Révéler l'essence du pochoir pour circuits imprimés SMT

Dans l'industrie du PCBA, on ne saurait trop insister sur l'importance d'une impression de pâte à braser de haute qualité, car elle a un impact direct sur la précision de l'assemblage. À mesure que la fabrication de produits électroniques se développe, les fabricants adoptent largement le processus SMT en raison de ses capacités d'automatisation. Au sein de ce processus, l'impression de la pâte à braser joue un rôle crucial au cours des étapes initiales, et l'impression de la pâte à braser est un élément essentiel du processus d'assemblage. Pochoir SMT utilisé est de la plus haute importance. Ces pochoirs facilitent le dépôt précis de la pâte à braser sur le circuit imprimé. Dans cet article complet, FS Technology vise à fournir une vue d'ensemble détaillée des éléments suivants Pochoirs pour circuits imprimésNous avons élaboré un guide de l'utilisateur qui couvre les concepts fondamentaux et les considérations relatives à la conception. En approfondissant ces aspects, nous souhaitons vous aider à améliorer la qualité de vos projets PCBA.

Les bases des pochoirs pour circuits imprimés

Qu'est-ce qu'un pochoir dans un circuit imprimé ?

Le pochoir pour circuits imprimés, également connu sous le nom de pochoir pour pâte à braser, pochoir smt, a pour fonction principale d'appliquer avec précision la pâte à braser sur le circuit imprimé avant l'application de la pâte à braser sur le circuit imprimé. Composants SMD sont placés. Avant le processus d'impression de la pâte à braser, ces pochoirs sont placés sur le circuit imprimé, en alignant les trous du pochoir sur les emplacements correspondants du circuit imprimé. Ensuite, la pâte à braser est appliquée sur le pochoir et une raclette exerce une pression pour pousser la pâte à braser à travers les ouvertures du pochoir, la déposant avec précision sur les plots de soudure. Ces pochoirs sont généralement des feuilles minces, fabriquées à partir de métal ou de matériaux polymères, et comportent des découpes ou des ouvertures méticuleusement conçues qui s'alignent sur les pastilles de soudure ou les empreintes des composants sur le circuit imprimé.

Il est essentiel de s'assurer que les ouvertures du pochoir ne sont pas obstruées avant de l'utiliser afin de ne pas entraver l'écoulement de la pâte à braser. En outre, la durée de vie du pochoir peut être prolongée en le nettoyant après chaque utilisation, ce qui améliore sa durabilité globale.

Pourquoi utiliser des pochoirs pour pâte à braser ?

L'industrie de la fabrication électronique impose des exigences de plus en plus strictes aux usines de traitement des PCBA, ce qui implique non seulement des normes de haute qualité, mais aussi la nécessité d'une performance constante. En outre, les clients recherchent des partenaires fiables capables de respecter des délais d'exécution rapides, tandis que la demande croissante en matière d'équipements de traitement de l'information (PCBA) se traduit par une augmentation des coûts de production. assemblage de PCB à grande échelle pose des problèmes de capacité aux installations de fabrication.

Il ne fait aucun doute que pour relever ces défis, il est nécessaire d'adopter des méthodes de production automatisées. Alors que les assemblage de trous traversants Si l'automatisation pose des difficultés, le procédé SMT offre une solution viable.

Au sein de la Processus SMTLes pochoirs pour circuits imprimés jouent un rôle essentiel dans la déposition précise et cohérente de la pâte à braser sur les pastilles lors de la fabrication des circuits imprimés. En s'alignant sur le Disposition du circuit impriméLes pochoirs permettent une application précise de la pâte à braser, ce qui permet d'obtenir des joints de soudure uniformes et de minimiser les défauts. Par rapport aux méthodes d'impression manuelles, l'utilisation de pochoirs améliore l'efficacité de la production, réduit les incohérences, minimise le gaspillage de matériaux et facilite le contrôle et l'optimisation des processus dans les usines de PCBA. En fin de compte, cela permet d'obtenir des circuits imprimés de haute qualité et fiables. Assemblage de PCB.

Quels sont les éléments importants du pochoir ?

