Montaż PCB nie jest prostym procesem, szczególnie na etapie drukowania, wszelkie drobne błędy spowodują uszkodzenie płytek PCB lub nawet awarię. Chociaż błędy są zwykle spowodowane montażem złącza lutowanego podkładki PCB, szablon PCB może zmniejszyć ryzyko błędów podczas montażu komponentów. Ze względu na użycie szablonów PCB, na płytce można zamontować wszystkie złącza lutowane jednocześnie, co nie tylko oszczędza dużo czasu, ale także eliminuje błędy w połączeniach lutowniczych. Dlatego naprawdę ważne jest, aby dobrze zrozumieć szablony PCB. W tym przewodniku, wyjaśnimy prawie wszystko, co musisz o tym wiedzieć, w tym rodzaje szablonów, Uwagi dotyczące projektowania szablonów PCB, a także proces wykonywania szablonów.
Co to jest szablon PCB?
Szablon PCB, znana również jako siatka stalowa, ma podstawową funkcję wspomagania osadzania pasty lutowniczej. Przenosi dokładną ilość pasty lutowniczej w dokładne miejsce na gołej płytce drukowanej. Szablon składa się z szablonowej ramki, siatka druciana, i blacha stalowa. W szablonie znajdują się liczne otwory odpowiadające pozycjom wymagającym nadruku na PCB. Osady pasty lutowniczej są na płycie zgodnie z formowaniem się otworów szablonu po usunięciu szablonu. Szablon PCB pomaga nam nałożyć pastę lutowniczą w wyznaczonych miejscach na gołej płytce PCB, dzięki czemu połączenie elektryczne złącza lutowniczego pomiędzy podkładką a komponentem może zostać wykonane idealnie.
Z czego wykonany jest szablon PCB ?
- Rama
Ramy ekranowe dzielą się głównie na ramy ruchome i stałe. Ramy ruchome bezpośrednio mocują stalową płytę do ramy, umożliwiając wielokrotne wykorzystanie ramki szablonu. Ramy stałe przyklejają siatkę drucianą do ramy za pomocą kleju. Solidną ramę uzyskuje się dzięki stałemu napięciu stali, zazwyczaj pomiędzy 35 i 48 N/cm2.
- Arkusz
Materiały takie jak miedź, Stal nierdzewna, stop niklu, i poliester. Szablony zazwyczaj korzystają z wersji premium 301/304 blachy ze stali nierdzewnej o wyjątkowych właściwościach mechanicznych, znacznie przedłużając żywotność szablonów.
- Siatka
Siatka mocuje stalowe płyty i ramy. Stosuje się siatki ze stali nierdzewnej lub polimerowo-poliestrowe. Na około 100 siatkowy drut ze stali nierdzewnej zapewnia wystarczające stabilne napięcie, ale z czasem może się odkształcać i tracić napięcie. Siatka poliestrowa jest trwalsza i ma dłuższą żywotność.
- Spoiwo
Klej łączy ramę siatkową z blachą stalową. Odgrywa kluczową rolę w szablonie, utrzymując silną przyczepność i wytrzymując intensywne czyszczenie różnymi środkami do czyszczenia płyt.
Rodzaje szablonów płytek drukowanych
-
Oprawiony szablon PCB
Jest to wycinany laserowo szablon pasty lutowniczej, który jest na stałe zamontowany na ramie szablonu, wykorzystanie siatki siatkowej do ciasnego naciągnięcia folii szablonowej w ramce. Oprawiony szablon PCB nadaje się do wielkonakładowego sitodruku, które można zastosować do 16 Mil pitch lub poniżej. Oprawiony szablon jest wyposażony w gładkie ściany otworu, dobra wydajność drukowania, i czyste laserowo wycięte otwory, które są odporne na ekstremalne zużycie.
-
Bezramowy szablon
Bezramowe szablony PCB, znany również jako folie, to szablony wycinane laserowo, które nie wymagają trwałego wklejenia w ramę, używany z ramkami szablonów wielokrotnego użytku zwanych systemami napinania szablonów. Bezramkowe szablony SMT oferują zaawansowaną jakość i doskonałą wydajność przy niższych kosztach niż szablony z ramkami. Nadaje się do prototypowy zespół płytki drukowanej lub niskonakładowe serie produkcyjne, co pomaga również zmniejszyć zapotrzebowanie na miejsce do przechowywania.
