PCB-assemblage is geen eenvoudig proces, vooral in de drukfase, eventuele kleine fouten veroorzaken schade aan PCB's of veroorzaken zelfs een storing. Terwijl fouten meestal worden veroorzaakt door het monteren van een soldeerverbinding PCB-pads, het PCB-stencil kan de kans op fouten tijdens het assembleren van componenten verkleinen. Vanwege het gebruik van PCB-stencils, alle soldeerverbindingen kunnen in één keer op het bord worden gemonteerd, wat niet alleen veel tijd bespaart, maar ook fouten in soldeerverbindingen elimineert. Het is dus erg belangrijk om een goed begrip te krijgen van PCB-stencils. In deze gids, we zullen bijna alles uitleggen wat u erover moet weten, inclusief soorten stencils, Overwegingen bij het ontwerpen van PCB-stencils, en ook het proces van het maken van stencils.
Wat is een PCB-stencil?
Een PCB-stencil, ook wel stalen gaas genoemd, heeft een primaire functie om te helpen bij de afzetting van soldeerpasta. Het brengt een exacte hoeveelheid soldeerpasta over naar een precieze locatie op de kale printplaat. Het stencil bestaat uit een stencilframe, draadgaas, en staalplaat. Er zijn talloze openingen in het sjabloon die overeenkomen met de posities die op de printplaat moeten worden afgedrukt. De soldeerpasta-afzettingen bevinden zich op het bord volgens de vorming van de sjabloongaten wanneer het sjabloon wordt verwijderd. Het PCB-sjabloon helpt ons om soldeerpasta op aangewezen posities op een kale printplaat aan te brengen, zodat de elektrische verbinding van de soldeerverbinding tussen de pad en het component perfect kan worden uitgevoerd.
Waar is een PCB-stencil van gemaakt? ?
- Kader
Schermframes worden voornamelijk onderverdeeld in verplaatsbare en vaste frames. Beweegbare frames bevestigen de staalplaat rechtstreeks aan het frame, waardoor herhaaldelijk gebruik van het sjabloonframe mogelijk is. Vaste frames bevestigen het draadgaas met lijm aan het frame. Een stevig frame wordt bereikt door een consistente staalspanning, typisch tussen 35 en 48 N/cm2.
- Laken
Materialen zoals koper, roestvrij staal, nikkel legering, en polyester kunnen worden gebruikt. Sjablonen maken doorgaans gebruik van premium 301/304 roestvrijstalen platen met uitstekende mechanische eigenschappen, waardoor de levensduur van de stencils aanzienlijk wordt verlengd.
- Gaas
Het gaas fixeert de stalen platen en frames. Er worden roestvrijstalen of polymeerpolyestermazen gebruikt. In de omgeving van 100 roestvrijstalen gaasdraad zorgt voor voldoende stabiele spanning, maar kan na verloop van tijd vervormen en spanning verliezen. Polyestergaas is duurzamer en heeft een langere levensduur.
- Zelfklevend
De lijm bindt het gaasframe en de staalplaat. Het speelt een cruciale rol in de sjabloon, behoud van sterke hechting en bestand tegen zware reiniging met diverse plaatreinigers.
Soorten printplaatstencils
-
De ingelijste PCB-stencil
Het is een lasergesneden soldeerpasta-stencil die permanent op het stencilframe is gemonteerd, een gaasrand gebruiken om de stencilfolie strak in een frame te spannen. Het ingelijste PCB-stencil is geschikt voor zeefdruk in grote volumes, die kan worden toegepast op 16 Mil pitch of lager. Het ingelijste stencil is voorzien van gladde wanden met openingen, goede afdrukprestaties, en schone lasergesneden openingen die ook bestand zijn tegen extreme slijtage.
-
Frameloze stencil
Frameloze PCB-stencils, ook bekend als folies, zijn lasergesneden stencils die niet permanent in het frame hoeven te worden gelijmd, gebruikt met herbruikbare stencilframes die stencilspansystemen worden genoemd. Frameloze SMT-stencils bieden geavanceerde kwaliteit en superieure prestaties tegen lagere kosten dan ingelijste stencils. Het is geschikt voor prototype van printplaatassemblage of productieruns met een laag volume, wat ook helpt om de benodigde opslagruimte te verminderen.
