Səthə montaj prosesində şablonlardan dəqiq, təkrarlanan lehim pastası çökdürülməsi üçün bir yol kimi istifadə olunur. Şablon nazik və ya nazik latun və ya paslanmayan polad təbəqəyə istinad edir, üzərində səthə montaj cihazının (SMD) mövqe nümunəsinə uyğun olaraq kəsilmiş dövrə naxışı var. çap devre (PCB) şablonun istifadə olunacağı yer. Şablon düzgün şəkildə yerləşdirildikdən və PCB-yə uyğunlaşdırıldıqdan sonra, metal silgi lehim pastasını şablonun deliklərindən keçir və bununla da SMD-ni yerində düzəltmək üçün PCB-də çöküntülər əmələ gətirir. Lehim pastası çöküntüləri yenidən axan sobadan keçərkən əriyir və SMD-ni PCB-də düzəldir.

Şablonun dizaynı, xüsusilə onun tərkibi və qalınlığı, həmçinin deşiklərin forması və ölçüsü lehim pastası çöküntülərinin ölçüsünü, formasını və yerini müəyyənləşdirir, bu da yüksək məhsuldar montaj prosesini təmin etmək üçün vacibdir. Məsələn, folqa qalınlığı və deşiklərin açılış ölçüsü lövhəyə qoyulan şlamın həcmini müəyyənləşdirir. Həddindən artıq lehim pastası topların, körpülərin və məzar daşlarının meydana gəlməsinə səbəb ola bilər. Az miqdarda lehim pastası lehim birləşmələrinin qurumasına səbəb olacaq. Hər ikisi dövrə lövhəsinin elektrik funksiyasına zərər verəcəkdir.

Optimal folqa qalınlığı

Lövhədəki SMD növü optimal folqa qalınlığını müəyyən edir. Məsələn, 0603 və ya 0.020″ diametrli SOIC kimi komponent qablaşdırması nisbətən nazik lehim pastası şablonu tələb edir, qalın şablon isə 1206 və ya 0.050″ diametrli SOIC kimi komponentlər üçün daha uyğundur. Lehim pastasının çökməsi üçün istifadə edilən şablonun qalınlığı 0.001 ″ ilə 0.030 ″ arasında olsa da, əksər dövrə lövhələrində istifadə olunan tipik folqa qalınlığı 0.004 ″ ilə 0.007 ″ arasında dəyişir.

Şablon hazırlamaq texnologiyası

Hazırda sənayedə trafaretlərin hazırlanması üçün beş texnologiyadan istifadə olunur – lazer kəsmə, elektroformasiya, kimyəvi aşındırma və qarışdırma. Hibrid texnologiya kimyəvi aşındırma və lazer kəsmənin birləşməsinə baxmayaraq, kimyəvi aşındırma pilləli trafaretlərin və hibrid trafaretlərin istehsalı üçün çox faydalıdır.

Şablonların kimyəvi aşındırılması

Kimyəvi frezeleme metal maskanı və çevik metal maska ​​şablonunu hər iki tərəfdən aşındırır. Bu, yalnız şaquli istiqamətdə deyil, həm də yanal istiqamətdə korroziyaya məruz qaldığından, alt kəsiklərə səbəb olacaq və açılışı tələb olunan ölçüdən daha böyük edəcəkdir. Aşınma hər iki tərəfdən irəlilədikcə, düz divarın daralması qum saatı formasının əmələ gəlməsinə səbəb olacaq və bu, artıq lehim çöküntüləri ilə nəticələnəcəkdir.

Aşınma trafaretinin açılması hamar nəticələr vermədiyi üçün sənaye divarları hamarlamaq üçün iki üsuldan istifadə edir. Bunlardan biri elektro-cilalama və mikro-aşındırma prosesi, digəri isə nikel örtükdür.

Hamar və ya cilalanmış səth pastanın sərbəst buraxılmasına kömək etsə də, bu, həm də pastanın silgi ilə yuvarlanmaq əvəzinə şablonun səthindən keçməsinə səbəb ola bilər. Şablon istehsalçısı bu problemi şablon səthi əvəzinə çuxur divarlarını seçici şəkildə cilalamaqla həll edir. Nikel örtük şablonun hamarlığını və çap məhsuldarlığını yaxşılaşdıra bilsə də, rəsm əsərinin tənzimlənməsini tələb edən açılışları azalda bilər.

