O guia definitivo para estêncil PCB: Tudo o que você precisa saber

A montagem do PCB não é um processo simples, especialmente na fase de impressão, quaisquer pequenos erros causarão danos aos PCBs ou até causarão falhas. Embora os erros sejam geralmente causados ​​pela montagem de juntas de solda em Almofadas PCB, o estêncil PCB pode reduzir a chance de erros durante a montagem dos componentes. Por causa do uso de estênceis de PCB, todas as juntas de solda podem ser montadas na placa de uma só vez, que não só economiza muito tempo, mas também elimina erros nas juntas de solda. Portanto, é muito importante obter uma boa compreensão dos estênceis de PCB. Neste guia, vamos explicar quase tudo que você precisa saber sobre isso, incluindo tipos de estênceis, Considerações de design de estêncil PCB, e também o processo de confecção de estênceis.

O que é um estêncil PCB?

Um estêncil PCB, também conhecida como malha de aço, tem a função principal de auxiliar na deposição da pasta de solda. Ele transfere uma quantidade exata de pasta de solda para um local preciso na placa de circuito impresso nua. O estêncil consiste em uma moldura de estêncil, tela metálica, e chapa de aço. Existem inúmeras aberturas no estêncil que correspondem às posições que requerem impressão no PCB. Os depósitos de pasta de solda ficam na placa de acordo com a formação dos furos do estêncil quando o estêncil é removido. O estêncil PCB nos ajuda a depositar pasta de solda em posições designadas em uma placa PCB nua para que a conexão elétrica da junta de solda entre a almofada e o componente possa ser realizada perfeitamente.

Do que é feito um estêncil PCB ?

• Quadro

As molduras da tela são categorizadas principalmente em molduras móveis e fixas. Estruturas móveis fixam diretamente a placa de aço à estrutura, permitindo o uso repetido do quadro do modelo. Molduras fixas aderem a tela de arame à moldura usando adesivo. Uma estrutura robusta é obtida através de uma tensão de aço consistente, normalmente entre 35 e 48 N/cm2.

• Folha

Materiais como cobre, aço inoxidável, liga de níquel, e poliéster pode ser usado. Os estênceis normalmente utilizam premium 301/304 chapas de aço inoxidável de alta qualidade com excelentes características mecânicas, prolongando substancialmente a vida útil dos estênceis.

• Malha

A malha fixa as placas e armações de aço. São utilizadas malhas de aço inoxidável ou poliéster polimérico. Por aí 100 fio de aço inoxidável de malha fornece tensão estável suficiente, mas pode deformar e perder tensão ao longo do tempo. A malha de poliéster é mais durável e tem uma vida útil mais longa.

• Adesivo

O adesivo une a estrutura de malha e a chapa de aço. Ele desempenha um papel vital no modelo, mantendo forte adesão e suportando limpeza pesada com vários produtos de limpeza de placas.

Tipos de estêncil de placa de circuito

1. O estêncil PCB emoldurado

É um estêncil de pasta de solda cortado a laser que é montado permanentemente na estrutura do estêncil, usando uma borda de malha para estica firmemente a folha de estêncil dentro de um quadro. O estêncil PCB emoldurado é adequado para impressão de tela de alto volume, que pode ser aplicado a 16 Passo mil ou abaixo. O estêncil emoldurado é apresentado com paredes de abertura lisa, bom desempenho de impressão, e aberturas de corte a laser limpas que também podem suportar desgaste extremo.

2. Estêncil sem moldura

estênceis de PCB sem moldura, também conhecido como folha, são estênceis cortados a laser que não precisam ser colados permanentemente no quadro, usado com quadros de estêncil reutilizáveis ​​chamados sistemas de tensionamento de estêncil. Os estênceis SMT sem moldura oferecem qualidade avançada e desempenho superior a um custo menor do que os estênceis emoldurados. É adequado para montagem de placa de circuito impresso protótipo ou execuções de produção de baixo volume, o que também ajuda a reduzir os requisitos de espaço de armazenamento.

