L'assemblaggio del PCB non è un processo semplice, soprattutto in fase di stampa, eventuali piccoli errori causeranno danni ai PCB o addirittura causeranno guasti. Mentre gli errori sono solitamente causati dal montaggio del giunto di saldatura Piastre PCB, lo stencil PCB può ridurre la possibilità di errori durante l'assemblaggio dei componenti. A causa dell'uso di stencil PCB, tutti i giunti di saldatura possono essere montati sulla scheda contemporaneamente, che non solo fa risparmiare molto tempo, ma elimina anche gli errori nei giunti di saldatura. Quindi è davvero importante avere una buona comprensione degli stencil PCB. In questa guida, spiegheremo quasi tutto ciò che devi sapere al riguardo, inclusi i tipi di stencil, Considerazioni sulla progettazione degli stencil PCB, e anche il processo di creazione degli stencil.
Cos'è uno stencil PCB?
Uno stencil PCB, noto anche come rete d'acciaio, ha la funzione primaria di assistere nella deposizione della pasta saldante. Trasferisce una quantità esatta di pasta saldante in una posizione precisa sul circuito stampato nudo. Lo stencil è costituito da una cornice per stencil, rete metallica, e lamiera d'acciaio. Nello stencil sono presenti numerose aperture che corrispondono alle posizioni che richiedono la stampa sul PCB. I depositi di pasta saldante si trovano sulla scheda in base alla formazione dei fori dello stampino quando lo stampino viene rimosso. Lo stencil PCB ci aiuta a depositare la pasta saldante nelle posizioni designate su una scheda PCB nuda in modo che il collegamento elettrico del giunto di saldatura tra la piazzola e il componente possa essere eseguito perfettamente.
Di cosa è fatto uno stencil PCB ?
- Telaio
I telai degli schermi si dividono principalmente in mobili e fissi. I telai mobili fissano direttamente la piastra in acciaio al telaio, consentendo l'uso ripetuto della cornice del modello. I telai fissi fanno aderire la rete metallica al telaio mediante adesivo. Un telaio robusto è ottenuto grazie alla costante tensione dell'acciaio, tipicamente tra 35 e 48 N/cm2.
- Foglio
Materiali come il rame, acciaio inossidabile, lega di nichel, e poliestere può essere utilizzato. Gli stencil in genere utilizzano premium 301/304 lamiere di acciaio inossidabile di prima scelta con eccezionali caratteristiche meccaniche, prolungando sostanzialmente la vita utile degli stampini.
- Maglia
La rete fissa le piastre e i telai in acciaio. Vengono utilizzate reti in acciaio inossidabile o poliestere polimerico. In giro 100 Il filo in acciaio inossidabile a rete fornisce una tensione sufficientemente stabile ma può deformarsi e perdere tensione nel tempo. La rete in poliestere è più resistente con una maggiore durata.
- Adesivo
L'adesivo lega il telaio in rete e la lamiera d'acciaio. Svolge un ruolo fondamentale nel modello, mantenendo una forte adesione e resistendo a pulizie pesanti con vari detergenti per lastre.
Tipi di stencil per circuiti stampati
-
Lo stencil PCB incorniciato
È uno stencil per pasta saldante tagliato al laser che è montato in modo permanente sul telaio dello stencil, usando un bordo a rete per allungare strettamente la pellicola dello stencil all'interno di una cornice. Lo stencil PCB incorniciato è adatto per la serigrafia ad alto volume, a cui si può applicare 16 Mil passo o inferiore. Lo stencil con cornice è caratterizzato da pareti lisce con apertura, buone prestazioni di stampa, e pulite aperture tagliate al laser in grado di resistere anche all'usura estrema.
-
Stencil senza cornice
Stencil PCB senza cornice, noto anche come lamine, sono stampini tagliati al laser che non necessitano di essere incollati in modo permanente nel telaio, utilizzato con telai per stencil riutilizzabili chiamati sistemi di tensionamento dello stencil. Gli stencil SMT senza cornice offrono qualità avanzata e prestazioni superiori a un costo inferiore rispetto agli stencil con cornice. È adatto per prototipo di assemblaggio di circuiti stampati o cicli di produzione a basso volume, che aiuta anche a ridurre i requisiti di spazio di archiviazione.