Şablon lazer kəsmə

Lazerlə kəsmə Gerber məlumatlarını lazer şüasını idarə edən CNC maşınına daxil edən çıxarıcı bir prosesdir. Lazer şüası çuxurun sərhədi daxilində başlayır və onun perimetrini keçərək, metalı tamamilə çıxararaq, çuxur yaratmaq üçün hər dəfə yalnız bir dəlik olur.

Lazer kəsmənin hamarlığını bir neçə parametr müəyyən edir. Buraya kəsmə sürəti, şüa nöqtəsinin ölçüsü, lazer gücü və şüa fokusu daxildir. Ümumiyyətlə, sənaye təxminən 1.25 mil uzunluğunda bir şüa nöqtəsindən istifadə edir ki, bu da müxtəlif forma və ölçü tələblərində çox dəqiq aperturaları kəsə bilər. Bununla belə, lazerlə kəsilmiş dəliklər də kimyəvi cəhətdən işlənmiş deşiklər kimi, sonrakı emal tələb edir. Lazer kəsmə qəlibləri çuxurun daxili divarını hamar etmək üçün elektrolitik cilalama və nikel örtük tələb edir. Sonrakı prosesdə diyafram ölçüsü azaldığından, lazerlə kəsmənin diafraqma ölçüsü düzgün şəkildə kompensasiya edilməlidir.

Stencil çapdan istifadənin aspektləri

Stencils ilə çap üç müxtəlif prosesi əhatə edir. Birincisi, lehim pastasının deşikləri doldurduğu çuxurların doldurulması prosesidir. İkincisi, çuxurda yığılmış lehim pastasının PCB səthinə köçürüldüyü lehim pastasının ötürülməsi prosesidir, üçüncüsü isə yatırılan lehim pastasının yeridir. Bu üç proses istənilən nəticəni əldə etmək üçün vacibdir – PCB-də düzgün yerə dəqiq həcmdə lehim pastasını (həmçinin kərpic adlanır) yerləşdirmək.

Şablon deşiklərini lehim pastası ilə doldurmaq üçün lehim pastasını deliklərə basmaq üçün metal kazıyıcı lazımdır. Çuxurun süpürgə zolağına nisbətən istiqaməti doldurma prosesinə təsir göstərir. Məsələn, bıçağın vuruşuna yönəlmiş uzun oxu olan bir çuxur, bıçağın vuruşu istiqamətində yönəldilmiş qısa oxu olan bir çuxurdan daha yaxşı doldurur. Bundan əlavə, süpürgənin sürəti deşiklərin doldurulmasına təsir göstərdiyindən, daha aşağı sürtgəc sürəti uzun oxu silicinin vuruşuna paralel olan delikləri daha yaxşı doldura bilər.

Süpürgə zolağının kənarı lehim pastasının trafaret deşiklərini necə doldurduğuna da təsir göstərir. Adi təcrübə, trafaretin səthində lehim pastasının təmiz silinməsini qoruyarkən, minimum silgi təzyiqini tətbiq edərkən çap etməkdir. Süpürgənin təzyiqinin artırılması sıyırıcıya və şablona zərər verə bilər, həmçinin pastanın şablonun səthinin altına bulaşmasına səbəb ola bilər.

Digər tərəfdən, aşağı silgi təzyiqi lehim pastasının kiçik deşiklərdən buraxılmasına imkan verməyə bilər, nəticədə PCB yastıqlarında kifayət qədər lehim yoxdur. Bundan əlavə, böyük çuxurun yanında silkəcin yan tərəfində qalan lehim pastası cazibə qüvvəsi ilə aşağı çəkilə bilər və nəticədə artıq lehim çöküntüsü yarana bilər. Buna görə də, pastanın təmiz silinməsinə nail olacaq minimum təzyiq tələb olunur.

Tətbiq olunan təzyiqin miqdarı da istifadə olunan lehim pastasının növündən asılıdır. Məsələn, qalay/qurğuşun pastasından istifadə ilə müqayisədə, qurğuşunsuz lehim pastası istifadə edərkən, PTFE/nikel örtüklü silgi təxminən 25-40% daha çox təzyiq tələb edir.

