સરફેસ માઉન્ટ એસેમ્બલી પ્રક્રિયા સચોટ, પુનરાવર્તિત સોલ્ડર પેસ્ટ ડિપોઝિશનના માર્ગ તરીકે ટેમ્પલેટનો ઉપયોગ કરે છે. ટેમ્પલેટ પિત્તળ અથવા સ્ટેનલેસ સ્ટીલની પાતળી અથવા પાતળી શીટનો સંદર્ભ આપે છે, જેના પર સરફેસ માઉન્ટ ડિવાઇસ (એસએમડી) ની સ્થિતિની પેટર્ન સાથે મેચ કરવા માટે તેના પર સર્કિટ પેટર્ન કાપવામાં આવે છે. પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) જ્યાં નમૂનાનો ઉપયોગ કરવાનો છે. ટેમ્પલેટને ચોકસાઈપૂર્વક સ્થિત અને PCB સાથે મેચ કર્યા પછી, મેટલ સ્ક્વીજી ટેમ્પલેટના છિદ્રો દ્વારા સોલ્ડર પેસ્ટને દબાણ કરે છે, ત્યાં એસએમડીને સ્થાને ઠીક કરવા માટે PCB પર થાપણો બનાવે છે. રિફ્લો ઓવનમાંથી પસાર થતી વખતે સોલ્ડર પેસ્ટ ઓગળે છે અને PCB પર SMD ઠીક કરે છે.

ટેમ્પલેટની ડિઝાઇન, ખાસ કરીને તેની રચના અને જાડાઈ, તેમજ છિદ્રોનો આકાર અને કદ, સોલ્ડર પેસ્ટ ડિપોઝિટનું કદ, આકાર અને સ્થાન નક્કી કરે છે, જે ઉચ્ચ-થ્રુપુટ એસેમ્બલી પ્રક્રિયાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, વરખની જાડાઈ અને છિદ્રોની શરૂઆતનું કદ બોર્ડ પર જમા થયેલ સ્લરીનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે. અતિશય સોલ્ડર પેસ્ટ બોલ, પુલ અને ટોમ્બસ્ટોન્સની રચના તરફ દોરી શકે છે. સોલ્ડર પેસ્ટની થોડી માત્રામાં સોલ્ડર સાંધા સુકાઈ જશે. બંને સર્કિટ બોર્ડના વિદ્યુત કાર્યને નુકસાન પહોંચાડશે.

વરખની શ્રેષ્ઠ જાડાઈ

બોર્ડ પર SMD નો પ્રકાર વરખની શ્રેષ્ઠ જાડાઈને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઘટક પેકેજીંગ જેમ કે 0603 અથવા 0.020″ પિચ SOIC માટે પ્રમાણમાં પાતળા સોલ્ડર પેસ્ટ ટેમ્પલેટની જરૂર છે, જ્યારે 1206 અથવા 0.050″ પિચ SOIC જેવા ઘટકો માટે વધુ જાડું ટેમ્પલેટ વધુ યોગ્ય છે. જો કે સોલ્ડર પેસ્ટ ડિપોઝિશન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ટેમ્પલેટની જાડાઈ 0.001″ થી 0.030″ સુધીની હોય છે, મોટાભાગના સર્કિટ બોર્ડ પર વપરાતી લાક્ષણિક ફોઈલ જાડાઈ 0.004″ થી 0.007″ સુધીની હોય છે.

ટેમ્પલેટ બનાવવાની ટેકનોલોજી

હાલમાં, ઉદ્યોગ સ્ટેન્સિલ-લેસર કટિંગ, ઈલેક્ટ્રોફોર્મિંગ, કેમિકલ ઈચિંગ અને મિક્સિંગ બનાવવા માટે પાંચ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. હાઇબ્રિડ ટેક્નોલોજી એ કેમિકલ એચિંગ અને લેસર કટીંગનું મિશ્રણ હોવા છતાં, સ્ટેપ્ડ સ્ટેન્સિલ અને હાઇબ્રિડ સ્ટેન્સિલના ઉત્પાદન માટે રાસાયણિક એચિંગ ખૂબ જ ઉપયોગી છે.

નમૂનાઓનું રાસાયણિક નકશીકામ

કેમિકલ મિલિંગ મેટલ માસ્ક અને ફ્લેક્સિબલ મેટલ માસ્ક ટેમ્પલેટને બંને બાજુથી બનાવે છે. કારણ કે આ માત્ર ઊભી દિશામાં જ નહીં પણ બાજુની દિશામાં પણ કોરોડ કરે છે, તે અંડરકટ્સનું કારણ બનશે અને ઓપનિંગને જરૂરી કદ કરતાં મોટું બનાવશે. જેમ જેમ બંને બાજુએથી કોતરણી આગળ વધે છે તેમ, સીધી દિવાલ પર ટેપરિંગ એક કલાકગ્લાસ આકારની રચનામાં પરિણમશે, જેના પરિણામે વધુ સોલ્ડર જમા થશે.