  • Cadre : Le cadre du pochoir sert de structure solide et de support au pochoir. Il est généralement fabriqué à partir de métaux durables tels que l'aluminium ou l'acier inoxydable, ce qui garantit la stabilité pendant le processus d'impression et permet de maintenir le pochoir en place en toute sécurité.
  • Ouvertures : Il s'agit des ouvertures de forme précise dans le matériau du pochoir qui définissent la taille et la forme du dépôt de pâte à braser. Aligné sur le Plaques de circuits imprimésCes ouvertures permettent une application précise et contrôlée de la pâte à braser. La conception et les dimensions des ouvertures jouent un rôle essentiel dans la détermination du volume et de l'alignement appropriés de la pâte à braser.
  • Mécanisme de tension : Certains cadres de pochoir intègrent un mécanisme de tension, tel que des barres ou des vis de tension, pour appliquer une tension au matériau du pochoir. Ce mécanisme permet de maintenir la planéité et la tension du pochoir sur toute sa surface, ce qui garantit un dépôt cohérent et uniforme de la pâte à braser.
  • Feuille d'aluminium : Généralement composées de métaux durables tels que l'acier inoxydable ou le nickel, elles sont sélectionnées pour leur résistance, leur précision et leur capacité à supporter les exigences du processus d'application de la pâte à braser. Disponible en différentes épaisseurs, allant de 0,05 mm à 0,2 mm (ou 2 mils à 8 mils), le choix de l'épaisseur de la feuille de pochoir dépend de facteurs tels que la taille du composant, les exigences en matière de volume de pâte à braser et les considérations spécifiques à l'application.

Fabrication de pochoirs SMT

Choix de la technologie de fabrication des pochoirs

Pochoir SMT découpé au laser

FS Technology recommande la découpe au laser comme service de pochoir pour circuits imprimés, car il s'agit d'une technique largement adoptée dans l'industrie des circuits imprimés. La découpe au laser utilise un laser de forte puissance pour créer avec précision des ouvertures dans le matériau du pochoir. Le faisceau laser évapore le matériau, ce qui permet d'obtenir des ouvertures nettes et précises. Cette technologie avancée garantit une précision et une qualité supérieures.

L'un des principaux avantages des pochoirs découpés au laser est leur rapidité. Le processus est très efficace, ce qui le rend idéal pour les clients qui ont besoin d'une assistance technique. assemblage de circuits imprimés à rotation rapide. La fabrication rapide des pochoirs permet de réduire le temps total d'assemblage, ce qui contribue à l'achèvement du projet dans les délais impartis.

Gravure chimique

Dans la méthode de gravure chimique, le dessin du pochoir est transféré sur le matériau du pochoir par un processus chimique contrôlé. Le matériau du pochoir est d'abord recouvert d'une couche de matériau résistant, telle qu'une émulsion photosensible ou une réserve métallique. Cette couche protectrice protège les zones où les ouvertures ne sont pas prévues.

Ensuite, le pochoir est exposé à une solution chimique spécifique qui élimine sélectivement le matériau non protégé. Cette réaction chimique élimine efficacement la couche résistante, laissant derrière elle les ouvertures souhaitées.

Sélection des matériaux de fabrication des pochoirs pour circuits imprimés

Les pochoirs sont principalement fabriqués à partir de matériaux métalliques, l'acier inoxydable et le nickel étant largement utilisés dans l'industrie. L'acier inoxydable est très apprécié pour sa durabilité exceptionnelle, sa résistance à la corrosion et sa capacité à supporter un usage répétitif et des procédures de nettoyage rigoureuses.

Le nickel, quant à lui, possède des propriétés mécaniques et une robustesse favorables, ce qui le rend apte à une utilisation prolongée et continue sans usure ou dégradation significative. Dans certains cas, les pochoirs en polymère ou en plastique peuvent être utilisés pour des applications peu coûteuses ou temporaires, où les exigences de précision ne sont pas aussi strictes.

Le choix du matériau du pochoir dépend de plusieurs facteurs, notamment la durabilité souhaitée, les spécifications de précision et les considérations budgétaires. Toutefois, l'acier inoxydable et le nickel restent les choix privilégiés en raison de leur fiabilité, de leur longévité et de leurs performances supérieures dans les applications de pochoirs pour circuits imprimés.