-
Prototype PCB-stencil
Prototype-stencils worden aangepast vanuit CAD of Gerber-bestanden, bij het maken van een prototype PCB-sjabloon, de sjabloon moet overeenkomen met het ontworpen PCB-prototype. Het vermindert de kans op fouten bij het handmatig solderen van prototype-PCB's en vermijdt vervelende handmatige processen. Vandaar, het gebruik van dergelijke stencils kan de kwaliteit van borden verbeteren en de assemblagecyclus van prototypen van printplaten aanzienlijk verkorten.
-
Elektrogevormde stencil
De geëlektroformeerde stencil is een op nikkel gebaseerde stencil die permanent op het stencilframe is gemonteerd via een gaasrand. Het geëlektroformeerde stencil biedt de beste lossingseigenschappen voor soldeerpasta die beschikbaar zijn, dus het is ideaal voor SMT-toepassingen met een fijne toonhoogte van: 12 mils naar 20 mils, net zoals flip-chip, wafel stoten, en µBGA. Elektrogevormde stencils hebben een lagere wrijvingscoëfficiënt in vergelijking met andere stencils omdat ze van nikkel zijn gemaakt, in aanvulling op, ze zorgen voor een langere houdbaarheid van stencils.
De voordelen van PCB-stencil
Naarmate de printplaten steeds complexer worden, het traditionele PCB-assemblageproces waarbij elektronische componenten vóór het solderen handmatig moeten worden geplaatst, kan niet voldoen aan de vereisten voor het plaatsen en solderen van een groot aantal kleine componenten op kleinere printplaten. We moeten stencils voor printplaten gebruiken voor het machinaal plaatsen van componenten en het aanbrengen van soldeerpasta, wat veel voordelen met zich meebrengt, zoals hieronder vermeld::
Eerste, PCB-stencils helpen ons om de nauwkeurigheid te verbeteren bij het plaatsen van de componenten op het bord, garanderen de fijne toonprecisie bij het afdrukken en verminderen zo de kans op fouten.
Tweede, door SMT-stencils te gebruiken, fabrikanten kunnen meer kosten besparen en de doorlooptijd verkorten, omdat stencils voor printplaten minder arbeid en tijd vergen om de printplaat af te werken PCB-assemblageproces.
Derde, het stencil vergemakkelijkt een uniforme soldeertoepassing op alle pads voor oppervlaktemontage en zorgt voor een hoge nauwkeurigheid bij het plaatsen van de pads.
Hoe maak je een PCB-stencil?
In dit deel, we zullen het proces om een PCB-stencil te maken stap voor stap uitleggen, er zijn 9 stappen betrokken:
Stap 1: Materiaal en voorbereiding voor PCB-sjabloon
Materialen
– Cricut-machine
– Sure-Cuts-A-Lot-software
– Gerber-viewersoftware
– Transparanten voor overheadprojectors die u bij elke kantoorboekhandel kunt kopen
– Een Windows XP / Computerweergave
Voorbereiding
Uw Cricut moet een specifieke firmwareversie hebben. U kunt de firmware bijwerken / downgraden door Cricut Design Studio te downloaden en de instructies onder Help te volgen om de firmware bij te werken. Zie de Sure-Cuts-A-Lot FAQ voor meer informatie.
Stap 2: Bereid de printplaat-lay-out voor en bepaal de afmetingen
Het kan wat vallen en opstaan kosten om fatsoenlijke soldeerpasta te maken. PCB-stencils zijn niet erg nauwkeurig. Het snijdt afgeronde randen en negeert vormen kleiner dan ongeveer 18mils (0.46mm) met 50mils (1.27mm). Dat gezegd hebbende, u moet ervoor zorgen dat al uw componentpads groot zijn. Om ervoor te zorgen dat een pad nog steeds voldoende soldeerpasta heeft, maak de pad meer. Het KiCAD EDA Suite PCB-layoutprogramma heeft de mogelijkheid om alle footprint-pads tegelijk te veranderen. Soldeer heeft deze geweldige eigenschap die verbinding maakt met metalen onderdelen wanneer terugvloeiingen worden gevonden. Zolang uw PCB nauwkeurige soldeerresist heeft, soldeer metalen stukken zullen worden gevonden om te linken. Maak je dus niet al te veel zorgen over pads (zeg eigenlijk +/- 20%).
De exacte afmetingen van uw PCB-sjabloon heeft u nodig voor later. Gebruik uw afstandsbedieningssoftware voor PCB-layoutsoftware om de afstand tussen de buitenste componentpads te bepalen. Niet de grootte van de printplaat, maar de afstand tussen de buitenste padranden. In onderstaand voorbeeld, de print heeft een breedte van 2.3, "maar de afstand tussen de rand en de rand is 2,142".
