La surfacmonta kunigprocezo utiligas ŝablonojn kiel vojon al preciza, ripetebla lutpastodemetado. Ŝablono rilatas al maldika aŭ maldika tuko el latuno aŭ rustorezista ŝtalo kun cirkvitpadrono tranĉita sur ĝi por kongrui kun la poziciopadrono de la surfacmonta aparato (SMD) sur la presita cirkvito (PCB) where the template is to be used. After the template is accurately positioned and matched to the PCB, the metal squeegee forces the solder paste through the holes of the template, thereby forming deposits on the PCB to fix the SMD in place. The solder paste deposits melt when passing through the reflow oven and fix the SMD on the PCB.

La dezajno de la ŝablono, precipe ĝia konsisto kaj dikeco, same kiel la formo kaj grandeco de la truoj, determinas la grandecon, formon kaj lokon de la lutpasto-deponejoj, kio estas esenca por certigi alt-produktitan kunigprocezon. Ekzemple, la dikeco de la folio kaj la malferma grandeco de la truoj difinas la volumenon de suspensiaĵo deponita sur la tabulo. Troa lutpasto povas konduki al la formado de pilkoj, pontoj kaj tomboŝtonoj. Malgranda kvanto da lutpasto igos la lutartikojn sekiĝi. Ambaŭ damaĝos la elektran funkcion de la cirkvito.

Optimuma folio dikeco

La speco de SMD sur la tabulo difinas la optimuman folian dikecon. Ekzemple, komponentpakaĵo kiel ekzemple 0603 aŭ 0.020″ tonalto SOIC postulas relative maldikan lutpastoŝablonon, dum pli dika ŝablono estas pli taŭga por komponentoj kiel ekzemple 1206 aŭ 0.050″ tonalto SOIC. Kvankam la dikeco de la ŝablono uzata por lutpasto-demetado varias de 0.001″ ĝis 0.030″, la tipa folio dikeco uzata sur la plej multaj cirkvitplatoj varias de 0.004″ ĝis 0.007″.

Template making technology

Nuntempe, la industrio uzas kvin teknologiojn por fari stencils-lasertondado, elektroformado, kemia akvaforto kaj miksado. Kvankam la hibrida teknologio estas kombinaĵo de kemia akvaforto kaj lasera kortego, kemia akvaforto estas tre utila por fabrikado de paŝitaj ŝablonoj kaj hibridaj ŝablonoj.

Kemia akvaforto de ŝablonoj

Chemical milling etches the metal mask and flexible metal mask template from both sides. Since this corrodes not only in the vertical direction but also in the lateral direction, it will cause undercuts and make the opening larger than the required size. As the etching progresses from both sides, the tapering on the straight wall will result in the formation of an hourglass shape, which will result in excess solder deposits.

Ĉar la akvaforta stencilmalfermaĵo ne produktas glatajn rezultojn, la industrio uzas du metodojn por glatigi la murojn. Unu el ili estas elektropolurado kaj mikro-akvaforta procezo, kaj la alia estas nikelado.

Kvankam glata aŭ polurita surfaco helpas la liberigon de la pasto, ĝi ankaŭ povas igi la paston transsalti la surfacon de la ŝablono anstataŭ ruliĝi per la racilo. La ŝablona fabrikanto solvas ĉi tiun problemon elekte poluante la truomurojn anstataŭ la ŝablonsurfaco. Kvankam nikela tegaĵo povas plibonigi la glatecon kaj presan agadon de la ŝablono, ĝi povas redukti malfermaĵojn, kio postulas alĝustigon de la artaĵo.

Ŝablona lasero kortego

Laser cutting is a subtractive process that inputs Gerber data into a CNC machine that controls the laser beam. The laser beam starts inside the boundary of the hole and traverses its perimeter while completely removing the metal to form the hole, only one hole at a time.

Pluraj parametroj difinas la glatecon de lasera kortego. Ĉi tio inkluzivas tranĉan rapidon, radio-punktograndecon, laseran potencon kaj radiofokuson. Ĝenerale, la industrio uzas faskon de ĉirkaŭ 1.25 mils, kiu povas tranĉi tre precizajn aperturojn en diversaj formoj kaj grandeco postuloj. Tamen, lasertranĉitaj truoj ankaŭ postulas post-pretigon, same kiel kemie gravuritaj truoj. Lasero-tranĉaj ŝimoj bezonas elektrolizan poluradon kaj nikelan tegon por glatigi la internan muron de la truo. Ĉar la aperturgrandeco estas reduktita en la posta procezo, la aperturgrandeco de lasertranĉado devas esti konvene kompensita.

Aspektoj de uzado de stencilprintado

Presi per ŝablonoj implikas tri malsamajn procezojn. La unua estas la trua pleniga procezo, en kiu lutpasto plenigas la truojn. La dua estas la lutpasto translokiga procezo, en kiu la lutpasto amasigita en la truo estas translokigita al la PCB-surfaco, kaj la tria estas la loko de la deponita lutpasto. Ĉi tiuj tri procezoj estas esencaj por akiri la deziratan rezulton, deponante precizan volumon de lutpasto (ankaŭ nomata briko) en la ĝusta loko sur la PCB.

