L'assemblage de PCB n'est pas un processus simple, surtout au stade de l'impression, toute petite erreur endommagera les PCB ou même provoquera une panne. Bien que les erreurs soient généralement causées par le montage d'un joint de soudure sur Plaquettes PCB, le pochoir PCB peut réduire le risque d'erreurs lors de l'assemblage des composants. En raison de l'utilisation de pochoirs PCB, tous les joints de soudure peuvent être montés sur la carte en même temps, ce qui permet non seulement de gagner beaucoup de temps, mais également d'éliminer les erreurs dans les joints de soudure. Il est donc très important de bien comprendre les pochoirs PCB. Dans ce guide, nous vous expliquerons presque tout ce que vous devez savoir à ce sujet, y compris les types de pochoirs, Considérations sur la conception des pochoirs PCB, et aussi le processus de fabrication des pochoirs.
Qu'est-ce qu'un pochoir PCB?
Un pochoir PCB, également connu sous le nom de treillis en acier, a pour fonction principale d'aider au dépôt de la pâte à souder. Il transfère une quantité exacte de pâte à souder à un endroit précis sur le circuit imprimé nu. Le pochoir se compose d'un cadre de pochoir, grillage, et tôle d'acier. Il existe de nombreuses ouvertures dans le pochoir qui correspondent aux positions nécessitant une impression sur le PCB. Les dépôts de pâte à braser sont sur la carte en fonction de la formation des trous du pochoir lorsque le pochoir est retiré. Le pochoir PCB nous aide à déposer de la pâte à souder sur des emplacements désignés sur une carte PCB nue afin que la connexion électrique du joint de soudure entre le plot et le composant puisse être parfaitement réalisée..
De quoi est fait un pochoir PCB ?
- Cadre
Les cadres d'écran sont principalement classés en cadres mobiles et fixes. Les cadres mobiles fixent directement la plaque d'acier au cadre, permettant une utilisation répétée du cadre modèle. Les cadres fixes collent le treillis métallique au cadre à l'aide d'un adhésif. Un cadre robuste est obtenu grâce à une tension constante de l'acier, généralement entre 35 et 48 N/cm2.
- Feuille
Des matériaux comme le cuivre, acier inoxydable, alliage de nickel, et le polyester peut être utilisé. Les pochoirs utilisent généralement des produits premium 301/304 tôles d'acier inoxydable de qualité présentant des caractéristiques mécaniques exceptionnelles, prolongeant considérablement la durée de vie utile des pochoirs.
- Engrener
Le treillis fixe les plaques d'acier et les cadres. Des mailles en acier inoxydable ou en polyester polymère sont utilisées. Environ 100 le fil en acier inoxydable à mailles fournit une tension suffisamment stable mais peut se déformer et perdre de la tension avec le temps. La maille en polyester est plus durable avec une durée de vie plus longue.
- Adhésif
L'adhésif lie le cadre en treillis et la tôle d'acier. Il joue un rôle essentiel dans le modèle, maintenir une forte adhérence et résister à un nettoyage intensif avec divers nettoyants pour plaques.
Types de pochoirs pour circuits imprimés
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Le pochoir PCB encadré
Il s'agit d'un pochoir en pâte à souder découpé au laser qui est monté en permanence sur le cadre du pochoir, utiliser une bordure en maille pour étirer étroitement la feuille de pochoir dans un cadre. Le pochoir PCB encadré convient à la sérigraphie à grand volume, qui peut s'appliquer à 16 Pas de mil ou moins. Le pochoir encadré est doté de parois d'ouverture lisses, bonnes performances d'impression, et des ouvertures découpées au laser propres qui peuvent également résister à une usure extrême.
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Pochoir sans cadre
Pochoirs PCB sans cadre, également connu sous le nom de feuilles, sont des pochoirs découpés au laser qui n'ont pas besoin d'être collés de façon permanente dans le cadre, utilisé avec des cadres de pochoir réutilisables appelés systèmes de tension de pochoir. Les pochoirs SMT sans cadre offrent une qualité avancée et des performances supérieures à un coût inférieur à celui des pochoirs encadrés. Il convient pour assemblage de prototypes de circuits imprimés ou des séries de production en faible volume, ce qui contribue également à réduire les besoins en espace de stockage.