U kunt afstanden meten door tekeningen te selecteren in het vervolgkeuzemenu voor lagen en op de knop Afmetingen in het rechter gereedschapsmenu te klikken. Het is de vierde knop van onderen.
Stap 3: Gerber-bestanden maken
Teken uw PCB-layout met behulp van de Gerber soldeerpasta stencil.
Bij gebruik van KiCAD, kies Tekenen in het menu Bestand. In het plotvenster, selecteer SoldP_Cmp voor de componentlaag van de soldeerpasta en klik op de knop Plot.
Stap 4: Open het Gerber-bestand voor conversie
Open het bestand in Gerber Gerber Viewer. Selecteer Open laag (s) in het menu Bestand.
Stap 5: Exporteer Gerber naar SVG-bestand
Exporteer het bestand vervolgens in SVG-indeling. Selecteer Export, dan SVG ... in het menu Bestand.
Stap 6: Sjablonen maken met Cricut
Importeer het SVG-bestand in Sure-Cuts-A-Lot door Import SVG te kiezen in het menu Bestand.
Stap 7: Verklein het ontwerp
Klik op Verhoudingen behouden in het venster Eigenschappen en stel de breedte van het stencil in op de eerder genoteerde waarde.
Stap 8: bereid transparantie en machine voor
Neem een vel transparantfolie en snijd deze op maat van de Cricut snijmat. Plak de gesneden transparantie in de snijmat. Plaats de snijmat in de machine en druk op de knop papier invoegen. Zet de drukring van de Cricut omhoog, het snelheidswiel verandert in Hoog of Gemiddeld, en de diepte van het snijblad tot 5 of 6. Gedetailleerde instructies zijn te vinden in de Cricut-handleiding. U zult wat vallen en opstaan nodig hebben. Snelheid en druk kunnen de nauwkeurigheid van de sneden veranderen, en een grotere snijmesdiepte versnelt hoe snel u de snijmat moet vervangen.
Stap 9: Knip uw PCB-sjabloon
Ga het ontwerp knippen. Kies Cut Design in het Cutter-menu.
Overwegingen bij het ontwerpen van PCB-stencils
- Dikte van stencils:
In PCB-stencilontwerp, de dikte van stencils is een sleutelfactor die bepaalt hoeveel soldeerpasta op het bord moet worden aangebracht, extra soldeerafzetting zou soldeerbruggen veroorzaken, terwijl minder soldeerafzetting de soldeerverbindingen zwak maakt. Normaal gesproken, de dikte van stencils is van: 4 jij ook 8 gij.
- Diafragma-afmeting
De grootte van de stencilopeningen moet kleiner worden ontworpen dan de grootte van de PCB-pad om problemen zoals overbrugging en soldeerparels te voorkomen, of de soldeerpasta kan aan de wanden van de opening blijven plakken wanneer de stencils worden verwijderd. Daarom, om dergelijke problemen te voorkomen, moet het binnengebied van de openingwand zo ontworpen zijn dat het tweederde kleiner is dan het gebied van de printplaat.
- Stencilmateriaal
Het materiaal dat wordt gebruikt om stencils te maken, is een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van PCB-stencils, wat het vermogen beïnvloedt om de soldeerpasta uit de opening naar het PCB-pad vrij te geven. Het meest gebruikte materiaal is roestvrij staal, terwijl voor sommige PCB-ontwerpen met apparaten met een fijne pitch, we moeten andere materialen gebruiken, zoals nikkel, dat is: 50% duurder dan roestvrij staal.
- Stenciluitlijning
Een goede uitlijning van het stencil is van cruciaal belang om een nauwkeurige soldeerpasta-afdruk te krijgen, terwijl om het perfecte afdrukeffect te bereiken, we moeten de referentiemarkeringen toevoegen aan zowel de printplaat als het stencil. Deze fiducials zorgen ervoor dat de uitlijning van het stencil en de printplaat correct is.
Uiteindelijk, het produceren van PCB-stencils vereist geavanceerde vaardigheden en expertise. Als je geen vaardigheid hebt, Het wordt aanbevolen om samen te werken met een vertrouwde fabrikant van PCB-stencils. MOKO Technologie is gespecialiseerd in PCBA-diensten, het leveren van PCB-fabricage, SMT-stencil maken, PCB-assemblage, testen, en verzenddiensten. We hebben uitgebreide ervaring met PCBA-contractproductie. Neem contact op met een gerenommeerde PCB-stencilfabrikant zoals MOKO om uw PCB-project op gang te krijgen!