Processus de fabrication des pochoirs SMT

  1. Préparation de la conception : L'étape initiale consiste à préparer méticuleusement la conception du pochoir en fonction de la configuration du circuit imprimé. Il s'agit notamment de déterminer la taille et la forme précises des ouvertures pour chaque pastille de soudure sur le circuit imprimé.
  2. Sélection des matériaux : Le choix du matériau du pochoir se fait en tenant compte de facteurs essentiels tels que la durabilité, la résistance chimique et la facilité de manipulation. Les matériaux couramment utilisés sont l'acier inoxydable et le nickel en raison de leurs propriétés supérieures.
  3. Fabrication : Diverses techniques de fabrication, telles que la découpe au laser et la gravure chimique, sont utilisées pour créer le pochoir conformément aux spécifications de la conception.
  4. Nettoyage et inspection : Après sa fabrication, le pochoir subit un nettoyage approfondi et une inspection rigoureuse afin d'éliminer tout résidu ou contaminant. Ce processus méticuleux garantit la qualité optimale du pochoir et assure une bonne libération de la pâte pendant le processus d'impression.
  5. Encadrement ou montage : Pour améliorer la stabilité et faciliter la manipulation pendant le processus d'impression, le pochoir est souvent encadré ou monté sur un cadre métallique ou plastique robuste. Le cadre permet également d'aligner le pochoir avec précision sur les pastilles du circuit imprimé.
  6. Impression au pochoir : Une fois le pochoir préparé et solidement fixé, il est utilisé dans le processus d'impression de la pâte à braser. Le pochoir est méticuleusement aligné sur le circuit imprimé et la pâte à braser est appliquée de manière experte à travers les ouvertures conçues avec précision sur les plages de soudure correspondantes, en utilisant des techniques telles qu'une raclette ou une imprimante à pochoir.
  7. Entretien : L'entretien régulier du pochoir est primordial pour garantir une impression de pâte constante et de haute qualité. Cela implique un nettoyage de routine, une inspection minutieuse et, si nécessaire, une retouche ou un remplacement du pochoir afin de maintenir des performances optimales et d'obtenir un dépôt de pâte fiable.

Lignes directrices pour la conception des chablons de pâte à braser pour circuits imprimés

Épaisseur

L'épaisseur des pochoirs est un paramètre crucial déterminé par les exigences spécifiques de l'application et le processus de fabrication. Elle joue un rôle important dans le dépôt optimal de la pâte à braser et garantit la fonctionnalité et la fiabilité de la carte PCBA finale. L'épaisseur est influencée par des facteurs tels que le type de pochoir et les résultats souhaités.

Pour calculer avec précision l'épaisseur du pochoir, une formule couramment utilisée est la suivante :

Épaisseur du pochoir = 2,64 + 0,0831 * pas du composant

Pour les pochoirs de masque de soudure, qui sont utilisés pour l'application précise du matériau de masque de soudure sur des zones spécifiques du circuit imprimé, l'épaisseur typique est comprise entre 0,05 mm (2 mils) et 0,15 mm (6 mils). Cette gamme offre la précision nécessaire tout en permettant une application contrôlée du matériau de masque de soudure pour un masquage et une protection efficaces des zones désignées sur le circuit imprimé.

Taille de l'ouverture

La taille de l'ouverture joue un rôle essentiel dans la précision et la fiabilité du dépôt de pâte à braser lors de l'opération de soudage. Processus d'assemblage des PCB.

Pour obtenir un alignement précis et une répartition optimale de la pâte, la taille de l'ouverture doit être légèrement inférieure à la taille de la pastille ou du fil. Cela garantit une distribution contrôlée et uniforme de la pâte à braser pendant le processus d'impression.