-
Stencil prototipo per PCB
Gli stencil prototipo sono personalizzati da CAD o File Gerber, quando si realizza un prototipo di modello PCB, il modello deve corrispondere al design Prototipo PCB. Riduce la possibilità di errori durante la saldatura manuale di PCB prototipo ed evita noiosi processi manuali. Quindi, l'utilizzo di tali stampini può migliorare la qualità delle schede e abbreviare notevolmente il ciclo di assemblaggio dei prototipi di circuiti stampati.
-
Stencil elettroformato
Lo stencil elettroformato è uno stencil a base di nichel che è montato permanentemente sul telaio dello stencil tramite un bordo a rete. Lo stencil elettroformato fornisce le migliori proprietà di rilascio della pasta saldante disponibili, quindi è ideale per applicazioni SMT a passo fine da 12 milioni a 20 mil, così come flip chip, urto dei wafer, e µBGA. Gli stampini elettroformati hanno un coefficiente di attrito inferiore rispetto ad altri stampini poiché sono realizzati in nichel, Inoltre, forniscono una maggiore durata di conservazione dello stencil.
I vantaggi dello stencil PCB
Man mano che i circuiti stampati diventano sempre più complessi, il tradizionale processo di assemblaggio PCB che richiede il posizionamento manuale dei componenti elettronici prima della saldatura non può soddisfare i requisiti di posizionamento e saldatura di un gran numero di piccoli componenti su circuiti stampati più piccoli. Dobbiamo utilizzare gli stampini del circuito stampato per il posizionamento dei componenti azionati dalla macchina e l'applicazione della pasta saldante, che porta molti vantaggi come elencato di seguito:
Primo, Gli stencil PCB ci aiutano a migliorare la precisione quando si posizionano i componenti sulla scheda, garantire la precisione del passo fine durante la stampa e di conseguenza ridurre la possibilità di errori.
Secondo, utilizzando gli stencil SMT, i produttori possono risparmiare più costi e ridurre i tempi di consegna, perché gli stencil per circuiti stampati richiedono meno manodopera e tempo per finire Processo di assemblaggio del PCB.
Terzo, lo stencil facilita l'applicazione uniforme della saldatura su tutti i pad del dispositivo a montaggio superficiale e garantisce un'elevata precisione di posizionamento dei pad.
Come realizzare uno stencil per PCB?
In questa parte, spiegheremo passo dopo passo il processo per creare uno stencil PCB, ci sono 9 passaggi coinvolti:
Passo 1: Materiale e preparazione per stencil PCB
materiale
– Macchina per cricut
– Software Sure-Cuts-A-Lot
– Software visualizzatore Gerber
– Lucidi per lavagne luminose che puoi acquistare in qualsiasi negozio di forniture per ufficio
– Un Windows XP / Vista computer
Preparazione
Il tuo Cricut deve avere una versione firmware specifica. È possibile aggiornare / eseguire il downgrade del firmware scaricando Cricut Design Studio e seguendo le istruzioni in Guida per aggiornare il firmware. Vedi le FAQ di Sure-Cuts-A-Lot per maggiori informazioni.
Passo 2: Preparare il layout del PCB e determinare le dimensioni
Possono essere necessari alcuni tentativi ed errori per creare stencil PCB decenti in pasta saldante non molto precisi. Taglia i bordi arrotondati e ignora le forme più piccole di circa 18 mil (0.46mm) di 50 milioni (1.27mm). Detto ciò, dovresti assicurarti che tutti i pad dei componenti siano grandi di questi. Per assicurarsi che un pad abbia ancora un'area di pasta per saldatura sufficiente, rendere il pad di più. Il programma di layout PCB KiCAD EDA Suite ha la capacità di cambiare tutto un footprint pad alla volta. La saldatura ha questa straordinaria proprietà che si collega alle parti metalliche quando viene rilevato il riflusso. Finché il PCB ha resistenze di saldatura precise, pezzi di metallo saldato si troveranno a collegare. Quindi non essere troppo preoccupato per i pad (fondamentalmente dire +/- 20%).
Per le successive sono necessarie le dimensioni esatte del modello di PCB. Utilizzare lo strumento di distanza del software di layout PCB per determinare la distanza tra i pad dei componenti più esterni. Non le dimensioni del PCB, ma la distanza tra i bordi del pad più esterni. Nell'esempio seguente, il PCB ha una larghezza di 2.3, "ma la distanza da bordo a bordo pad è 2,142".
