A montagem de PCBs não é um processo simples, especialmente na fase de impressão. Quaisquer pequenos erros podem causar danos aos PCBs ou até mesmo causar falhas. Embora os erros geralmente sejam causados pela montagem da junta de solda em Almofadas de PCBO estêncil para PCB pode reduzir a chance de erros durante a montagem dos componentes. Graças ao uso de estênceis para PCB, todas as juntas de solda podem ser montadas na placa de uma só vez, o que não só economiza muito tempo, como também elimina erros nas juntas de solda. Portanto, é muito importante entender bem os estênceis para PCB. Neste guia, explicaremos quase tudo o que você precisa saber sobre o assunto, incluindo os tipos de estênceis, considerações sobre o design de estênceis para PCB e também o processo de fabricação dos estênceis.
O que é um estêncil de PCB?
Um estêncil para PCB, também conhecido como malha de aço, tem como função principal auxiliar na deposição da pasta de solda. Ele transfere uma quantidade exata de pasta de solda para um local preciso na placa de circuito impresso (PCB). O estêncil consiste em uma estrutura de estêncil, uma malha de arame e uma chapa de aço. Existem inúmeras aberturas no estêncil que correspondem às posições que requerem impressão na PCB. Os depósitos de pasta de solda ocorrem na placa de acordo com a formação dos furos do estêncil quando este é removido. O estêncil para PCB nos ajuda a depositar pasta de solda em posições designadas em uma placa de circuito impresso (PCB) nua, para que a conexão elétrica da junta de solda entre a almofada e o componente possa ser realizada perfeitamente.
Do que é feito um estêncil de PCB?
- quadro
As armações de tela são categorizadas principalmente em armações móveis e fixas. As armações móveis fixam diretamente a chapa de aço à armação, permitindo o uso repetido da armação de gabarito. As armações fixas aderem a tela de arame à armação com adesivo. Uma armação resistente é obtida por meio de uma tensão constante do aço, normalmente entre 35 e 48 N/cm².
- segurança
Materiais como cobre, aço inoxidável, liga de níquel e poliéster podem ser utilizados. Os estênceis geralmente utilizam chapas de aço inoxidável premium 301/304, que possuem excelentes características mecânicas, prolongando substancialmente sua vida útil.
- Malha
A malha fixa as chapas e armações de aço. São utilizadas malhas de aço inoxidável ou poliéster polimérico. Cerca de 100 fios de aço inoxidável proporcionam tensão estável suficiente, mas podem deformar e perder tensão com o tempo. A malha de poliéster é mais durável e tem uma vida útil mais longa.
- Adesivo
O adesivo une a estrutura de malha à chapa de aço. Ele desempenha um papel vital no molde, mantendo uma forte adesão e resistindo à limpeza pesada com diversos produtos de limpeza de chapas.
Tipos de estêncil para placa de circuito
O estêncil PCB emoldurado
Trata-se de um estêncil de pasta de solda cortado a laser, permanentemente montado na moldura do estêncil, utilizando uma borda de malha para esticar firmemente a folha do estêncil dentro da moldura. O estêncil para PCB emoldurado é adequado para serigrafia de alto volume, podendo ser aplicado em passo de 16 mil ou menos. O estêncil emoldurado apresenta paredes de abertura suaves, bom desempenho de impressão e aberturas cortadas a laser limpas que também resistem ao desgaste extremo.
Estêncil sem moldura
Os estênceis PCB sem moldura, também conhecidos como folhas, são estênceis cortados a laser que não precisam ser colados permanentemente na moldura, usados com molduras de estêncil reutilizáveis chamadas sistemas de tensionamento de estêncil. Os estênceis SMT sem moldura oferecem qualidade avançada e desempenho superior a um custo menor do que os estênceis com moldura. São adequados para protótipo de montagem de placa de circuito impresso ou produções de baixo volume, o que também ajuda a reduzir a necessidade de espaço de armazenamento.