Lehim pastası və trafaretlərin performans məsələləri

Lehim pastası və trafaretlərlə bağlı bəzi performans problemləri bunlardır:

Stencil folqasının qalınlığı və diyafram ölçüsü PCB yastığına qoyulmuş lehim pastasının potensial həcmini müəyyən edir.

Şablon çuxur divarından lehim pastasını buraxmaq imkanı

PCB yastıqlarında çap edilmiş lehimli kərpiclərin yerləşdirmə dəqiqliyi

Çap dövrü ərzində silgi zolağı trafaretdən keçdikdə, lehim pastası trafaret çuxurunu doldurur. Lövhə/şablon ayırma dövrü ərzində lehim pastası lövhədəki yastıqlara buraxılacaq. İdeal olaraq, çap prosesi zamanı çuxuru dolduran bütün lehim pastası çuxur divarından azad edilməli və tam lehimli kərpic yaratmaq üçün lövhədəki yastığa köçürülməlidir. Bununla belə, transfer məbləği açılışın aspekt nisbətindən və sahə nisbətindən asılıdır.

Məsələn, yastığın sahəsi daxili məsamə divarının sahəsinin üçdə ikisindən çox olduqda, pasta 80% -dən daha yaxşı bir sərbəst buraxılmağa nail ola bilər. Bu o deməkdir ki, şablon qalınlığının azaldılması və ya çuxur ölçüsünün artırılması eyni sahə nisbəti altında lehim pastasını daha yaxşı buraxa bilər.

Lehim pastasının şablon çuxur divarından boşalma qabiliyyəti də çuxur divarının bitməsindən asılıdır. Elektrocilalama və/yaxud elektrokaplama ilə lazer kəsici dəliklər məhlulun ötürülməsinin səmərəliliyini artıra bilər. Bununla belə, lehim pastasının şablondan PCB-yə köçürülməsi həm də lehim pastasının şablon deşik divarına yapışmasından və lehim pastasının PCB yastığına yapışmasından asılıdır. Yaxşı bir köçürmə effekti əldə etmək üçün, sonuncu daha böyük olmalıdır, yəni çap qabiliyyəti şablon divar sahəsinin açılış sahəsinə nisbətindən asılıdır, eyni zamanda divarın qaralama bucağı və onun pürüzlülüyü kimi kiçik təsirlərə məhəl qoymur. .

PCB yastıqlarında çap olunan lehimli kərpiclərin mövqeyi və ölçü dəqiqliyi ötürülən CAD məlumatlarının keyfiyyətindən, şablon hazırlamaq üçün istifadə olunan texnologiya və üsuldan və istifadə zamanı şablonun temperaturundan asılıdır. Bundan əlavə, mövqe dəqiqliyi də istifadə edilən hizalama metodundan asılıdır.

Çərçivəli şablon və ya yapışdırılmış şablon

Çərçivəli şablon hazırda istehsal prosesində kütləvi ekran çapı üçün nəzərdə tutulmuş ən güclü lazer kəsmə şablonudur. Onlar kalıbın çərçivəsinə daimi olaraq quraşdırılır və mesh çərçivə kalıpdakı kalıp folqasını sıx şəkildə sıxır. Mikro BGA və 16 mil və daha aşağı aralığa malik komponentlər üçün hamar deşik divarı olan çərçivəli şablondan istifadə etmək tövsiyə olunur. Nəzarət olunan temperatur şəraitində istifadə edildikdə, çərçivəli qəliblər ən yaxşı mövqe və ölçü dəqiqliyini təmin edir.

Qısamüddətli istehsal və ya prototip PCB montajı üçün çərçivəsiz şablonlar ən yaxşı lehim pastası həcminə nəzarəti təmin edə bilər. Onlar universal çərçivələr kimi təkrar istifadə edilə bilən qəlib çərçivələri olan qəlib gərmə sistemləri ilə istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Kalıplar çərçivəyə daimi olaraq yapışdırılmadığından, onlar çərçivə tipli qəliblərdən xeyli ucuzdur və daha az saxlama yeri tutur.