La importancia de las plantillas de PCB en la fabricación electrónica moderna es decisiva. Esto permite una deposición precisa de pasta de soldadura para el ensamblaje SMT. Por consiguiente, las plantillas afectan directamente la precisión de la colocación de los componentes. A medida que los componentes electrónicos son cada vez más pequeños, las plantillas de PCB se han vuelto más esenciales. Las plantillas de pasta de soldadura afectan directamente la calidad y la fiabilidad del producto final.
El propósito de este artículo es explorar las razones por las que la fabricación de plantillas juega un papel importante en los procesos de ensamblaje SMT exitosos.
¿Qué es una plantilla de PCB?
Una plantilla de PCB es una lámina metálica con aberturas cortadas con precisión. Su diseño es bastante singular. ¿Por qué? Permite que la pasta de soldadura y el adhesivo pasen a través de ellas. El único propósito es crear la disposición adecuada para los componentes de montaje superficial.
Estos se alinean con los patrones de las almohadillas de soldadura en una placa de circuito impreso. Funcionan como una máscara para aplicar la pasta de soldadura. Todas las aberturas se corresponden perfectamente con las almohadillas de la PCB. El metal suele ser acero inoxidable o níquel. El grosor suele ser de 3 a 8 milésimas de pulgada, según los requisitos de diseño.
Generalmente existen dos tipos de plantillas para PCB: con marco y sin marco. Las plantillas con marco se montan en marcos metálicos rígidos. Posteriormente, las plantillas sin marco conservan su flexibilidad para uso manual. Las plantillas modernas suelen cortarse con láser para garantizar la precisión. Esta técnica de corte alcanza tolerancias de hasta ±0.0005 pulgadas.
Tipos de plantillas de PCB
Plantilla enmarcada
Las plantillas enmarcadas se fijan permanentemente a los marcos metálicos. La impresión se estabiliza gracias al marco. Funcionan mejor en líneas de montaje automatizadas. Proporcionan una tensión uniforme en toda su superficie. Las plantillas enmarcadas son la opción preferida por la mayoría de los fabricantes de gran volumen.
Además, debe saber que son más caras. Sin embargo, tienen una vida útil más larga. Este marco también protege contra deformaciones por uso repetido. El sistema de tensión garantiza una alineación perfecta. Además, la calidad de la superficie se mantiene constante tras miles de impresiones.
Plantilla de paso
Existen variaciones en el grosor de las plantillas escalonadas. Cuanto más gruesa sea el área, más pasta de soldadura depositará. Para componentes de paso fino, se pueden usar secciones más delgadas. Como ya sabes, estas plantillas se adaptan a los retos de composición mixta.
Estos pasos evitan los puentes de soldadura. Para mayor claridad, este tipo es más adecuado para placas con componentes de diferentes tamaños. Las relaciones de paso suelen estar entre 1:1.5 y 1:2. Para ello, es importante mantener tolerancias de mecanizado precisas en cada paso. Para obtener el mejor resultado de impresión, se recomienda modificar el grosor gradualmente.
Plantilla sin marco
En general, las plantillas sin marco son muy similares a las láminas metálicas flexibles. Su demanda se debe a su bajo costo, que las hace más económicas que las versiones con marco. Además, son más adecuadas para producciones de bajo volumen.
Varios laboratorios de prototipado incorporan estos modelos para realizar pruebas. Las plantillas sin marco funcionan bien con la impresión manual. El grosor típico es de entre 4 y 6 milésimas de pulgada. En la mayoría de los casos, verá marcas de posicionamiento para la alineación.
Importancia de las plantillas de PCB
Como ya ha leído, las plantillas de PCB influyen directamente en la calidad de la producción. Por ejemplo, una plantilla adecuada garantiza depósitos perfectos de pasta de soldadura.
Las empresas de ensamblaje de PCB se enfrentan a altas tasas de defectos debido a la mala calidad de las plantillas. ¿Por qué es común? La razón es que la colocación de la pasta no es precisa. El uso de plantillas ahorra horas de producción. La soldadura manual ya no es práctica debido a la velocidad que exige la electrónica moderna.
