Procesi i montimit të montimit në sipërfaqe përdor shabllonet si një rrugë për depozitimin e saktë dhe të përsëritshëm të pastës së saldimit. Një shabllon i referohet një fletë të hollë ose të hollë prej bronzi ose çeliku inoks me një model qarku të prerë mbi të që të përputhet me modelin e pozicionit të pajisjes së montimit në sipërfaqe (SMD) në shtypura qark bordit (PCB) ku do të përdoret shablloni. Pasi shablloni pozicionohet me saktësi dhe përputhet me PCB-në, kruateri metalik e detyron pastën e saldimit nëpër vrimat e shabllonit, duke formuar kështu depozitime në PCB për të rregulluar SMD-në në vend. Depozitat e pastës së saldimit shkrihen kur kalojnë nëpër furrën e ripërtëritjes dhe fiksojnë SMD në PCB.

Dizajni i shabllonit, veçanërisht përbërja dhe trashësia e tij, si dhe forma dhe madhësia e vrimave, përcakton madhësinë, formën dhe vendndodhjen e depozitave të pastës së saldimit, gjë që është thelbësore për të siguruar një proces montimi me performancë të lartë. Për shembull, trashësia e fletës dhe madhësia e hapjes së vrimave përcaktojnë vëllimin e llumit të depozituar në tabelë. Pasta e tepërt e saldimit mund të çojë në formimin e topave, urave dhe gurëve të varreve. Një sasi e vogël paste saldimi do të bëjë që nyjet e saldimit të thahen. Të dyja do të dëmtojnë funksionin elektrik të tabelës së qarkut.

Trashësia optimale e fletës

Lloji i SMD në tabelë përcakton trashësinë optimale të fletës. Për shembull, paketimi i komponentëve të tillë si SOIC 0603 ose 0.020 inç kërkon një shabllon ngjitjeje relativisht të hollë, ndërsa një shabllon më i trashë është më i përshtatshëm për komponentë të tillë si SOIC 1206 ose 0.050 inç. Megjithëse trashësia e shabllonit të përdorur për depozitimin e pastës së saldimit varion nga 0.001″ në 0.030″, trashësia tipike e fletës së përdorur në shumicën e pllakave të qarkut varion nga 0.004″ në 0.007″.

Teknologjia e krijimit të shablloneve

Aktualisht, industria përdor pesë teknologji për të bërë stencil-prerje lazer, elektroformim, gravurë kimike dhe përzierje. Megjithëse teknologjia hibride është një kombinim i gravurës kimike dhe prerjes me lazer, gravurja kimike është shumë e dobishme për prodhimin e shablloneve me shkallë dhe shablloneve hibride.

Gdhendja kimike e shablloneve

Mulliri kimik gërvisht maskën metalike dhe shabllonin fleksibël të maskës metalike nga të dyja anët. Duke qenë se kjo gërryen jo vetëm në drejtimin vertikal, por edhe në atë anësor, do të shkaktojë prerje dhe do ta bëjë hapjen më të madhe se madhësia e kërkuar. Ndërsa gravurja përparon nga të dyja anët, ngushtimi në murin e drejtë do të rezultojë në formimin e një forme orë rëre, e cila do të rezultojë në depozitime të tepërta të saldimit.

Meqenëse hapja e shabllonit të gravurës nuk jep rezultate të qetë, industria përdor dy metoda për të lëmuar muret. Njëri prej tyre është procesi i elektro-lustrimit dhe mikro-gërvishtjes, dhe tjetri është nikelimi.

Megjithëse një sipërfaqe e lëmuar ose e lëmuar ndihmon në lëshimin e pastës, ajo gjithashtu mund të shkaktojë që pasta të kapërcejë sipërfaqen e shabllonit në vend që të rrotullohet me kruajtëse. Prodhuesi i shabllonit e zgjidh këtë problem duke lustruar në mënyrë selektive muret e vrimave në vend të sipërfaqes së shabllonit. Megjithëse veshja me nikel mund të përmirësojë butësinë dhe performancën e printimit të shabllonit, mund të zvogëlojë hapjet, gjë që kërkon rregullimin e veprës së artit.