-
Prototypowy szablon PCB
Szablony prototypowe są dostosowywane z CAD lub Pliki Gerber, przy tworzeniu prototypowego szablonu PCB, szablon musi pasować do zaprojektowanego Prototyp PCB. Zmniejsza możliwość błędów podczas ręcznego lutowania prototypowych płytek PCB i pozwala uniknąć żmudnych procesów ręcznych. W związku z tym, zastosowanie takich szablonów może poprawić jakość płytek i znacznie skrócić cykl montażu prototypów płytek drukowanych.
-
Szablon elektroformowany
Wzornik formowany galwanicznie to szablon na bazie niklu, który jest na stałe zamontowany na ramie szablonu za pomocą siatki obrzeża. Formowany galwanicznie szablon zapewnia najlepsze dostępne właściwości uwalniania pasty lutowniczej, dzięki czemu jest idealny do aplikacji SMT o drobnym skoku od 12 mils do 20 mils, jak również odwróć chip, walenie opłatkiem, i µBGA. Szablony kształtowane galwanicznie mają niższy współczynnik tarcia w porównaniu z innymi szablonami, ponieważ są wykonane z niklu, Ponadto, zapewniają przedłużoną trwałość szablonów.
Zalety szablonu PCB
Ponieważ płytki drukowane stają się coraz bardziej złożone, tradycyjny proces montażu PCB, który wymaga ręcznego umieszczania elementów elektronicznych przed lutowaniem, nie spełnia wymagań dotyczących umieszczania i lutowania dużej liczby małych elementów na mniejszych płytkach drukowanych. Musimy używać szablonów płytek drukowanych do maszynowego umieszczania komponentów i nakładania pasty lutowniczej, co niesie ze sobą wiele korzyści wymienionych poniżej:
Pierwszy, Szablony PCB pomagają nam poprawić dokładność podczas umieszczania komponentów na płytce, gwarantują precyzję skoku podczas drukowania, a tym samym zmniejszają możliwość wystąpienia błędów.
druga, za pomocą szablonów SMT, producenci mogą zaoszczędzić więcej kosztów i skrócić czas realizacji, ponieważ szablony płytek drukowanych wymagają mniej pracy i czasu na wykończenie Proces montażu PCB.
Trzeci, szablon ułatwia równomierne nakładanie lutu na wszystkie pady urządzeń do montażu powierzchniowego i zapewnia wysoką dokładność umieszczania padów.
Jak zrobić szablon PCB?
W tej części, wyjaśnimy krok po kroku proces tworzenia szablonu PCB, tam są 9 kroki:
Krok 1: Materiał i przygotowanie do szablonu PCB
Materiały
– maszyna Cricut
– Oprogramowanie Sure-Cuts-A-Lot
– Oprogramowanie przeglądarki Gerber
– Folie do rzutników, które można kupić w każdym sklepie z artykułami biurowymi
– Windows XP / Widok komputera
Przygotowanie
Twój Cricut musi mieć określoną wersję oprogramowania. Możesz zaktualizować/zdegradować oprogramowanie układowe, pobierając Cricut Design Studio i postępując zgodnie z instrukcjami w sekcji Pomoc, aby zaktualizować oprogramowanie układowe. Więcej informacji znajdziesz w często zadawanych pytaniach na temat Sure-Cuts-A-Lot.
Krok 2: Przygotuj układ PCB i określ wymiary
Stworzenie przyzwoitych szablonów z pasty lutowniczej może zająć trochę prób i błędów. Przycina zaokrąglone krawędzie i ignoruje kształty mniejsze niż około 18 mil (0.46mm) o 50 mil (1.27mm). To mówi, powinieneś upewnić się, że wszystkie pady komponentów są większe niż te. Aby upewnić się, że pad nadal ma wystarczająco dużo miejsca na pastę lutowniczą, spraw, aby podkładka była bardziej. Program do projektowania PCB KiCAD EDA Suite ma możliwość zmiany wszystkich padów na raz. Lut ma tę niesamowitą właściwość, która łączy się z metalowymi częściami po wykryciu ponownego rozpływu. Dopóki twoja płytka drukowana ma precyzyjną odporność na lutowanie, lutowane kawałki metalu zostaną znalezione do połączenia. Więc nie przejmuj się zbytnio ochraniaczami (zasadniczo powiedzieć +/- 20%).
Potrzebujesz dokładnych wymiarów szablonu PCB na później. Użyj narzędzia do pomiaru odległości w oprogramowaniu do projektowania PCB, aby określić odległość między najbardziej zewnętrznymi padami komponentów. Nie rozmiar PCB, ale odległość między najbardziej zewnętrznymi krawędziami podkładki. W poniższym przykładzie, PCB ma szerokość 2.3, „ale odległość od krawędzi do krawędzi wynosi 2,142”.