ઇચિંગ સ્ટેન્સિલ ઓપનિંગ સરળ પરિણામ આપતું ન હોવાથી, ઉદ્યોગ દિવાલોને સરળ બનાવવા માટે બે પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. તેમાંથી એક ઇલેક્ટ્રો-પોલિશિંગ અને માઇક્રો-એચિંગ પ્રક્રિયા છે, અને બીજી નિકલ પ્લેટિંગ છે.

જો કે સુંવાળી અથવા પોલીશ્ડ સપાટી પેસ્ટને મુક્ત કરવામાં મદદ કરે છે, તે પેસ્ટને સ્ક્વિજી સાથે રોલ કરવાને બદલે ટેમ્પલેટની સપાટીને છોડી દેવાનું કારણ પણ બની શકે છે. ટેમ્પલેટ ઉત્પાદક ટેમ્પલેટ સપાટીને બદલે છિદ્રની દિવાલોને પસંદગીયુક્ત રીતે પોલિશ કરીને આ સમસ્યાનું નિરાકરણ કરે છે. જો કે નિકલ પ્લેટિંગ ટેમ્પલેટની સરળતા અને પ્રિન્ટીંગ પ્રદર્શનને સુધારી શકે છે, તે ઓપનિંગ્સને ઘટાડી શકે છે, જેના માટે આર્ટવર્કને સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે.

ટેમ્પલેટ લેસર કટીંગ

લેસર કટીંગ એ એક બાદબાકી પ્રક્રિયા છે જે લેસર બીમને નિયંત્રિત કરતી CNC મશીનમાં ગેર્બર ડેટાને ઇનપુટ કરે છે. લેસર બીમ છિદ્રની સીમાની અંદરથી શરૂ થાય છે અને છિદ્ર બનાવવા માટે મેટલને સંપૂર્ણપણે દૂર કરતી વખતે તેની પરિમિતિને પાર કરે છે, એક સમયે માત્ર એક જ છિદ્ર.

કેટલાક પરિમાણો લેસર કટીંગની સરળતાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આમાં કટીંગ સ્પીડ, બીમ સ્પોટ સાઈઝ, લેસર પાવર અને બીમ ફોકસનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય રીતે, ઉદ્યોગ લગભગ 1.25 મિલના બીમ સ્પોટનો ઉપયોગ કરે છે, જે વિવિધ આકાર અને કદની આવશ્યકતાઓમાં ખૂબ જ ચોક્કસ બાકોરું કાપી શકે છે. જો કે, લેસર-કટ છિદ્રોને પણ રાસાયણિક રીતે ખોદાયેલા છિદ્રોની જેમ પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગની જરૂર પડે છે. છિદ્રની અંદરની દિવાલને સરળ બનાવવા માટે લેસર કટીંગ મોલ્ડને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક પોલિશિંગ અને નિકલ પ્લેટિંગની જરૂર છે. અનુગામી પ્રક્રિયામાં છિદ્રનું કદ ઘટાડીને, લેસર કટીંગના છિદ્રનું કદ યોગ્ય રીતે વળતર આપવું આવશ્યક છે.

સ્ટેન્સિલ પ્રિન્ટીંગનો ઉપયોગ કરવાના પાસાઓ

સ્ટેન્સિલ વડે છાપવામાં ત્રણ અલગ અલગ પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ છિદ્ર ભરવાની પ્રક્રિયા છે, જેમાં સોલ્ડર પેસ્ટ છિદ્રો ભરે છે. બીજી સોલ્ડર પેસ્ટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયા છે, જેમાં છિદ્રમાં સંચિત સોલ્ડર પેસ્ટને PCB સપાટી પર સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને ત્રીજી સોલ્ડર પેસ્ટનું સ્થાન છે. આ ત્રણ પ્રક્રિયાઓ ઇચ્છિત પરિણામ મેળવવા માટે જરૂરી છે – પીસીબી પર યોગ્ય જગ્યાએ સોલ્ડર પેસ્ટ (જેને ઈંટ પણ કહેવાય છે)ની ચોક્કસ માત્રા જમા કરવી.