Modeli i prerjes me lazer

Prerja me lazer është një proces zbritës që fut të dhënat Gerber në një makinë CNC që kontrollon rrezen lazer. Rrezja e lazerit fillon brenda kufirit të vrimës dhe përshkon perimetrin e saj duke hequr plotësisht metalin për të formuar vrimën, vetëm një vrimë në të njëjtën kohë.

Disa parametra përcaktojnë butësinë e prerjes me lazer. Kjo përfshin shpejtësinë e prerjes, madhësinë e pikës së rrezes, fuqinë lazer dhe fokusin e rrezes. Në përgjithësi, industria përdor një pikë rreze prej rreth 1.25 mils, e cila mund të presë hapje shumë të sakta në një sërë formash dhe kërkesash përmasash. Sidoqoftë, vrimat e prera me lazer gjithashtu kërkojnë përpunim pas, ashtu si vrimat e gdhendura kimikisht. Format e prerjes me lazer kanë nevojë për lustrim elektrolitik dhe veshje me nikel për ta bërë murin e brendshëm të vrimës të lëmuar. Meqenëse madhësia e aperturës zvogëlohet në procesin e mëpasshëm, madhësia e hapjes së prerjes me lazer duhet të kompensohet siç duhet.

Aspektet e përdorimit të printimit me stencil

Printimi me shabllone përfshin tre procese të ndryshme. E para është procesi i mbushjes së vrimave, në të cilin pasta e saldimit mbush vrimat. E dyta është procesi i transferimit të pastës së saldimit, në të cilin pasta e saldimit e grumbulluar në vrimë transferohet në sipërfaqen e PCB-së dhe e treta është vendndodhja e pastës së saldimit të depozituar. Këto tre procese janë thelbësore për të marrë rezultatin e dëshiruar – depozitimi i një vëllimi të saktë të pastës së saldimit (i quajtur edhe tullë) në vendin e duhur në PCB.

Mbushja e vrimave të shabllonit me pastë saldimi kërkon një kruese metalike për të shtypur pastën e saldimit në vrima. Orientimi i vrimës në lidhje me shiritin e krueses ndikon në procesin e mbushjes. Për shembull, një vrimë me boshtin e saj të gjatë të orientuar në goditjen e tehut mbushet më mirë se një vrimë me boshtin e saj të shkurtër të orientuar në drejtimin e goditjes së tehut. Përveç kësaj, duke qenë se shpejtësia e krueses ndikon në mbushjen e vrimave, një shpejtësi më e ulët e krueses mund t’i bëjë vrimat, boshti i gjatë i të cilave është paralel me goditjen e krueses, të mbushin më mirë vrimat.

Skaji i shiritit kruajtës gjithashtu ndikon në mënyrën se si pasta e saldimit mbush vrimat e shabllonit. Praktika e zakonshme është të printoni duke ushtruar presionin minimal të rrëshqitjes duke mbajtur një fshirje të pastër të pastës së saldimit në sipërfaqen e shabllonit. Rritja e presionit të shabllonit mund të dëmtojë shabllonin dhe shabllonin, si dhe të bëjë që pasta të lyhet nën sipërfaqen e shabllonit.

Nga ana tjetër, presioni më i ulët i krueses mund të mos lejojë që pasta e saldimit të lëshohet përmes vrimave të vogla, duke rezultuar në saldim të pamjaftueshëm në pllakat e PCB-së. Përveç kësaj, pasta e saldimit e mbetur në anën e kruajtësit pranë vrimës së madhe mund të tërhiqet poshtë nga graviteti, duke rezultuar në depozitim të tepërt të saldimit. Prandaj, kërkohet presion minimal, i cili do të arrijë një fshirje të pastër të pastës.

Sasia e presionit të aplikuar varet gjithashtu nga lloji i pastës së saldimit të përdorur. Për shembull, në krahasim me përdorimin e pastës së kallajit/plumbit, kur përdorni pastën e saldimit pa plumb, ftohësi i veshur me nikel kërkon rreth 25-40% më shumë presion.