Możesz mierzyć odległości, wybierając rysunki z menu rozwijanego warstw i klikając przycisk Wymiary w prawym menu narzędzi. To już czwarty przycisk od dołu.
Krok 3: Tworzenie plików Gerber
Narysuj układ PCB za pomocą szablonu pasty lutowniczej Gerber.
Podczas korzystania z KiCAD, wybierz Rysuj z menu Plik. W oknie fabuły, wybierz SoldP_Cmp jako warstwę komponentu pasty lutowniczej i kliknij przycisk Wykres.
Krok 4: Otwórz plik Gerber do konwersji
Otwórz plik w Gerber Gerber Viewer. Wybierz Otwórz warstwę (s) z menu Plik.
Krok 5: Eksportuj Gerbera do pliku SVG
Następnie wyeksportuj plik w formacie SVG. Wybierz Eksportuj, następnie SVG … z menu Plik.
Krok 6: Tworzenie szablonów za pomocą Cricut
Zaimportuj plik SVG do Sure-Cuts-A-Lot, wybierając opcję Importuj SVG… z menu Plik.
Krok 7: Zmień rozmiar projektu!
Kliknij opcję Zachowaj proporcje w oknie Właściwości i ustaw szerokość szablonu na wcześniej zapisaną wartość.
Krok 8: przygotować przezroczystość i maszynę
Weź arkusz folii i przytnij go do rozmiaru maty do cięcia Cricut. Wbij wyciętą przezroczystość do maty do cięcia. Umieść matę do cięcia w maszynie i naciśnij przycisk wkładki papieru. Ustaw podkładkę oporową Cricut w górę, koło prędkości zmieni się na wysoki lub średni, a głębokość ostrza tnącego do 5 lub 6. Szczegółowe instrukcje można znaleźć w instrukcji Cricut. Niezbędne są metody prób i błędów. Prędkość i ciśnienie mogą zmienić dokładność cięć, a większa głębokość noża tnącego przyspiesza, jak szybko trzeba wymienić matę do cięcia.
Krok 9: Wytnij szablon PCB
Idź, aby wyciąć projekt. Wybierz opcję Wytnij projekt z menu Wycinarka.
Uwagi dotyczące projektowania szablonów PCB
- Grubość szablonów
W projektowaniu szablonów PCB, Grubość szablonów jest kluczowym czynnikiem decydującym o ilości pasty lutowniczej, która zostanie nałożona na płytkę, dodatkowe osadzanie się lutu spowodowałoby mostkowanie lutu, podczas gdy mniejsze osadzanie się lutu sprawia, że połączenia lutowane są słabe. Normalnie, grubość szablonów wynosi od 4 ty do 8 ty.
- Rozmiar otworu
Rozmiar otworów szablonu musi być mniejszy niż rozmiar podkładki PCB, co pozwoli uniknąć problemów, takich jak mostki i koraliki lutownicze, lub pasta lutownicza może przykleić się do ścian otworu, gdy szablony zostaną usunięte. W związku z tym, wewnętrzna powierzchnia ścianki apertury powinna być o 2/3 mniejsza niż powierzchnia płytki PCB, aby uniknąć takich problemów.
- Materiał szablonu
Materiał użyty do wykonania szablonów to kolejny czynnik, który należy wziąć pod uwagę podczas projektowania szablonów PCB, co wpływa na możliwość uwolnienia pasty lutowniczej z otworu do podkładki PCB. Najczęściej używanym materiałem jest stal nierdzewna, podczas gdy w przypadku niektórych projektów PCB z urządzeniami o drobnym skoku, musimy użyć innych materiałów, takich jak nikiel, który jest 50% droższy niż stal nierdzewna.
- Wyrównanie szablonu
Dobre wyrównanie szablonu ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dokładnego wydruku pasty lutowniczej, podczas gdy aby osiągnąć idealny efekt drukowania, musimy dodać znaki referencyjne zarówno do płytki drukowanej, jak i szablonu. Te fiducials upewniają się, że wyrównanie szablonu i płytki drukowanej jest prawidłowe.
Ostatecznie, produkcja szablonów PCB wymaga zaawansowanych umiejętności i wiedzy specjalistycznej. Jeśli brakuje Ci biegłości, zaleca się współpracę z zaufanym producentem szablonów PCB. MOKO Technology specjalizuje się w Usługi PCBA, zapewniając produkcję PCB, Tworzenie szablonów SMT, Montaż PCB, testowanie, i usługi spedycyjne. Mamy duże doświadczenie w produkcji kontraktowej PCBA. Skontaktuj się z renomowanym producentem szablonów PCB, takim jak MOKO, aby rozpocząć realizację projektu PCB!
