van die gewenste resultaat – om ‘n presiese volume soldeerpasta (ook ‘n baksteen genoem) op die regte plek op die PCB neer te sit.

Om die sjabloongate met soldeerpasta te vul, benodig ‘n metaalskraper om die soldeerpasta in die gate te druk. Die oriëntasie van die gat relatief tot die squeegee strook beïnvloed die vul proses. Byvoorbeeld, ‘n gat met sy lang as georiënteer op die slag van die lem vul beter as ‘n gat met sy kort as georiënteer in die rigting van die lemslag. Daarbenewens, aangesien die spoed van die rakel die vul van die gate beïnvloed, kan ‘n laer rakelspoed die gate waarvan die lang as parallel is met die slag van die rakel die gate beter vul.

Die rand van die squeegee-strook beïnvloed ook hoe die soldeerpasta die stensilgate vul. Die gewone praktyk is om te druk terwyl die minimum squeegee-druk toegepas word, terwyl ‘n skoon vee van die soldeerpasta op die oppervlak van die stensil gehandhaaf word. Die verhoging van die druk van die sjabloon kan die sjabloon en die sjabloon beskadig en ook veroorsaak dat die pasta onder die oppervlak van die sjabloon gesmeer word.

Aan die ander kant kan die laer squeegee-druk moontlik nie toelaat dat die soldeerpasta deur die klein gaatjies vrygestel word nie, wat lei tot onvoldoende soldeersel op die PCB-blokkies. Daarbenewens kan die soldeerpasta wat aan die kant van die squeegee naby die groot gat gelaat word deur swaartekrag afgetrek word, wat lei tot oortollige soldeerafsetting. Daarom is minimum druk nodig, wat ‘n skoon vee van die pasta sal verkry.

Die hoeveelheid druk wat toegepas word, hang ook af van die tipe soldeerpasta wat gebruik word. Byvoorbeeld, in vergelyking met die gebruik van tin/loodpasta, wanneer loodvrye soldeerpasta gebruik word, vereis die PTFE/nikkel-geplateerde squeegee ongeveer 25-40% meer druk.

Prestasiekwessies van soldeerpasta en stensils

Sommige prestasiekwessies wat verband hou met soldeerpasta en stensils is:

Die dikte en openinggrootte van die stensilfoelie bepaal die potensiële volume soldeerpasta wat op die PCB-kussing neergelê word

Vermoë om soldeerpasta van die sjabloongatmuur vry te laat

Posisieakkuraatheid van soldeerstene gedruk op PCB-blokkies

Tydens die druksiklus, wanneer die squeegee-strook deur die stensil gaan, vul die soldeerpasta die stensilgat. Tydens die bord/sjabloon-skeidingsiklus sal soldeerpasta op die pads op die bord vrygestel word. Ideaal gesproke moet al die soldeerpasta wat die gat vul tydens die drukproses van die gatmuur losgemaak word en na die pad op die bord oorgeplaas word om ‘n volledige soldeersteen te vorm. Die oordragbedrag hang egter af van die aspekverhouding en oppervlakteverhouding van die opening.

Byvoorbeeld, in die geval waar die oppervlakte van die pad groter is as twee derdes van die area van die binneste poriewand, kan die pasta ‘n vrystelling van beter as 80% bereik. Dit beteken dat die vermindering van die sjabloondikte of die verhoging van die gatgrootte die soldeerpasta beter onder dieselfde oppervlakteverhouding kan vrystel.

Die vermoë van soldeerpasta om van die sjabloongatmuur vry te laat hang ook af van die afwerking van die gatmuur. Lasersnygate deur elektropolering en/of elektroplatering kan die doeltreffendheid van flodderoordrag verbeter. Die oordrag van soldeerpasta vanaf die sjabloon na die PCB hang egter ook af van die hegting van die soldeerpasta aan die sjabloongatmuur en die hegting van die soldeerpasta aan die PCB-blok. Ten einde ‘n goeie oordrag-effek te verkry, moet laasgenoemde groter wees, wat beteken dat die drukbaarheid afhang van die verhouding van die sjabloonmuurarea tot die openingarea, terwyl geringe effekte soos die trekhoek van die muur en sy grofheid geïgnoreer word. .

Die posisie en dimensionele akkuraatheid van die soldeerstene wat op die PCB-blokkies gedruk word, hang af van die kwaliteit van die oorgedra CAD-data, die tegnologie en metode wat gebruik word om die sjabloon te maak, en die temperatuur van die sjabloon tydens gebruik. Daarbenewens hang die posisie akkuraatheid ook af van die belyningsmetode wat gebruik word.

Geraamde sjabloon of vasgeplakte sjabloon

Die geraamde sjabloon is tans die kragtigste lasersnysjabloon, ontwerp vir massaskermdrukwerk in die produksieproses. Hulle word permanent in die bekistingsraam geïnstalleer, en die gaasraam maak die bekistingsfoelie in die bekisting styf vas. Vir mikro-BGA en komponente met ‘n toonhoogte van 16 mil en onder, word dit aanbeveel om ‘n geraamde sjabloon met ‘n gladde gatmuur te gebruik. Wanneer dit onder beheerde temperatuurtoestande gebruik word, bied geraamde vorms die beste posisie en dimensionele akkuraatheid.

Vir korttermyn-produksie of prototipe PCB-samestelling, kan raamlose sjablone die beste soldeerpasta-volumebeheer bied. Hulle is ontwerp vir gebruik met bekistingspanstelsels, wat herbruikbare bekistingsrame is, soos universele rame. Aangesien vorms nie permanent aan die raam vasgeplak is nie, is dit baie goedkoper as raamtipe vorms en neem baie minder stoorplek op.