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Pochoir de prototype de carte PCB
Les pochoirs prototypes sont personnalisés à partir de CAO ou Fichiers Gerber, lors de la création d'un modèle de PCB prototype, le modèle doit correspondre à la conception Prototype de circuit imprimé. Il réduit le risque d'erreurs lors du soudage manuel de 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 cartes de circuits imprimés.
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Pochoir électroformé
Le pochoir électroformé est un pochoir à base de nickel qui est monté en permanence sur le cadre du pochoir via une bordure en maille. Le pochoir électroformé offre les meilleures propriétés de libération de pâte à souder disponibles, il est donc idéal pour les applications SMT à pas fin de 12 millièmes à 20 mils, ainsi que retourner la puce, plaquette se cogner, et µBGA. Les pochoirs électroformés ont un coefficient de frottement inférieur à celui des autres pochoirs car ils sont en nickel, en outre, ils offrent une durée de conservation prolongée du pochoir.
Les avantages du pochoir PCB
Comme les circuits imprimés deviennent de plus en plus complexes, le processus d'assemblage de PCB traditionnel qui nécessite le placement manuel des composants électroniques avant le soudage ne peut pas répondre aux exigences de placement et de soudage d'un grand nombre de petits composants sur des cartes de circuits imprimés plus petites. Nous devons utiliser des pochoirs pour circuits imprimés pour le placement des composants et l'application de la pâte à souder par machine., qui apporte beaucoup d'avantages comme indiqué ci-dessous:
Premier, Les pochoirs PCB nous aident à améliorer la précision lors du placement des composants sur la carte, garantir la précision du pas fin lors de l'impression et par conséquent réduire la possibilité d'erreurs.
Seconde, en utilisant des pochoirs SMT, les fabricants peuvent économiser plus de coûts et raccourcir le délai d'exécution, parce que les pochoirs de circuits imprimés nécessitent moins de travail et de temps pour terminer le Processus d'assemblage de PCB.
La troisième, le pochoir facilite l'application uniforme de la soudure sur tous les plots de dispositif de montage en surface et assure une grande précision de placement des plots.
Comment fabriquer un pochoir pour PCB?
Dans cette partie, nous allons vous expliquer étape par étape le processus de création d'un pochoir PCB, il y a 9 étapes impliquées:
Étape 1: Matériel et préparation pour pochoir PCB
Matériaux
– 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 Windows XP / Vue de l'ordinateur
Préparation
Votre Cricut doit avoir une version de firmware spécifique. Vous pouvez mettre à jour / rétrograder le firmware en téléchargeant Cricut Design Studio et en suivant les instructions sous Aide pour mettre à jour le firmware. Consultez la FAQ Sure-Cuts-A-Lot pour plus d'informations.
Étape 2: Préparer la disposition du circuit imprimé et déterminer les dimensions
Cela peut prendre quelques essais et erreurs pour créer une pâte à souder décente. Les pochoirs PCB ne sont pas très précis.. Il coupe les bords arrondis et ignore les formes inférieures à environ 18 mils (0.46mm) par 50mils (1.27mm). Cela dit, vous devez vous assurer que tous vos pads de composants sont plus grands que ceux-ci. Pour s'assurer qu'un tampon a encore suffisamment de surface de pâte à souder, rendre le pad plus. Le programme de mise en page de circuits imprimés KiCAD EDA Suite a la capacité de changer tous les tampons d'empreinte à la fois. La soudure a cette propriété étonnante qui se connecte aux pièces métalliques lorsque la refusion trouve. Tant que votre PCB a une résistance de soudure précise, des morceaux de métal de soudure seront trouvés pour lier. Alors ne vous inquiétez pas trop des serviettes (dire en gros +/- 20%).
Vous avez besoin des dimensions exactes de votre modèle de PCB pour plus tard. Utilisez l'outil de distance de votre logiciel de configuration de PCB pour déterminer la distance entre les plots de composants les plus externes. Pas la taille du PCB, mais la distance entre les bords les plus à l'extérieur de la pastille. Dans l'exemple ci-dessous, le PCB a une largeur de 2.3, « mais la distance entre les patins bord à bord est de 2,142 ».