ટેમ્પલેટના છિદ્રોને સોલ્ડર પેસ્ટથી ભરવા માટે સોલ્ડર પેસ્ટને છિદ્રોમાં દબાવવા માટે મેટલ સ્ક્રેપરની જરૂર પડે છે. સ્ક્વિજી સ્ટ્રીપને લગતા છિદ્રનું ઓરિએન્ટેશન ભરવાની પ્રક્રિયાને અસર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બ્લેડના સ્ટ્રોક પર લક્ષી તેની લાંબી ધરી ધરાવતું છિદ્ર બ્લેડના સ્ટ્રોકની દિશામાં તેની ટૂંકી ધરી સાથેના છિદ્ર કરતાં વધુ સારી રીતે ભરે છે. વધુમાં, કારણ કે સ્ક્વિજીની ઝડપ છિદ્રોને ભરવાને અસર કરે છે, ઓછી સ્ક્વિગી ઝડપ છિદ્રોને વધુ સારી રીતે ભરી શકે છે જેની લાંબી ધરી સ્ક્વિગીના સ્ટ્રોકની સમાંતર હોય છે.

સ્ક્વિજી સ્ટ્રીપની ધાર એ પણ અસર કરે છે કે સોલ્ડર પેસ્ટ સ્ટેન્સિલના છિદ્રોને કેવી રીતે ભરે છે. સામાન્ય પ્રથા એ છે કે સ્ટેન્સિલની સપાટી પર સોલ્ડર પેસ્ટના સ્વચ્છ વાઇપને જાળવી રાખીને લઘુત્તમ સ્ક્વિજી દબાણ લાગુ કરતી વખતે પ્રિન્ટ કરવું. સ્ક્વિજીનું દબાણ વધવાથી સ્ક્વિજી અને ટેમ્પ્લેટને નુકસાન થઈ શકે છે, અને ટેમ્પલેટની સપાટીની નીચે પેસ્ટને ગંધવાનું કારણ પણ બની શકે છે.

બીજી તરફ, નીચું સ્ક્વિજી દબાણ સોલ્ડર પેસ્ટને નાના છિદ્રોમાંથી બહાર આવવા દેતું નથી, પરિણામે PCB પેડ્સ પર સોલ્ડર અપૂરતું હોય છે. વધુમાં, મોટા છિદ્રની નજીક સ્ક્વિજીની બાજુમાં રહેલ સોલ્ડર પેસ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા નીચે ખેંચાઈ શકે છે, પરિણામે વધુ સોલ્ડર જમા થાય છે. તેથી, ન્યૂનતમ દબાણ જરૂરી છે, જે પેસ્ટને સાફ સાફ કરશે.

લાગુ પડતા દબાણની માત્રા પણ વપરાયેલી સોલ્ડર પેસ્ટના પ્રકાર પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટીન/લીડ પેસ્ટના ઉપયોગની સરખામણીમાં, લીડ-ફ્રી સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ કરતી વખતે, પીટીએફઇ/નિકલ-પ્લેટેડ સ્ક્વિજીને લગભગ 25-40% વધુ દબાણની જરૂર પડે છે.

સોલ્ડર પેસ્ટ અને સ્ટેન્સિલની કામગીરીની સમસ્યાઓ

સોલ્ડર પેસ્ટ અને સ્ટેન્સિલ સંબંધિત કેટલાક પ્રદર્શન સમસ્યાઓ છે:

સ્ટેન્સિલ ફોઇલની જાડાઈ અને છિદ્રનું કદ PCB પેડ પર જમા થયેલ સોલ્ડર પેસ્ટના સંભવિત વોલ્યુમને નિર્ધારિત કરે છે.

ટેમ્પલેટ હોલ દિવાલમાંથી સોલ્ડર પેસ્ટ છોડવાની ક્ષમતા

પીસીબી પેડ્સ પર મુદ્રિત સોલ્ડર ઇંટોની સ્થિતિની ચોકસાઈ

પ્રિન્ટિંગ ચક્ર દરમિયાન, જ્યારે સ્ક્વિજી સ્ટ્રીપ સ્ટેન્સિલમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે સોલ્ડર પેસ્ટ સ્ટેન્સિલના છિદ્રને ભરે છે. બોર્ડ/ટેમ્પલેટ વિભાજન ચક્ર દરમિયાન, સોલ્ડર પેસ્ટને બોર્ડ પરના પેડ્સ પર છોડવામાં આવશે. આદર્શરીતે, પ્રિન્ટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન છિદ્રને ભરતી તમામ સોલ્ડર પેસ્ટને છિદ્રની દિવાલમાંથી મુક્ત કરવી જોઈએ અને સંપૂર્ણ સોલ્ડર ઈંટ બનાવવા માટે બોર્ડ પરના પેડમાં સ્થાનાંતરિત કરવી જોઈએ. જો કે, ટ્રાન્સફરની રકમ ઓપનિંગના પાસા રેશિયો અને વિસ્તારના ગુણોત્તર પર આધારિત છે.

