Важность трафаретов для печатных плат в современном производстве электроники является решающей. Это обеспечивает точное нанесение паяльной пасты для сборки SMT. Впоследствии трафареты напрямую влияют на точность размещения компонентов. Поскольку электронные компоненты становятся меньше, трафареты для печатных плат стали более важными. Трафареты для паяльной пасты напрямую влияют на качество и надежность конечного продукта.
Целью данной статьи является изучение причин, по которым изготовление трафаретов играет важную роль в успешном процессе поверхностного монтажа (SMT).
Что такое трафарет для печатной платы?
Трафарет печатной платы представляет собой металлический лист с точно вырезанными отверстиями. Их конструкция довольно уникальна. Почему? Они позволяют паяльной пасте и клею проходить через отверстия. Единственная цель — создать подходящую схему для компонентов поверхностного монтажа.
Они выровнены с рисунками паяльной площадки на печатной плате. Они работают как маска для нанесения паяльной пасты. Все отверстия идеально соответствуют площадкам на печатной плате. Металл обычно из нержавеющей стали или никеля. Толщина обычно составляет от 3 до 8 мил, в зависимости от требований дизайна.
Обычно существует два типа трафаретов для печатных плат: с рамкой и без рамы. Трафареты с рамкой устанавливаются в жесткие металлические рамки. Впоследствии трафареты без рамы остаются гибкими для ручного использования. Современные трафареты обычно вырезаются лазером для обеспечения точности. Эта техника резки достигает допусков до ±0.0005 дюймов.
Типы трафаретов для печатных плат
Трафарет в рамке
Трафареты в рамке прочно крепятся к металлическим рамкам. Печать стабилизируется рамой. Лучше всего они работают на автоматизированных сборочных линиях. Они обеспечивают равномерное натяжение по всей поверхности. Трафареты в рамке — выбор большинства производителей с большими объемами.
Кроме того, вы также должны знать, что они дороже. Однако они имеют более длительный срок службы. Эта рамка также защищает от деформации при повторном использовании. Система натяжения обеспечивает идеальное выравнивание. Кроме того, качество поверхности остается неизменным на протяжении тысяч отпечатков.
Трафарет шага
Существуют различия в толщине ступенчатых трафаретов. Чем «толще» область, тем больше паяльной пасты она даст. Для компонентов с малым шагом можно использовать более тонкие секции. Как вы знаете, они справляются с задачами смешанного состава.
Эти шаги останавливают перемычки припоя. Для более ясного понимания, этот тип больше подходит для плат с разными размерами компонентов. Соотношения шагов обычно находятся в диапазоне от 1:1.5 до 1:2. Для этой цели важны точные допуски обработки на каждом шаге. Для наилучшего результата печати следует постепенно изменять толщину.
Безрамный трафарет
В целом, безрамочные трафареты очень похожи на гибкие металлические листы. Они востребованы, так как их стоимость невысока, они дешевле каркасных версий. Кроме того, безрамочные трафареты лучше подходят для мелкосерийного производства.
Несколько лабораторий прототипирования используют эти модели для тестирования. Безрамные трафареты хорошо подходят для ручной печати. Типичная толщина составляет от 4 до 6 мил. В большинстве случаев вы заметите позиционные метки для выравнивания.
Важность трафаретов для печатных плат
Как вы уже читали, трафареты для печатных плат напрямую влияют на качество производства. Например, правильный трафарет обеспечивает идеальное нанесение паяльной пасты.
Компании по сборке печатных плат сталкиваются с высоким уровнем брака из-за плохого качества трафарета. Почему это распространено? Причина в том, что размещение пасты не остается точным. Использование трафаретов экономит часы производственного времени. Ручное нанесение припоя больше непрактично, поскольку современная электроника требует скорости.
На каждую машину приходятся тысячи заказов, и ручная паяльная паста не может уложиться в сроки. Поэтому именно по этой причине точная паяльная паста может эффективно удовлетворить этот спрос. Теперь вы знаете, что для современных BGA необходимы идеальные отложения пасты. Требуемая точность будет только от трафаретов. Эта точность имеет большое значение для более мелких деталей.
Как выбрать правильный трафарет для печатной платы?
Расположение досок определяет тип необходимого трафарета. Для досок высокой плотности требуются трафареты с рамкой. Более простые конструкции лучше работают с вариантами без рамы. Сочетайте трафарет с объемом производства.
Выбор правильной толщины является наиболее важным. Для компонентов с мелким шагом требуются более тонкие трафареты. Для более крупных компонентов требуются более толстые отложения пасты. Большинство плат, которые вы найдете, имеют толщину 4-6 мил. Аналогично, для сложных плат могут потребоваться ступенчатые трафареты.
Производительность зависит от выбора материала. Для большинства применений отлично подходит нержавеющая сталь. Требования к мелкому шагу подходят для никеля. Он лучше наносит пасту, когда трафареты отполированы. Кроме того, вы также должны знать, что срок службы трафарета зависит от марки материала.
Аналогично, есть и другие факторы, которые нужно знать. Например, убедитесь, что ваш принтер работает с беспроводной связью. Обеспечьте достаточно места для хранения.
Метод изготовления также очень важен. Здесь рекомендуется самая высокая точность, например, лазерная резка. Здесь подойдет сверхтонкий шаг гальванопластики. Кроме того, химическое травление обходится дешевле. Аналогично, следует сделать выбор на основе плотности компонентов.
Как использовать трафарет для печатной платы?
Первый шаг — очистить голую печатную плату от пыли и масел. Переместите трафарет, чтобы выровнять его с контактными площадками печатной платы. Это повлияет на всю вашу задачу, поэтому убедитесь, что он отрегулирован правильно. Следующий шаг — нанести паяльную пасту на край трафарета. Возьмите ракель и держите его под углом 45 градусов.