Il est important de maintenir un rapport d'aspect approprié, qui est défini comme l'épaisseur du pochoir divisée par la taille de l'ouverture. Le rapport d'aspect doit généralement se situer entre 0,66 et 1,5. L'épaisseur du pochoir est déterminée en fonction de facteurs tels que la taille des composants et les exigences en matière de volume de pâte à braser. Le rapport d'aspect peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

Rapport d'aspect = épaisseur du pochoir / diamètre de l'ouverture

L'effilage peut être utilisé pour compenser la réduction de la pression de la raclette sur les bords du pochoir, assurant ainsi une libération régulière de la pâte à souder sur toute la surface de l'ouverture. Il convient de tenir compte de facteurs tels que l'alignement entre l'ouverture et la pastille, la tension du pochoir et la tension de surface de la pâte à braser pour obtenir une libération et une distribution optimales de la pâte à braser.

Il est possible d'ajuster l'orientation de l'ouverture en fonction des besoins spécifiques de l'utilisateur. orientations des composantsCe qui permet d'optimiser encore le processus de dépôt de la pâte à braser.

La formule suivante permet de calculer la surface d'ouverture :

Surface = (largeur du tampon - épaisseur du pochoir) x (longueur du tampon - épaisseur du pochoir)

Il est important de noter que la taille spécifique de l'ouverture et les spécifications de conception peuvent varier en fonction des exigences uniques de l'application, des types de composants et des caractéristiques de la pâte à braser utilisée. Il est fortement recommandé de collaborer avec des fabricants de pochoirs pour circuits imprimés ou des ingénieurs concepteurs expérimentés afin d'optimiser la taille de l'ouverture et la conception pour répondre aux besoins spécifiques de l'assemblage électronique.

Processus de fabrication des circuits imprimés à l'aide d'un pochoir

L'utilisation de pochoirs dans le processus de fabrication des PCBA est principalement associée à l'application de pâte à braser pour les composants CMS. Les étapes suivantes décrivent le processus d'application de la pâte à braser pour les composants CMS. Montage SMT impliquant des pochoirs :

  1. Conception de circuits imprimés - L'étape initiale consiste à créer la configuration du circuit imprimé à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Cette étape englobe le placement des composants, le routage des traces et d'autres aspects de la conception.
  2. Dessin au pochoir - Sur la base de la conception du circuit imprimé, une conception de pochoir est développée. Cette conception spécifie la position, la taille et la forme des ouvertures de la pâte à braser qui s'alignent sur les pastilles des composants sur le circuit imprimé.
  3. Fabrication de pochoirs - Le pochoir est fabriqué sur la base du dessin du pochoir.
  4. Préparation du circuit imprimé - Le circuit imprimé nu, généralement composé d'un stratifié époxy renforcé de fibres de verre, est préparé pour l'application de la pâte à braser. Il s'agit de nettoyage de la surface de la carte de circuit imprimé afin d'éliminer tout contaminant et d'assurer un alignement correct avec l'équipement d'assemblage.
  5. Alignement du pochoir - Le pochoir est aligné sur le circuit imprimé à l'aide de caractéristiques d'alignement ou de marques d'enregistrement. Cela garantit un alignement précis des ouvertures du pochoir avec les pastilles correspondantes du circuit imprimé.
  6. Application de la pâte à braser - La pâte à souder, composée d'alliage de soudure et de flux, est appliquée sur la surface du pochoir. Une raclette ou une imprimante à pochoir est utilisée pour étaler la pâte à braser sur le pochoir et la faire passer par les ouvertures, afin de la déposer sur les plots des composants du circuit imprimé.
  7. Enlèvement du pochoir - Une fois la pâte à braser appliquée, le pochoir est retiré avec précaution de la surface du circuit imprimé, laissant derrière lui les dépôts de pâte à braser sur les pastilles.
  8. Placement des composants - Les composants CMS, notamment les résistances, les condensateurs, les circuits intégrés et les connecteurs, sont positionnés avec précision sur les dépôts de pâte à braser à l'aide de machines de prélèvement et de placement automatisées ou de méthodes d'assemblage manuelles.
  9. Soudage par refusion - Le circuit imprimé assemblé, avec les composants et la pâte à braser, subit une soudure par refusion Le procédé de soudure est un procédé de soudure à l'arc, qui utilise généralement un four de refusion. Le four chauffe la carte PCBA, fait fondre la pâte à braser et crée des joints de soudure fiables entre les fils des composants et les pastilles.
  10. Inspection et essais - Le circuit imprimé assemblé est soumis à des procédures d'inspection et de test pour garantir la qualité des joints de soudure, l'emplacement des composants et la fonctionnalité globale. Il peut s'agir AOI, Rayon X, essais fonctionnelset d'autres mesures de contrôle de la qualité.