Vous pouvez mesurer les 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. C’est le quatrième bouton à partir du bas.
Étape 3: Création de fichiers Gerber
Dessinez votre disposition de PCB à l'aide du pochoir de pâte à souder Gerber.
Lors de l'utilisation de KiCAD, choisissez Dessiner dans le menu Fichier. Dans la fenêtre de tracé, sélectionnez SoldP_Cmp pour la couche de composant de pâte à souder et cliquez sur le bouton Tracer.
Étape 4: Ouvrez le fichier Gerber pour la conversion
Ouvrez le fichier dans Gerber Gerber Viewer. Sélectionnez Open Layer (s) depuis le menu Fichier.
Étape 5: Exporter Gerber vers un fichier SVG
Exportez ensuite le fichier au format SVG. Sélectionnez Exporter, puis SVG… depuis 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 gabarit sur la valeur précédemment indiquée.
Étape 8: préparer la transparence et la machine
Prenez une feuille de film transparent et coupez-la à la taille du tapis de découpe Cricut. Tack la transparence coupée dans le tapis de découpe. Placez le tapis de découpe dans la machine et appuyez sur le bouton d'insertion de papier. Réglez la rondelle de butée de la Cricut vers le haut., la roue de vitesse se tournera vers High ou Medium, et la profondeur de la lame de coupe 5 ou 6. Des instructions détaillées peuvent être trouvées dans le manuel Cricut. Vous trouverez quelques essais et erreurs nécessaires. La vitesse et la pression peuvent modifier la précision des coupes, et une plus grande profondeur du couteau de coupe accélère la rapidité avec laquelle vous devez remplacer le tapis de coupe.
Étape 9: Découpez votre pochoir PCB
Allez couper le dessin. Choisissez Cut Design dans le menu Cutter.
Considérations sur la conception du pochoir PCB
- Épaisseur des pochoirs
Dans la conception de pochoirs PCB, l'épaisseur des pochoirs est un facteur clé qui déterminera la quantité de pâte à souder à déposer sur la carte, un dépôt de soudure supplémentaire entraînerait un pontage de soudure, tandis que moins de dépôt de soudure rend les joints de soudure faibles. Normalement, l'épaisseur des pochoirs est de 4 tu à 8 tu.
- Taille d'ouverture
La taille des ouvertures du pochoir doit être conçue plus petite que la taille de la plaquette de circuit imprimé, ce qui peut éviter des problèmes tels que le pontage et les perles de soudure, ou la pâte à souder peut coller aux parois de l'ouverture lorsque les pochoirs sont retirés. Donc, la zone intérieure de la paroi de l'ouverture doit être conçue pour être deux tiers plus petite que la zone de la pastille PCB pour éviter de tels problèmes.
- Matériel de pochoir
Le matériau utilisé pour fabriquer les pochoirs est un autre facteur à prendre en compte lors de la conception des pochoirs PCB., ce qui affecte la capacité à libérer la pâte à souder de l'ouverture vers le plot du PCB. Le matériau le plus utilisé est l'acier inoxydable, tandis que pour certaines conceptions de circuits imprimés avec des dispositifs à pas fin, nous devons utiliser d'autres matériaux comme le nickel qui est 50% plus cher que l'inox.
- Alignement du pochoir
Un bon alignement du pochoir est essentiel pour obtenir une impression précise de la pâte à souder, tout en obtenant l'effet d'impression parfait, nous devons ajouter les repères à la fois au PCB et au pochoir. Ces repères garantissent que l'alignement du pochoir et de la carte de circuit imprimé est correct.
En fin de compte, la production de pochoirs PCB nécessite des compétences et une expertise avancées. Si vous manquez de compétence, il est recommandé de collaborer avec un fabricant de pochoirs pour PCB de confiance. La technologie MOKO est spécialisée dans Services PCBA, fournir la fabrication de PCB, Création de pochoir SMT, Assemblage PCB, essai, et services d'expédition. Nous avons une vaste expérience dans la fabrication sous contrat de PCBA. Contactez un fabricant de pochoirs pour PCB réputé comme MOKO pour lancer votre projet de PCB!