Здесь еще один важный шаг — равномерное давление для распределения пасты. Сделайте еще один проход, чтобы убедиться, что все отверстия хорошо покрыты. Поднимите трафарет прямо вверх, чтобы сохранить чистые отложения пасты.
Проверьте плату, чтобы убедиться, что паста правильно покрывает все контактные площадки. Аналогично, быстро протрите ее спиртом, чтобы убрать любые загрязнения. Здесь нужно быть осторожным. Например, если паста еще влажная и не высохла, разместите компоненты. Далее следует пайка оплавлением. Помните, что для хороших результатов пайки необходим хороший трафарет.
Каркас трафарета печатной платы:
Каркас трафарета печатной платы имеет решающее значение для точной сборки печатной платы. Он удерживает фольгу трафарета на месте во время нанесения пасты. Каркас обеспечивает равномерное натяжение по всей поверхности. Если вы проигнорируете каркас, вы получите неравномерные отложения паяльной пасты.
Материалы для каркаса трафарета печатной платы
Нержавеющая сталь — ведущий металл, используемый для изготовления рамок трафаретов. Она защищает от коррозии, вызываемой чистящими средствами. Это стабильный материал при температуре от 20 до 150 °C, с коэффициентом прочности между сталью марки 304, которую используют большинство производителей. Ее предел прочности на разрыв составляет 500–700 МПа. Они выдерживают более 50,000 XNUMX циклов печати. Их можно увидеть на линиях крупносерийного производства.
Алюминиевые рамы
Алюминиевые рамы весят примерно треть веса нержавеющей стали. 6061–T6 и 7075–T6 являются распространенными марками. Прочность на разрыв составляет 200–400 МПа Они на 40% ниже, чем рамы из нержавеющей стали. В то же время они отлично подходят для создания прототипов и для небольших тиражей. Алюминиевые рамы обычно служат до 10,000 XNUMX циклов печати.
Композитные каркасы
Новые композитные рамы включают углеродное волокно с алюминиевыми сердечниками. Они снижают вес на 60%. Их термическая стабильность аналогична нержавеющей стали. Прочность на разрыв: 400-600 МПа. Они изначально стоят дороже, но служат дольше. Они более устойчивы к химическим чистящим средствам, чем чистый алюминий.
Как выбрать материалы?
Посмотрите на скорость теплового расширения материала. Вывод: нержавеющая сталь расширяется на 17.3 × 10^-6 на °C, а алюминий расширяется на 23.6 × 10^-6 на °C — используйте эти скорости для подбора фольги трафарета. Это предотвратит его деформацию во время предварительного нагрева оплавления.
Руководящие принципы прочности
Также не стоит забывать о прочности на растяжение и изгиб. Это значит, что рама должна выдерживать натяжение 30-45 Н/см. Она не должна прогибаться более чем на 0.1 мм под давлением печати. Но чем больше трафареты, тем прочнее материал, который нужен. Для рамы размером 29 дюймов вам понадобится прочность на растяжение не менее 450 МПа.
Химическая совместимость
Ваша рама подвергается воздействию IPA, ацетона и других чистящих средств. Проверьте материал на воздействие ваших чистящих средств. Современные рамы обычно охватывают диапазон pH 4-11.
Нержавеющая сталь дороже, но более прочная и долговечная. Материал экономит деньги в небольших объемах, как алюминий. Учитывайте, как часто его нужно заменять. Учитывайте расходы на техническое обслуживание.
Производственные требования
Большинству терминалов с большим объемом требуются рамы, выдерживающие более 50,000 XNUMX циклов. На вашей раме должны поддерживаться множественные смены непрерывной печати. Для лучшей устойчивости рассмотрите системы с сеткой. Эти системы имеют встроенный механизм натяжения.
Затем еще один важный момент — выбор материалов с усталостной прочностью более 200 МПа для круглосуточной эксплуатации. Также необходим точный контроль толщины крупносерийных рам.
Факторы окружающей среды
Окружение имеет решающее значение для производительности рамы. Поэтому вам необходимо соблюдать правильные протоколы. Например, следите за колебаниями температуры. Для достижения наилучших результатов держитесь в пределах ±5°C. Контроль влажности важен — рекомендуемая температура составляет 35–65%.
Аналогично, еще одна хорошая практика — размещать датчики температуры рядом с местом утилизации трафаретов. Включать индикаторы влажности в шкафах. Антикоррозионные покрытия помогают в условиях прибрежного соленого воздуха. Используйте специализированные материалы для чистых помещений. Кроме того, материалы рамы должны соответствовать нормам пожарной безопасности вашего объекта.
Собственное производство трафаретов: PCBAsic ускоряет доставку печатных плат
PCBAsic использует собственное производство трафаретов, что ускоряет сборку печатных плат. Наша компания может изготавливать трафареты с помощью лазерной резки за часы, а не за дни. Это имеет преимущества для прототипного и мелкосерийного производства.
От дизайна до нанесения пасты, наше время выполнения заказа быстрое. Наши специалисты ускоряют процесс проверки качества и вносят изменения на месте. Проверки качества могут быть выполнены быстро, а корректировки могут быть сделаны на месте. Гарантии внутреннего производства контроль качества и снижение затрат. Для срочных проектов возможна ускоренная доставка.
Заключение
Трафареты играют решающую роль в изготовлении точной паяльной пасты в SMT. Качество трафаретов может существенно повлиять на размещение и качество компонентов. Аналогично, вы также узнали, что рамочные, ступенчатые и бесрамочные трафареты подходят для разных нужд. Поэтому решающее значение имеют правильные материалы, методы и использование. Свяжитесь с нами, чтобы получить собственное производство для быстрого сборка печатной платы.