Çështjet e performancës së pastës së saldimit dhe shablloneve

Disa çështje të performancës që lidhen me pastën e saldimit dhe shabllonet janë:

Trashësia dhe madhësia e hapjes së fletës së shabllonit përcaktojnë vëllimin e mundshëm të pastës së saldimit të depozituar në bllokun PCB

Aftësia për të lëshuar pastën e saldimit nga muri i vrimës së shabllonit

Saktësia e pozicionit të tullave të saldimit të printuara në pllaka PCB

Gjatë ciklit të printimit, kur shiriti kruajtës kalon nëpër shabllon, pasta e saldimit mbush vrimën e shabllonit. Gjatë ciklit të ndarjes së tabelës/shabllonit, pasta e saldimit do të lëshohet në jastëkët në tabelë. Idealisht, e gjithë pasta e saldimit që mbush vrimën gjatë procesit të printimit duhet të lirohet nga muri i vrimës dhe të transferohet në jastëk në tabelë për të formuar një tullë të plotë saldimi. Megjithatë, shuma e transferimit varet nga raporti i pamjes dhe raporti i sipërfaqes së hapjes.

Për shembull, në rastin kur sipërfaqja e jastëkut është më e madhe se dy të tretat e sipërfaqes së murit të poreve të brendshme, pasta mund të arrijë një lëshim më të mirë se 80%. Kjo do të thotë se zvogëlimi i trashësisë së shabllonit ose rritja e madhësisë së vrimës mund të lirojë më mirë pastën e saldimit nën të njëjtin raport sipërfaqe.

Aftësia e pastës së saldimit për t’u çliruar nga muri i vrimës së shabllonit varet gjithashtu nga përfundimi i murit të vrimës. Vrimat e prerjes me lazer duke elektrikuar dhe/ose elektrik mund të përmirësojnë efikasitetin e transferimit të llumit. Sidoqoftë, transferimi i pastës së saldimit nga shablloni në PCB varet gjithashtu nga ngjitja e pastës së saldimit në murin e vrimës së shabllonit dhe ngjitja e pastës së saldimit në tavolinën e PCB-së. Për të marrë një efekt të mirë transferimi, ky i fundit duhet të jetë më i madh, që do të thotë se printueshmëria varet nga raporti i zonës së murit të shabllonit me zonën e hapjes, duke injoruar efektet e vogla si këndi i tërheqjes së murit dhe vrazhdësia e tij. .

Pozicioni dhe saktësia dimensionale e tullave të saldimit të printuara në pllakat PCB varen nga cilësia e të dhënave të transmetuara CAD, teknologjia dhe metoda e përdorur për të bërë shabllonin dhe temperatura e shabllonit gjatë përdorimit. Përveç kësaj, saktësia e pozicionit varet gjithashtu nga metoda e shtrirjes së përdorur.

Shablloni me kornizë ose shabllon i ngjitur

Modeli i kornizës është aktualisht shablloni më i fuqishëm i prerjes me lazer, i projektuar për printim masiv të ekranit në procesin e prodhimit. Ato janë instaluar përgjithmonë në kornizën e kallepit dhe korniza e rrjetës shtrëngon fort fletën e kallëpeve në kallëp. Për mikro BGA dhe komponentë me hapje 16 mil e më poshtë, rekomandohet të përdorni një shabllon me kornizë me një mur vrimash të lëmuar. Kur përdoren në kushte të kontrolluara të temperaturës, kallëpet me kornizë ofrojnë pozicionin më të mirë dhe saktësinë dimensionale.

Për prodhim afatshkurtër ose montim prototip PCB, shabllonet pa kornizë mund të ofrojnë kontrollin më të mirë të volumit të pastës së saldimit. Ato janë krijuar për t’u përdorur me sistemet e tendosjes së kallëpeve, të cilat janë korniza të ripërdorshme, siç janë kornizat universale. Meqenëse kallëpet nuk janë ngjitur përgjithmonë në kornizë, ato janë shumë më të lira se kallëpet e tipit kornizë dhe zënë shumë më pak hapësirë ​​ruajtëse.