L'assemblage des circuits imprimés n'est pas un processus simple, surtout lors de l'impression. La moindre erreur peut endommager les circuits imprimés, voire entraîner leur défaillance. Les erreurs sont généralement dues au montage des soudures. Pastilles PCBLe pochoir pour PCB réduit les risques d'erreurs lors de l'assemblage des composants. Grâce à lui, toutes les soudures peuvent être montées simultanément sur la carte, ce qui permet non seulement un gain de temps considérable, mais aussi l'élimination des erreurs de soudure. Il est donc essentiel de bien comprendre les pochoirs pour PCB. Dans ce guide, nous vous expliquerons presque tout ce que vous devez savoir à ce sujet, y compris les types de pochoirs, les considérations relatives à leur conception et leur processus de fabrication.
Qu'est-ce qu'un pochoir PCB ?
Un pochoir pour circuit imprimé, également appelé treillis métallique, a pour fonction principale de faciliter le dépôt de pâte à braser. Il transfère une quantité précise de pâte à braser à un endroit précis du circuit imprimé nu. Le pochoir est composé d'un cadre, d'un treillis métallique et d'une tôle d'acier. Il comporte de nombreuses ouvertures correspondant aux emplacements à imprimer sur le circuit imprimé. Les dépôts de pâte à braser se forment sur la carte selon la formation des trous du pochoir une fois celui-ci retiré. Le pochoir pour circuit imprimé permet de déposer la pâte à braser aux emplacements prévus sur un circuit imprimé nu, assurant ainsi une connexion électrique parfaite entre la pastille et le composant.
De quoi est fait un pochoir PCB ?
- Cadre métallique robuste
Les cadres de criblage se divisent en cadres mobiles et cadres fixes. Les cadres mobiles fixent directement la plaque d'acier au cadre, permettant une utilisation répétée du gabarit. Les cadres fixes fixent le treillis métallique au cadre à l'aide d'un adhésif. La solidité du cadre est obtenue grâce à une tension constante de l'acier, généralement comprise entre 35 et 48 N/cm².
- feuille
Des matériaux tels que le cuivre, l'acier inoxydable, les alliages de nickel et le polyester peuvent être utilisés. Les pochoirs sont généralement fabriqués en tôle d'acier inoxydable 301/304 de qualité supérieure, aux caractéristiques mécaniques exceptionnelles, prolongeant considérablement leur durée de vie.
- Engrener
Le treillis fixe les plaques et les cadres en acier. On utilise des treillis en acier inoxydable ou en polyester polymère. Un fil d'acier inoxydable d'environ 100 mesh assure une tension stable et suffisante, mais peut se déformer et perdre de sa tension avec le temps. Le treillis en polyester est plus résistant et offre une durée de vie plus longue.
- Adhésif
L'adhésif lie le cadre grillagé à la tôle d'acier. Il joue un rôle essentiel dans le gabarit, en maintenant une forte adhérence et en résistant aux nettoyages intensifs avec divers nettoyants pour plaques.
Types de pochoirs pour circuits imprimés
Le pochoir PCB encadré
Il s'agit d'un pochoir de pâte à braser découpé au laser, fixé de manière permanente sur le cadre. Une bordure en maille maintient fermement la feuille à l'intérieur du cadre. Ce pochoir pour circuit imprimé encadré est adapté à la sérigraphie à grand volume et peut être appliqué à un pas de 16 mil ou moins. Il présente des parois d'ouverture lisses, de bonnes performances d'impression et des ouvertures nettes découpées au laser, résistantes à une usure extrême.
Pochoir sans cadre
Les pochoirs pour circuits imprimés sans cadre, également appelés feuilles, sont des pochoirs découpés au laser qui ne nécessitent pas de collage permanent au cadre. Ils sont utilisés avec des cadres réutilisables appelés systèmes de tension de pochoir. Les pochoirs CMS sans cadre offrent une qualité supérieure et des performances supérieures à un coût inférieur à celui des pochoirs avec cadre. Ils conviennent à : assemblage de prototype de circuit imprimé ou des séries de production à faible volume, ce qui contribue également à réduire les besoins en espace de stockage.
Pochoir prototype de PCB
Les pochoirs prototypes sont personnalisés à partir de CAO ou Fichiers Gerber, lors de la création d'un modèle de prototype de PCB, le modèle doit correspondre au modèle conçu Prototype PCBCela réduit les risques d'erreurs lors du soudage manuel des prototypes de circuits imprimés et évite les processus manuels fastidieux. Par conséquent, l'utilisation de tels pochoirs peut améliorer la qualité des cartes et raccourcir considérablement le cycle d'assemblage des prototypes de circuits imprimés.