Estêncil de protótipo de PCB
Os estênceis de protótipo são personalizados a partir de CAD ou Arquivos Gerber, ao fazer um protótipo de PCB, o modelo deve corresponder ao projetado Protótipo PCB. Reduz a possibilidade de erros na soldagem manual de protótipos de PCBs e evita processos manuais tediosos. Portanto, o uso desses estênceis pode melhorar a qualidade das placas e encurtar significativamente o ciclo de montagem de protótipos de placas de circuito impresso.
Estêncil eletroformado
O estêncil eletroformado é um estêncil à base de níquel que é fixado permanentemente na estrutura do estêncil por meio de uma borda de malha. O estêncil eletroformado oferece as melhores propriedades de liberação de pasta de solda disponíveis, sendo ideal para aplicações SMT de passo fino de 12 mils a 20 mils, bem como ficha flip, colisão de wafers e µBGA. Os estênceis eletroformados têm um coeficiente de atrito menor em comparação com outros estênceis, pois são feitos de níquel. Além disso, proporcionam maior vida útil ao estêncil.
As vantagens do estêncil de PCB
À medida que as placas de circuito se tornam cada vez mais complexas, o processo tradicional de montagem de PCB, que exige a colocação manual de componentes eletrônicos antes da soldagem, não consegue atender aos requisitos de colocação e soldagem de um grande número de componentes pequenos em placas de circuito menores. Precisamos usar estênceis para placas de circuito para a colocação de componentes e aplicação de pasta de solda por máquinas, o que traz muitos benefícios, conforme listado abaixo:
Primeiro, os estênceis de PCB nos ajudam a melhorar a precisão ao posicionar os componentes na placa, garantem a precisão do passo fino na impressão e, consequentemente, reduzem a possibilidade de erros.
Em segundo lugar, ao usar estênceis SMT, os fabricantes podem economizar mais custos e reduzir o tempo de resposta, porque os estênceis de placa de circuito exigem menos trabalho e tempo para terminar. Processo de montagem de PCB.
Terceiro, o estêncil facilita a aplicação uniforme da solda em todas as almofadas do dispositivo de montagem em superfície e garante alta precisão no posicionamento das almofadas.
Como fazer um estêncil para PCB?
Nesta parte, explicaremos o processo para criar um estêncil de PCB passo a passo, são 9 etapas envolvidas:
Etapa 1: Material e preparação para estêncil de PCB
Materiais
– Máquina Cricut
– Software Sure-Cuts-A-Lot
– Software visualizador Gerber
– Transparências para retroprojetores que você pode comprar em qualquer papelaria
– Um computador com Windows XP / Vista
PREPARAÇÃO
Sua Cricut precisa ter uma versão de firmware específica. Você pode atualizar/rebaixar o firmware baixando o Cricut Design Studio e seguindo as instruções em Ajuda para atualizar o firmware. Consulte as Perguntas Frequentes da Sure-Cuts-A-Lot para mais informações.
Etapa 2: Prepare o layout do PCB e determine as dimensões
Pode levar algumas tentativas e erros para criar estênceis de PCB de pasta de solda decentes, mas eles não são muito precisos. Eles cortam bordas arredondadas e ignoram formas menores que 18 mils (0.46 mm) por 50 mils (1.27 mm). Dito isso, você deve se certificar de que todos os seus pads de componentes sejam maiores que esses. Para garantir que um pad ainda tenha área de pasta de solda suficiente, aumente-o. O programa de layout de PCB KiCAD EDA Suite tem a capacidade de alterar todos os pads de uma pegada de cada vez. A solda tem essa propriedade incrível de se conectar às peças de metal quando o refluxo encontra. Contanto que seu PCB tenha resistência de solda precisa, as peças de metal de solda serão encontradas unidas. Portanto, não se preocupe muito com os pads (basicamente, digamos +/- 20%).
Você precisa das dimensões exatas do seu modelo de PCB para mais tarde. Use a ferramenta de distância do seu software de layout de PCB para determinar a distância entre as pastilhas dos componentes mais externos. Não o tamanho da PCB, mas a distância entre as bordas das pastilhas mais externas. No exemplo abaixo, a PCB tem uma largura de 2.3, "mas a distância entre as pastilhas é de 2.142".