Puoi misurare le distanze selezionando i disegni dal menu a discesa del livello e facendo clic sul pulsante Dimensioni nel menu degli strumenti a destra. È il quarto pulsante dal basso.
Passo 3: Creazione di file Gerber
Disegna il layout del tuo PCB usando lo stencil per pasta saldante Gerber.
Quando si utilizza KiCAD, scegli Disegna dal menu File. Nella finestra della trama, selezionare SoldP_Cmp per il livello componente Incolla saldatura e fare clic sul pulsante Stampa.
Passo 4: Apri il file Gerber per la conversione
Apri il file in Gerber Gerber Viewer. Seleziona Apri livello (S) dal menu File.
Passo 5: Esporta Gerber in file SVG
Quindi esportare il file in formato SVG. Seleziona Esporta, poi SVG... dal menu File.
Passo 6: Creazione di stencil con Cricut
Importa il file SVG in Sure-Cuts-A-Lot scegliendo Import SVG … dal menu File.
Passo 7: Ridimensiona il design
Fai clic su Mantieni proporzioni nella finestra Proprietà e imposta la larghezza dello stencil sul valore precedentemente annotato.
Passo 8: preparare trasparenza e macchina
Prendi un foglio di pellicola trasparente e taglialo alla dimensione del tappetino da taglio Cricut. Inserire la trasparenza del taglio nel tappetino da taglio. Posiziona il tappetino da taglio nella macchina e premi il pulsante Inserisci carta. Posiziona la rondella di spinta della Cricut verso l'alto, la rotella della velocità girerà su Alta o Media, e la profondità della lama di taglio a 5 o 6. Istruzioni dettagliate sono disponibili nel manuale di Cricut. Troverai alcuni tentativi ed errori necessari. La velocità e la pressione possono modificare la precisione dei tagli, e una maggiore profondità della lama di taglio accelera la velocità con cui è necessario sostituire il tappetino di taglio.
Passo 9: Taglia il tuo stampino PCB
Vai a tagliare il design. Scegli Cut Design dal menu Cutter.
Considerazioni sulla progettazione degli stencil PCB
- Spessore degli stampini
Nel design dello stencil PCB, lo spessore degli stampini è un fattore chiave che determina la quantità di pasta saldante da depositare sulla scheda, un'ulteriore deposizione di saldatura causerebbe ponti di saldatura, mentre una minore deposizione di saldatura rende deboli i giunti di saldatura. Normalmente, lo spessore degli stampini è da 4 tu a 8 tu.
- Dimensione di apertura
La dimensione delle aperture dello stencil deve essere progettata più piccola della dimensione del pad PCB in modo da evitare problemi come ponti e cordoni di saldatura, oppure la pasta saldante potrebbe attaccarsi alle pareti dell'apertura quando gli stampini vengono rimossi. Perciò, l'area interna della parete dell'apertura dovrebbe essere progettata per essere due terzi più piccola dell'area del pad PCB per evitare tali problemi.
- Materiale per stampini
Il materiale utilizzato per realizzare gli stencil è un altro fattore da considerare durante la progettazione degli stencil PCB, che influisce sulla capacità di rilasciare la pasta saldante dall'apertura al pad PCB. Il materiale più utilizzato è l'acciaio inossidabile, mentre per alcuni progetti di PCB con dispositivi a passo fine, dobbiamo usare altri materiali come il nichel che è 50% più costoso dell'acciaio inossidabile.
- Allineamento stencil
Un buon allineamento dello stencil è fondamentale per ottenere una stampa accurata della pasta saldante, mentre per ottenere l'effetto di stampa perfetto, dobbiamo aggiungere i segni fiduciali sia al PCB che allo stencil. Questi fiducial assicurano che l'allineamento dello stencil e del circuito stampato sia corretto.
In definitiva, la produzione di stencil PCB richiede competenze e competenze avanzate. Se ti manca la competenza, Si consiglia di collaborare con un produttore affidabile di stencil PCB. La tecnologia MOKO è specializzata in Servizi PCBA, fornendo la fabbricazione di PCB, Creazione di stampini SMT, Assemblaggio PCB, analisi, e servizi di spedizione. Abbiamo una vasta esperienza nella produzione a contratto di PCBA. Rivolgiti a un rispettabile produttore di stencil PCB come MOKO per avviare il tuo progetto PCB!