Hay miles de pedidos para cada máquina, y la soldadura manual con pasta no puede cumplir con los plazos. Por lo tanto, la soldadura precisa con pasta puede satisfacer eficazmente esta demanda. Ahora bien, ya sabe que se necesitan depósitos de pasta perfectos para las BGA modernas. La precisión requerida solo se obtendrá con plantillas. Esta precisión es fundamental para piezas pequeñas.
¿Cómo elegir la plantilla de PCB adecuada?
La disposición de los tableros determina el tipo de plantilla necesario. Se requieren plantillas con marco para tableros de alta densidad. Los diseños más sencillos funcionan mejor con opciones sin marco. Adapte la plantilla a su volumen de producción.
Elegir el grosor adecuado es fundamental. Los componentes de paso fino requieren plantillas más delgadas. Para componentes más grandes, se necesitan depósitos de pasta más gruesos. La mayoría de las placas que se encuentran tienen un grosor de entre 4 y 6 milésimas de pulgada. De igual manera, para placas complejas, pueden requerirse plantillas escalonadas.
El rendimiento depende de la selección del material. Para la mayoría de las aplicaciones, el acero inoxidable es excelente para trabajar. El níquel se adapta a los requisitos de paso fino. La pasta se moldea mejor cuando las plantillas están pulidas. Además, debe saber que la vida útil de la plantilla depende de la calidad del material.
De igual forma, hay otros factores que debes tener en cuenta. Por ejemplo, asegúrate de que tu impresora sea inalámbrica. Asegúrate de tener un espacio de almacenamiento adecuado.
El método de fabricación también es muy importante. Se recomienda la máxima precisión, por ejemplo, mediante corte por láser. El electroformado de paso ultrafino es adecuado en este caso. Además, el grabado químico es más económico. Asimismo, la elección debe basarse en la densidad del componente.
¿Cómo utilizar una plantilla de PCB?
El primer paso es limpiar la placa PCB desnuda de polvo y aceite. Reposiciona la plantilla para alinearla con las almohadillas de la PCB. Esto influirá en todo el trabajo, así que asegúrate de que esté correctamente ajustada. El siguiente paso es aplicar pasta de soldadura en un borde de la plantilla. Toma la espátula y sostenla a 45 grados.
Otro paso importante es aplicar una presión uniforme para extender la pasta. Realice otra pasada para asegurarse de que todas las aberturas queden bien cubiertas. Levante la plantilla directamente para mantener limpios los depósitos de pasta.
Revisa tu placa para asegurarte de que la pasta cubra bien todos los pads. De igual forma, limpia rápidamente con alcohol cualquier suciedad. Ten cuidado. Por ejemplo, si la pasta aún está húmeda y no se ha secado, coloca los componentes. El siguiente paso es la soldadura por reflujo. Recuerda que para obtener buenos resultados de soldadura, es fundamental usar una buena plantilla.
Marco de plantilla de PCB:
El marco de una plantilla de PCB es crucial para un ensamblaje preciso de la PCB. Mantiene la lámina de la plantilla en su posición durante la aplicación de la pasta. El marco permite una tensión constante en toda la superficie. Si se ignora el marco, se obtendrán depósitos de pasta de soldadura irregulares.
Materiales para la estructura de la plantilla de PCB
El acero inoxidable es el metal principal para los marcos de esténcil. Protege contra la corrosión de los productos de limpieza. Es un material estable entre 20 y 150 °C, con un factor de resistencia entre el acero de grado 304, el que utilizan la mayoría de los fabricantes. Su resistencia a la tracción es de 500 a 700 MPa. Duran más de 50,000 XNUMX ciclos de impresión, lo cual se observa en líneas de producción de alto volumen.
Marcos de aluminio
Los marcos de aluminio pesan aproximadamente un tercio del acero inoxidable. Los grados comunes son 6061-T6 y 7075-T6. Su resistencia a la tracción es de 200 a 400 MPa. Son un 40 % inferiores a las de los marcos de acero inoxidable. Además, son excelentes para la construcción de prototipos y para tiradas cortas. Los marcos de aluminio suelen durar hasta unos 10,000 XNUMX ciclos de impresión.