3. Estêncil de protótipo de PCB

Os estênceis de protótipo são personalizados em CAD ou Arquivos Gerber, ao fazer um modelo de protótipo de PCB, o modelo deve corresponder ao projetado protótipo de PCB. Reduz a possibilidade de erros ao soldar à mão PCBs protótipos e evita processos manuais tediosos. Conseqüentemente, o uso de tais estênceis pode melhorar a qualidade das placas e encurtar significativamente o ciclo de montagem de protótipos de placas de circuito impresso.

4. Estêncil eletroformado

O estêncil eletroformado é um estêncil à base de níquel que é montado permanentemente na estrutura do estêncil por meio de uma borda de malha. O estêncil eletroformado fornece as melhores propriedades de liberação de pasta de solda disponíveis, por isso é ideal para aplicações SMT de passo fino de 12 mil para 20 mils, assim como virar chip, bolacha batendo, e µBGA. Os estênceis eletroformados têm um coeficiente de atrito menor em comparação com outros estênceis, pois são feitos de níquel, além do que, além do mais, eles fornecem vida útil estendida do estêncil.

As vantagens do estêncil PCB

À medida que as placas de circuito se tornam cada vez mais complexas, o processo tradicional de montagem de PCB que requer a colocação manual de componentes eletrônicos antes da soldagem não pode atender aos requisitos de colocação e soldagem de um grande número de componentes pequenos em placas de circuito menores. Precisamos usar estênceis de placa de circuito para colocação de componentes operados por máquina e aplicação de pasta de solda, que traz muitos benefícios, conforme listado abaixo:

Primeiro, Os stencils PCB nos ajudam a melhorar a precisão ao colocar os componentes na placa, garantem a precisão do passo fino na impressão e, consequentemente, reduzem a possibilidade de erros.

Segundo, usando estênceis SMT, os fabricantes podem economizar mais custos e reduzir o tempo de resposta, porque os estênceis da placa de circuito exigem menos trabalho e tempo para terminar o Processo de montagem de PCB.

Terceiro, o estêncil facilita a aplicação uniforme de solda em todos os pads de dispositivos de montagem em superfície e garante alta precisão no posicionamento do pad.

Como fazer um estêncil PCB?

Nesta parte, vamos explicar o processo para criar um estêncil PCB passo a passo, existem 9 etapas envolvidas:

Degrau 1: Material e preparação para estêncil PCB

Materiais

- Máquina de Cricut
– Software Sure-Cuts-A-Lot
– Software visualizador Gerber
– Transparências para retroprojetores que você pode comprar em qualquer loja de material de escritório
– Um Windows XP / Visualização do computador

Preparação

Seu Cricut deve ter uma versão de firmware específica. Você pode atualizar / fazer downgrade do firmware baixando o Cricut Design Studio e seguindo as instruções em Ajuda para atualizar o firmware. Consulte as Perguntas frequentes do Sure-Cuts-A-Lot para obter mais informações.

Degrau 2: Prepare o layout do PCB e determine as dimensões

Pode levar algumas tentativas e erros para criar estênceis PCB de pasta de solda decentes não são muito precisos. Corta bordas arredondadas e ignora formas menores que cerca de 18mils (0.46milímetros) por 50mils (1.27milímetros). Dito isto, você deve se certificar de que todos os seus componentes são grandes. Para se certificar de que a almofada ainda tem área de pasta de solda suficiente, faça a almofada mais. O programa de layout de PCB KiCAD EDA Suite tem a capacidade de alterar todos os blocos de uma pegada de cada vez. A solda tem esta propriedade incrível que se conecta às peças de metal quando o refluxo encontra. Contanto que seu PCB tenha resistência de solda precisa, peças de metal de solda serão encontradas para ligar. Portanto, não se preocupe muito com as almofadas (basicamente diga +/- 20%).

Você precisa das dimensões exatas do seu modelo de PCB para mais tarde. Use a ferramenta de distância do software de layout de PCB para determinar a distância entre os blocos de componentes externos. Não é o tamanho do PCB, mas a distância entre as bordas da almofada mais externas. No exemplo abaixo, o PCB tem uma largura de 2.3, “mas a distância da almofada de ponta a ponta é 2,142”.