Pochoir électroformé
Le pochoir électroformé est un pochoir à base de nickel fixé de manière permanente sur son cadre grâce à une bordure grillagée. Il offre les meilleures propriétés anti-adhérentes pour la pâte à braser, ce qui le rend idéal pour les applications CMS à pas fin de 12 à 20 mils, ainsi que pour les applications de soudage par points. retourner la puce, Le wafer bumping et le µBGA. Les pochoirs électroformés présentent un coefficient de frottement inférieur à celui des autres pochoirs grâce à leur composition en nickel. De plus, leur durée de vie est prolongée.
Les avantages du pochoir PCB
Les circuits imprimés devenant de plus en plus complexes, le processus traditionnel d'assemblage, qui nécessite le placement manuel des composants électroniques avant le soudage, ne permet plus de placer et de souder un grand nombre de petits composants sur des circuits imprimés plus petits. L'utilisation de pochoirs pour circuits imprimés est nécessaire pour le placement mécanique des composants et l'application de la pâte à braser, ce qui présente de nombreux avantages, comme indiqué ci-dessous :
Premièrement, les pochoirs PCB nous aident à améliorer la précision lors du placement des composants sur la carte, à garantir la précision du pas fin lors de l'impression et à réduire par conséquent la possibilité d'erreurs.
Deuxièmement, en utilisant des pochoirs SMT, les fabricants peuvent économiser davantage de coûts et raccourcir les délais d'exécution, car les pochoirs de circuits imprimés nécessitent moins de travail et de temps pour terminer le processus. Processus d'assemblage de PCB.
Troisièmement, le pochoir facilite l'application uniforme de la soudure sur tous les plots de montage en surface et garantit une grande précision de placement des plots.
Comment fabriquer un pochoir PCB ?
Dans cette partie, nous allons expliquer le processus de création d'un pochoir PCB étape par étape, il y a 9 étapes impliquées :
Étape 1 : Matériel et préparation du pochoir PCB
Matériel Requis
– Machine Cricut
– Logiciel Sure-Cuts-A-Lot
– Logiciel de visualisation Gerber
– Des transparents pour rétroprojecteurs que vous pouvez acheter dans n’importe quel magasin de fournitures de bureau
– Un ordinateur Windows XP / Vista
Préparation
Votre Cricut doit disposer d'une version spécifique du firmware. Vous pouvez mettre à jour/rétrograder le firmware en téléchargeant Cricut Design Studio et en suivant les instructions de la section Aide. Consultez la FAQ de Sure-Cuts-A-Lot pour plus d'informations.
Étape 2 : Préparez la disposition du PCB et déterminez les dimensions
Créer une pâte à braser de qualité peut demander quelques essais. Les pochoirs pour circuits imprimés manquent de précision. Ils découpent des bords arrondis et ignorent les formes inférieures à environ 18 mm (0.46 mils) sur 50 mm (1.27 mils). Cela dit, assurez-vous que toutes les pastilles de vos composants sont plus grandes que celles-ci. Pour qu'une pastille conserve une surface suffisante pour la pâte à braser, agrandissez-la. Le logiciel de conception de circuits imprimés KiCAD EDA Suite permet de modifier toutes les empreintes une pastille à la fois. La soudure a cette propriété étonnante de se connecter aux pièces métalliques lors de la refusion. Tant que votre circuit imprimé est doté d'une réserve de soudure précise, les pièces métalliques se connecteront. Ne vous inquiétez donc pas trop des pastilles (environ +/- 20 %).
Vous aurez besoin des dimensions exactes de votre gabarit de circuit imprimé pour plus tard. Utilisez l'outil de mesure de distance de votre logiciel de conception de circuits imprimés pour déterminer la distance entre les pastilles les plus externes. Il ne s'agit pas de la taille du circuit imprimé, mais de la distance entre les bords des pastilles les plus externes. Dans l'exemple ci-dessous, le circuit imprimé a une largeur de 2.3, mais la distance entre les pastilles est de 2.142.
Vous pouvez mesurer des distances en sélectionnant des dessins dans le menu déroulant des calques et en cliquant sur le bouton « Dimensions » dans le menu d'outils de droite. Il s'agit du quatrième bouton en partant du bas.