Filling the template holes with solder paste requires a metal scraper to press the solder paste into the holes. The orientation of the hole relative to the squeegee strip affects the filling process. For example, a hole with its long axis oriented on the stroke of the blade fills better than a hole with its short axis oriented in the direction of the blade stroke. In addition, since the speed of the squeegee affects the filling of the holes, a lower squeegee speed can make the holes whose long axis is parallel to the stroke of the squeegee better fill the holes.

The edge of the squeegee strip also affects how the solder paste fills the stencil holes. The usual practice is to print while applying the minimum squeegee pressure while maintaining a clean wipe of the solder paste on the surface of the stencil. Increasing the pressure of the squeegee may damage the squeegee and the template, and also cause the paste to be smeared under the surface of the template.

Aliflanke, la pli malalta premo de racilo eble ne permesas al la lutpasto esti liberigita tra la malgrandaj truoj, rezultigante nesufiĉan lutaĵon sur la PCB-kusenetoj. Krome, la lutpasto forlasita sur la flankon de la racilo proksime de la granda truo povas esti tirita malsupren per gravito, rezultigante troan lutdemetaĵon. Tial necesas minimuma premo, kiu atingos puran viŝon de la pasto.

The amount of pressure applied also depends on the type of solder paste used. For example, compared to using tin/lead paste, when using lead-free solder paste, the PTFE/nickel-plated squeegee requires about 25-40% more pressure.

Efikecproblemoj de lutpasto kaj ŝablonoj

Kelkaj spektakloproblemoj rilataj al lutpasto kaj ŝablonoj estas:

La dikeco kaj aperturgrandeco de la stencilfolio determinas la eblan volumenon de lutpasto deponita sur la PCB-kuseneto.

Ability to release solder paste from the template hole wall

Position accuracy of solder bricks printed on PCB pads

Dum la presa ciklo, kiam la skeegee strio pasas tra la stencil, la lutpasto plenigas la stenciltruon. Dum la tabulo/ŝablona apartiga ciklo, lutpasto estos liberigita sur la kusenetoj sur la tabulo. Ideale, la tuta lutpasto, kiu plenigas la truon dum la presa procezo, devus esti liberigita de la trua muro kaj transdonita al la kuseneto sur la tabulo por formi kompletan lutbrikon. Tamen, la transiga kvanto dependas de la proporcio kaj areoproporcio de la malfermaĵo.

Ekzemple, en la kazo kie la areo de la kuseneto estas pli granda ol du trionoj de la areo de la interna pora muro, la pasto povas atingi liberigon de pli bona ol 80%. Ĉi tio signifas, ke redukti la ŝablondikecon aŭ pliigi la truan grandecon povas pli bone liberigi la lutpaston sub la sama areoproporcio.

The ability of solder paste to release from the template hole wall also depends on the finish of the hole wall. Laser cutting holes by electropolishing and/or electroplating can improve the efficiency of slurry transfer. However, the transfer of solder paste from the template to the PCB also depends on the adhesion of the solder paste to the template hole wall and the adhesion of the solder paste to the PCB pad. In order to obtain a good transfer effect, the latter should be larger, which means that the printability depends on the ratio of the template wall area to the opening area, while ignoring minor effects such as the draft angle of the wall and its roughness. .

La pozicio kaj dimensia precizeco de la lutbrikoj presitaj sur la PCB-kusenetoj dependas de la kvalito de la elsenditaj CAD-datumoj, la teknologio kaj metodo uzataj por fari la ŝablonon, kaj la temperaturo de la ŝablono dum uzo. Krome, la pozicioprecizeco ankaŭ dependas de la vicmetodo uzata.

Enkadrigita ŝablono aŭ gluita ŝablono

La enkadrigita ŝablono estas nuntempe la plej potenca lasera tranĉa ŝablono, dizajnita por amasa ekranprintado en la produktada procezo. Ili estas konstante instalitaj en la koframa kadro, kaj la maŝo-kadro forte streĉas la kofrajon en la kofrado. Por mikro BGA kaj komponantoj kun tonalto de 16 mil kaj malsupre, oni rekomendas uzi enkadran ŝablonon kun glata trua muro. Se uzataj sub kontrolitaj temperaturoj, enkadrigitaj muldiloj provizas la plej bonan pozicion kaj dimensian precizecon.

Por mallongdaŭra produktado aŭ prototipa PCB-asembleo, senkadraj ŝablonoj povas provizi la plej bonan lutpastan volumkontrolon. Ili estas dezajnitaj por uzo kun kofraj streĉaj sistemoj, kiuj estas reuzeblaj kofraj kadroj, kiel universalaj kadroj. Ĉar ŝimoj ne estas konstante gluitaj al la kadro, ili estas multe pli malmultekostaj ol kadro-specaj ŝimoj kaj okupas multe malpli stokan spacon.