Você pode medir distâncias selecionando desenhos no menu suspenso de camadas e clicando no botão Dimensões no menu de ferramentas à direita. É o quarto botão de baixo para cima.
Etapa 3: Criando arquivos Gerber
Desenhe o layout do seu PCB usando o estêncil de pasta de solda Gerber.
Ao usar o KiCAD, escolha Desenhar no menu Arquivo. Na janela de plotagem, selecione SoldP_Cmp para a camada de componente de pasta de solda e clique no botão Plotar.
Etapa 4: Abra o arquivo Gerber para conversão
Abra o arquivo no Gerber Viewer. Selecione "Abrir Camada(s)" no menu "Arquivo".
Etapa 5: Exportar Gerber para arquivo SVG
Em seguida, exporte o arquivo no formato SVG. Selecione Exportar e, em seguida, SVG… no menu Arquivo.
Etapa 6: Criando estênceis com Cricut
Importe o arquivo SVG para o Sure-Cuts-A-Lot escolhendo Importar SVG… no menu Arquivo.
Etapa 7: redimensione o design
Clique em Manter proporções na janela Propriedades e defina a largura do estêncil para o valor anotado anteriormente.
Passo 8: preparar a transparência e a máquina
Pegue uma folha de filme transparente e corte-a no tamanho da base de corte da Cricut. Prenda a transparência cortada na base de corte. Coloque a base de corte na máquina e pressione o botão de inserção de papel. Ajuste a arruela de pressão da Cricut para cima, a roda de velocidade girará para Alta ou Média e a profundidade da lâmina de corte para 5 ou 6. Instruções detalhadas podem ser encontradas no manual da Cricut. Você precisará de algumas tentativas. A velocidade e a pressão podem alterar a precisão dos cortes, e uma maior profundidade da lâmina de corte acelera a troca da base de corte.
Etapa 9: corte o estêncil do PCB
Vá para cortar o desenho. Selecione "Cortar Desenho" no menu Cortador.
Considerações sobre o design do estêncil de PCB
- Espessura dos estênceis
No design de estênceis para PCB, a espessura dos estênceis é um fator-chave que determinará a quantidade de pasta de solda a ser depositada na placa. A deposição excessiva de solda causará pontes de solda, enquanto a deposição reduzida enfraquecerá as juntas de solda. Normalmente, a espessura dos estênceis varia de 4 a 8 mil.
- Tamanho da abertura
O tamanho das aberturas do estêncil precisa ser menor que o tamanho da placa de circuito impresso, o que pode evitar problemas como formação de pontes e cordões de solda, ou a pasta de solda pode grudar nas paredes da abertura quando os estênceis forem removidos. Portanto, a área interna da parede da abertura deve ser projetada para ser dois terços menor que a área da placa de circuito impresso para evitar tais problemas.
- Material do estêncil
O material usado para fazer os estênceis é outro fator a ser considerado durante o projeto do estêncil para PCB, que afeta a capacidade da pasta de solda de se soltar da abertura para a placa de circuito impresso. O material mais utilizado é o aço inoxidável, enquanto para alguns projetos de PCB com dispositivos de passo fino, precisamos usar outros materiais, como o níquel, que é 50% mais caro que o aço inoxidável.
- Alinhamento de estêncil
O bom alinhamento do estêncil é fundamental para obter uma impressão precisa da pasta de solda. Para obter o efeito de impressão perfeito, precisamos adicionar as marcas de referência tanto à placa de circuito impresso quanto ao estêncil. Essas marcas de referência garantem o alinhamento correto do estêncil e da placa de circuito impresso.
Em última análise, a produção de estênceis para PCB exige habilidades e conhecimentos avançados. Se você não tem proficiência, recomenda-se a colaboração com um fabricante confiável de estênceis para PCB. A MOKO Technology é especializada em serviços PCBA, fornecendo serviços de fabricação de PCB, criação de estênceis SMT, montagem, testes e envio de PCBs. Temos ampla experiência em fabricação sob contrato de PCBA. Entre em contato com um fabricante de estênceis para PCB de renome, como a MOKO, para dar início ao seu projeto de PCB!