Você pode medir distâncias selecionando desenhos no menu suspenso da camada e clicando no botão Dimensões no menu de ferramentas à direita. É o quarto botão da parte inferior.

Degrau 3: Criação de arquivos Gerber

Desenhe o layout do seu PCB usando o estêncil de pasta de solda Gerber.

Ao usar KiCAD, escolha Desenhar no menu Arquivo. Na janela do gráfico, selecione SoldP_Cmp para a camada de componente de pasta de solda e clique no botão Plot.

Degrau 4: Abra o arquivo Gerber para conversão

Abra o arquivo no Gerber Gerber Viewer. Selecione a camada aberta (s) no menu Arquivo.

Degrau 5: Exportar Gerber para arquivo SVG

Em seguida, exporte o arquivo no formato SVG. Selecione Exportar, então SVG… no menu Arquivo.

Degrau 6: Criando estênceis com Cricut

Importe o arquivo SVG para Sure-Cuts-A-Lot escolhendo Import SVG … no menu File.

Degrau 7: Redimensione o design

Clique em Manter proporções na janela Propriedades e defina a largura do estêncil para o valor anotado anteriormente.

Degrau 8: preparar transparência e máquina

Pegue uma folha de filme de transparência e corte no tamanho da esteira de corte Cricut. Prenda a transparência cortada na esteira de corte. Coloque a base de corte na máquina e pressione o botão de inserção de papel. Coloque a arruela de encosto da Cricut para cima, o volante irá virar para Alto ou Médio, e a profundidade da lâmina de corte para 5 ou 6. Instruções detalhadas podem ser encontradas no manual do Cricut. Você encontrará algumas tentativas e erros necessários. A velocidade e a pressão podem alterar a precisão dos cortes, e maior profundidade da faca de corte acelera a rapidez com que você precisa substituir a esteira de corte.

Degrau 9: Corte o seu estêncil PCB

Vá cortar o design. Escolha Cut Design no menu Cutter.

Considerações sobre design de estêncil PCB

1. Espessura dos Stencils

No design de estêncil PCB, a espessura dos estênceis é um fator chave que decidiria a quantidade de pasta de solda a ser depositada na placa, deposição de solda extra causaria ponte de solda, enquanto menos deposição de solda torna as juntas de solda fracas. Normalmente, a espessura dos estênceis é de 4 tu para 8 vós.

2. Tamanho da abertura

O tamanho das aberturas do estêncil precisa ser menor do que o tamanho da placa de PCB, o que pode evitar problemas como pontes e grânulos de solda, ou a pasta de solda pode grudar nas paredes da abertura quando os estênceis são removidos. Portanto, a área interna da parede da abertura deve ser projetada para ser dois terços menor que a área do bloco de PCB para evitar tais problemas.

3. Material do estêncil

O material usado para fazer estênceis é outro fator a considerar durante o design do estêncil PCB, o que afeta a capacidade de liberar a pasta de solda da abertura para a placa PCB. O material mais utilizado é o aço inoxidável, enquanto para alguns projetos de PCB com dispositivos de passo fino, precisamos usar outros materiais como o níquel que é 50% mais caro do que o aço inoxidável.

4. Alinhamento do estêncil

Um bom alinhamento do estêncil é fundamental para obter uma impressão precisa da pasta de solda, enquanto para alcançar o efeito de impressão perfeito, precisamos adicionar as marcas fiduciais ao PCB e ao estêncil. Esses fiduciais garantem que o alinhamento do estêncil e da placa de circuito impresso seja adequado.

Em última análise, a produção de estênceis de PCB requer habilidades e conhecimentos avançados. Se você não tem proficiência, é recomendável colaborar com um fabricante confiável de estêncil de PCB. A MOKO Technology é especializada em Serviços PCBA, fornecendo fabricação de PCB, Criação de estêncil SMT, Montagem PCB, teste, e serviços de transporte. Temos ampla experiência na fabricação por contrato de PCBA. Entre em contato com um fabricante respeitável de estêncil de PCB como MOKO para iniciar seu projeto de PCB!