Étape 3 : Création de fichiers Gerber
Dessinez la disposition de votre PCB à l'aide du pochoir de pâte à souder Gerber.
Lorsque vous utilisez KiCAD, sélectionnez « Dessiner » dans le menu « Fichier ». Dans la fenêtre de tracé, sélectionnez « SoldP_Cmp » pour la couche de pâte à braser, puis cliquez sur le bouton « Tracer ».
Étape 4 : ouvrez le fichier Gerber pour la conversion
Ouvrez le fichier dans Gerber Viewer. Sélectionnez « Ouvrir les calques » dans le menu « Fichier ».
Étape 5 : Exporter Gerber vers un fichier SVG
Exportez ensuite le fichier au format SVG. Sélectionnez « Exporter », puis « SVG… » dans le menu « Fichier ».
Étape 6 : Créer des pochoirs avec Cricut
Importez le fichier SVG dans Sure-Cuts-A-Lot en choisissant Importer SVG… dans le menu Fichier.
Étape 7 : redimensionner le design
Cliquez sur Conserver les proportions dans la fenêtre Propriétés et définissez la largeur du pochoir sur la valeur précédemment notée.
Étape 8 : préparer le transparent et la machine
Prenez une feuille de film transparent et découpez-la aux dimensions du tapis de découpe Cricut. Fixez le film transparent découpé sur le tapis. Placez le tapis dans la machine et appuyez sur le bouton d'insertion du papier. Réglez la rondelle de butée de la Cricut vers le haut : la molette de vitesse se positionne sur Élevé ou Moyen, et la profondeur de la lame de coupe sur 5 ou 6. Des instructions détaillées sont disponibles dans le manuel Cricut. Des essais et des erreurs sont nécessaires. La vitesse et la pression peuvent modifier la précision des découpes, et une profondeur de lame plus importante accélère le remplacement du tapis de découpe.
Étape 9 : Découpez votre pochoir PCB
Allez découper le motif. Choisissez « Découper le motif » dans le menu « Cutter ».
Considérations relatives à la conception des pochoirs PCB
- Épaisseur des pochoirs
Lors de la conception de pochoirs pour circuits imprimés, l'épaisseur des pochoirs est un facteur clé qui détermine la quantité de pâte à souder à déposer sur la carte. Un dépôt excessif de soudure entraînerait des ponts de soudure, tandis qu'un dépôt insuffisant fragiliserait les joints de soudure. L'épaisseur normale des pochoirs est comprise entre 4 et 8 millièmes de pouce.
- Taille d'ouverture
La taille des ouvertures des pochoirs doit être inférieure à celle des pastilles du circuit imprimé afin d'éviter les problèmes de pontage et de soudure, car la pâte à souder risquerait de coller aux parois des ouvertures lors du retrait des pochoirs. Par conséquent, la surface intérieure des parois des ouvertures doit être inférieure de deux tiers à celle des pastilles du circuit imprimé afin d'éviter ces problèmes.
- Matériau du pochoir
Le matériau utilisé pour la fabrication des pochoirs est un autre facteur à prendre en compte lors de la conception d'un pochoir de circuit imprimé, car il influence la capacité de la pâte à braser à se déposer de l'ouverture sur la pastille. Le matériau le plus utilisé est l'acier inoxydable, tandis que pour certaines conceptions de circuits imprimés avec des composants à pas fin, d'autres matériaux sont nécessaires, comme le nickel, 50 % plus cher que l'acier inoxydable.
- Alignement du pochoir
Un bon alignement du pochoir est essentiel pour obtenir une impression précise de la pâte à braser. Pour un effet d'impression parfait, il est nécessaire d'ajouter des repères sur le circuit imprimé et le pochoir. Ces repères garantissent un alignement parfait du pochoir et du circuit imprimé.
En fin de compte, la production de pochoirs pour circuits imprimés requiert des compétences et une expertise pointues. Si vous manquez de compétences, il est recommandé de collaborer avec un fabricant de pochoirs pour circuits imprimés de confiance. MOKO Technology est spécialisé dans Services PCBANous proposons des services de fabrication de circuits imprimés, de création de pochoirs CMS, d'assemblage, de test et d'expédition. Nous possédons une vaste expérience en fabrication de circuits imprimés à façon. Contactez un fabricant de pochoirs réputé comme MOKO pour lancer votre projet !