ઉદાહરણ તરીકે, પેડનો વિસ્તાર આંતરિક છિદ્રની દિવાલના વિસ્તારના બે તૃતીયાંશ કરતા વધારે હોય તેવા કિસ્સામાં, પેસ્ટ 80% કરતા વધુ સારી રીતે પ્રકાશન પ્રાપ્ત કરી શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે ટેમ્પલેટની જાડાઈ ઘટાડવાથી અથવા છિદ્રનું કદ વધારવું એ સમાન ક્ષેત્રના ગુણોત્તર હેઠળ સોલ્ડર પેસ્ટને વધુ સારી રીતે મુક્ત કરી શકે છે.

સોલ્ડર પેસ્ટની ટેમ્પલેટ હોલ વોલમાંથી છોડવાની ક્ષમતા પણ છિદ્રની દિવાલની પૂર્ણાહુતિ પર આધારિત છે. ઇલેક્ટ્રોપોલિશિંગ અને/અથવા ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ દ્વારા લેસર કટીંગ છિદ્રો સ્લરી ટ્રાન્સફરની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે. જો કે, ટેમ્પલેટથી પીસીબીમાં સોલ્ડર પેસ્ટનું ટ્રાન્સફર પણ ટેમ્પલેટ હોલ દિવાલ પર સોલ્ડર પેસ્ટના સંલગ્નતા અને પીસીબી પેડ પર સોલ્ડર પેસ્ટના સંલગ્નતા પર આધારિત છે. સારી ટ્રાન્સફર ઈફેક્ટ મેળવવા માટે, બાદમાં મોટી હોવી જોઈએ, જેનો અર્થ છે કે છાપવાની ક્ષમતા ટેમ્પલેટ દિવાલના વિસ્તારના ઓપનિંગ એરિયાના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે, જ્યારે દિવાલના ડ્રાફ્ટ એંગલ અને તેની ખરબચડી જેવી નાની અસરોને અવગણીને. .

PCB પેડ પર મુદ્રિત સોલ્ડર ઇંટોની સ્થિતિ અને પરિમાણીય ચોકસાઈ ટ્રાન્સમિટેડ CAD ડેટાની ગુણવત્તા, ટેમ્પલેટ બનાવવા માટે વપરાતી ટેક્નોલોજી અને પદ્ધતિ અને ઉપયોગ દરમિયાન ટેમ્પ્લેટના તાપમાન પર આધાર રાખે છે. વધુમાં, સ્થિતિની ચોકસાઈ ઉપયોગમાં લેવાતી ગોઠવણી પદ્ધતિ પર પણ આધાર રાખે છે.

ફ્રેમ્ડ ટેમ્પલેટ અથવા ગુંદરવાળો નમૂનો

ફ્રેમ કરેલ ટેમ્પલેટ હાલમાં સૌથી શક્તિશાળી લેસર કટીંગ ટેમ્પલેટ છે, જે ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં માસ સ્ક્રીન પ્રિન્ટીંગ માટે રચાયેલ છે. તેઓ કાયમી ધોરણે ફોર્મવર્ક ફ્રેમમાં સ્થાપિત થાય છે, અને જાળીદાર ફ્રેમ ફોર્મવર્કમાં ફોર્મવર્ક ફોઇલને ચુસ્તપણે સજ્જડ કરે છે. માઈક્રો BGA અને 16 મિલ અને તેનાથી નીચેની પિચવાળા ઘટકો માટે, સરળ છિદ્રવાળી દિવાલ સાથે ફ્રેમવાળા નમૂનાનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. જ્યારે નિયંત્રિત તાપમાનની સ્થિતિમાં ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે ફ્રેમવાળા મોલ્ડ શ્રેષ્ઠ સ્થિતિ અને પરિમાણીય ચોકસાઈ પ્રદાન કરે છે.

ટૂંકા ગાળાના ઉત્પાદન અથવા પ્રોટોટાઇપ PCB એસેમ્બલી માટે, ફ્રેમલેસ ટેમ્પ્લેટ્સ શ્રેષ્ઠ સોલ્ડર પેસ્ટ વોલ્યુમ નિયંત્રણ પ્રદાન કરી શકે છે. તેઓ ફોર્મવર્ક ટેન્શનિંગ સિસ્ટમ્સ સાથે ઉપયોગ કરવા માટે રચાયેલ છે, જે ફરીથી વાપરી શકાય તેવી ફોર્મવર્ક ફ્રેમ્સ છે, જેમ કે સાર્વત્રિક ફ્રેમ્સ. મોલ્ડ કાયમી ધોરણે ફ્રેમમાં ચોંટેલા ન હોવાથી, તે ફ્રેમ-પ્રકારના મોલ્ડ કરતા ઘણા સસ્તા હોય છે અને ઘણી ઓછી સ્ટોરેજ સ્પેસ લે છે.