Marcos compuestos
Los nuevos cuadros compuestos incluyen fibra de carbono con núcleos de aluminio. Reducen el peso en un 60 %. Su estabilidad térmica es similar a la del acero inoxidable. Resistencia a la tracción: 400-600 MPa. Suelen ser más caros al principio, pero duran más. Son más resistentes a los productos químicos de limpieza que el aluminio puro.
¿Cómo seleccionar materiales?
Observe la tasa de expansión térmica del material. Resultado: El acero inoxidable se expande a 17.3 × 10^-6 por °C, y el aluminio a 23.6 × 10^-6 por °C. Use estas tasas para que coincidan con la lámina de su plantilla. Esto evita que se deforme durante el precalentamiento por reflujo.
Pautas de fuerza
Tampoco debe olvidarse la resistencia a la tracción y a la flexión. Esto significa que el marco debe soportar una tensión de 30-45 N/cm. No debe flexionarse más de 0.1 mm bajo presión de impresión. Sin embargo, cuanto más grandes sean las plantillas, más resistente será el material necesario. Para un marco de 29 pulgadas, se necesita al menos 450 MPa de resistencia a la tracción.
Compatibilidad química
Su montura está expuesta a alcohol isopropílico, acetona y otros limpiadores. Pruebe el material con sus productos de limpieza específicos. Las monturas modernas suelen tener un rango de pH de 4 a 11.
El acero inoxidable es más caro, pero tiene mayor durabilidad. Este material permite ahorrar dinero en pequeñas cantidades, como el aluminio. Tenga en cuenta la frecuencia con la que debe reemplazarse y los costos de mantenimiento.
Requisitos de producción
La mayoría de las terminales de alto volumen requieren marcos con una vida útil superior a 50,000 XNUMX ciclos. El marco debe soportar múltiples turnos de impresión continua. Para una mayor estabilidad, considere sistemas con montaje en malla. Estos sistemas incorporan un mecanismo de tensión.
Posteriormente, otro punto importante es elegir materiales con una resistencia a la fatiga superior a 200 MPa para operaciones 24/7. También permite un control preciso del espesor de los marcos de gran volumen.
Factores ambientales
El entorno es crucial para el rendimiento del cuadro. Por lo tanto, es necesario seguir los protocolos adecuados. Por ejemplo, preste atención a las fluctuaciones de temperatura. Para obtener los mejores resultados, manténgalas dentro de ±5 °C. El control de la humedad es importante; la temperatura recomendada está entre el 35 % y el 65 %.
De igual manera, otra buena práctica es colocar sensores de temperatura cerca del triturador de esténciles. Active los indicadores de humedad en los gabinetes. Los recubrimientos anticorrosivos ayudan con el aire salino costero. Utilice materiales especializados para salas blancas. Además, los materiales del marco deben cumplir con los códigos de seguridad contra incendios de sus instalaciones.
Producción interna de esténciles: PCBAsic acelera la entrega de PCBA
PCBAsic incorpora la producción interna de plantillas, lo que acelera el ensamblaje de PCB. Nuestra empresa puede fabricar plantillas mediante corte láser en cuestión de horas, en lugar de días. Esto ofrece ventajas para la producción de prototipos y lotes pequeños.
Desde el diseño hasta la aplicación de la pasta, nuestro tiempo de entrega es rápido. Nuestros expertos aceleran el proceso de control de calidad y realizan modificaciones al instante. Los controles de calidad se pueden realizar rápidamente y los ajustes se pueden realizar en el momento. La producción interna garantiza... control de calidad y reducción de costos. Ofrecemos entregas rápidas para proyectos urgentes.
Conclusión
Las plantillas son fundamentales para la fabricación precisa de pasta de soldadura en SMT. La calidad de las plantillas puede influir significativamente en la colocación y la calidad de los componentes. Asimismo, ha aprendido que las plantillas con marco, escalonadas y sin marco se adaptan a diferentes necesidades. Por lo tanto, es fundamental utilizar los materiales, los métodos y el uso adecuados. Contáctenos para obtener producción interna y un servicio rápido. montaje de placa de circuito.