Dans le processus d'impression de pâte pour l'assemblage de circuits imprimés, plusieurs paramètres critiques doivent être pris en compte, notamment la conception du pochoir avec une taille d'ouverture, un rapport d'aspect et un alignement appropriés. Il est essentiel de contrôler la pression, la vitesse et la vitesse de séparation de la raclette pour obtenir un transfert homogène de la pâte. La compréhension des propriétés rhéologiques de la pâte à braser et les ajustements nécessaires peuvent améliorer les caractéristiques d'écoulement et de transfert. Un nettoyage régulier du pochoir est nécessaire pour maintenir des performances optimales. En équilibrant soigneusement ces paramètres avec la formulation de la pâte à braser et les conditions environnementales, il est possible d'obtenir une impression de pâte réussie et une formation de joints de brasure de haute qualité.

La relation entre le volume théorique de pâte à braser (TV), la surface d'ouverture (A) et l'épaisseur du pochoir (TS) peut être exprimée comme suit :

TV = A * TS

Où ?

  • TV représente le volume théorique de pâte à braser
  • A représente la surface de l'ouverture
  • TS signifie l'épaisseur du pochoir.

FAQ sur les pochoirs pour circuits imprimés

Pochoirs de pâte à souder : Les pochoirs de pâte à braser sont des outils essentiels pour appliquer avec précision la pâte à braser sur le circuit imprimé au cours du processus d'assemblage SMT. Ils permettent de déposer avec précision la pâte à braser sur les plages de soudure désignées avant la mise en place des composants électroniques.

Pochoirs pour masques de soudure : Les pochoirs de masque de soudure jouent un rôle essentiel dans l'application du matériau de masque de soudure sur le circuit imprimé. Les masque de soudure sert de couche protectrice appliquée sur les traces de cuivre et les pastilles du circuit imprimé afin d'éviter les ponts de soudure involontaires et d'assurer une isolation correcte pendant le processus de soudure.

Conventionnel : Fabriqués en acier inoxydable ou en nickel, ils sont conçus avec des ouvertures personnalisées adaptées aux formes et tailles spécifiques des pastilles de soudure utilisées dans la technologie de montage en surface.

Encadré : Les pochoirs sont dotés d'un cadre métallique qui améliore leur stabilité et leur support. Le cadre assure la rigidité et facilite la manipulation et l'alignement précis pendant le processus d'impression de la pâte à braser. Ce type de pochoir est couramment utilisé dans les équipements automatisés.

Sans cadre : Comme leur nom l'indique, ils sont dépourvus de cadre métallique. Ils sont souvent utilisés dans le cadre de projets de loisirs personnels ou de projets de construction. Prototypage de PCBA

Face à ce défi, FS Technology recommande vivement d'effectuer une recherche approfondie sur les fabricants de pochoirs réputés via des moteurs de recherche tels que Google. Ces fabricants sont spécialisés dans la production de pochoirs de haute qualité à des prix compétitifs, offrant un large éventail d'options pour répondre à vos besoins spécifiques.

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Tout d'abord, il est important de préciser que l'utilisation de pochoirs sans cadre pour des projets de prototypes n'est pas synonyme de réduction des coûts. Les projets de prototypes impliquent généralement le développement de nouveaux produits, l'objectif premier étant de valider la faisabilité de ces projets plutôt que de poursuivre la production et la vente en série.

En optant pour des pochoirs sans cadre, il est possible d'accélérer le calendrier de production et de faciliter la progression du projet. En éliminant le besoin d'un cadre métallique, les pochoirs sans cadre offrent une flexibilité et une souplesse accrues, ce qui permet une fabrication et un assemblage plus rapides des pochoirs.

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