Сборка печатной платы — не простой процесс, особенно на этапе печати, любые небольшие ошибки могут привести к повреждению печатной платы или даже к выходу ее из строя. В то время как ошибки обычно возникают при монтаже паяного соединения на площадки для печатных плат, трафарет для печатной платы может снизить вероятность ошибок при сборке компонентов. Благодаря использованию трафаретов для печатной платы все паяные соединения могут быть смонтированы на плате одновременно, что не только экономит много времени, но и исключает ошибки в паяных соединениях. Поэтому очень важно хорошо разобраться в трафаретах для печатных плат. В этом руководстве мы объясним почти все, что вам нужно знать об этом, включая типы трафаретов, соображения по проектированию трафаретов для печатных плат, а также процесс изготовления трафаретов.
Что такое трафарет для печатной платы?
Трафарет для печатной платы, также известный как стальная сетка, имеет основную функцию — помогать в нанесении паяльной пасты. Он переносит точное количество паяльной пасты в точное место на голой печатной плате. Трафарет состоит из рамки трафарета, проволочной сетки и стального листа. В трафарете есть многочисленные отверстия, которые соответствуют позициям, требующим печати на печатной плате. Паста для печатной платы откладывается на плате в соответствии с образованием отверстий трафарета, когда трафарет удален. Трафарет для печатной платы помогает нам наносить паяльную пасту на обозначенные позиции на голой печатной плате, чтобы электрическое соединение паяного соединения между контактной площадкой и компонентом могло быть выполнено идеально.
Из чего сделан трафарет для печатной платы?
- Корзина
Рамы экранов в основном подразделяются на подвижные и неподвижные. Подвижные рамы напрямую прикрепляют стальную пластину к раме, что позволяет многократно использовать шаблонную раму. Неподвижные рамы приклеивают проволочную сетку к раме с помощью клея. Прочная рама достигается за счет постоянного натяжения стали, обычно от 35 до 48 Н/см2.
- Простыня
Могут использоваться такие материалы, как медь, нержавеющая сталь, никелевый сплав и полиэстер. Трафареты обычно используют листы нержавеющей стали премиум-класса 301/304, которые обладают выдающимися механическими характеристиками, что существенно продлевает срок службы трафаретов.
- меш
Сетка фиксирует стальные пластины и рамы. Используются сетки из нержавеющей стали или полимерного полиэстера. Проволока из нержавеющей стали с ячейками около 100 обеспечивает достаточно стабильное натяжение, но со временем может деформироваться и терять натяжение. Сетка из полиэстера более прочная и имеет более длительный срок службы.
- Клей
Клей связывает сетчатую раму и стальной лист. Он играет важную роль в шаблоне, поддерживая прочную адгезию и выдерживая интенсивную очистку различными очистителями пластин.
Типы трафаретов для печатных плат
Трафарет для печатной платы в рамке
Это трафарет для паяльной пасты, вырезанный лазером, который постоянно закреплен на рамке трафарета, используя сетчатую окантовку для плотного натяжения фольги трафарета внутри рамки. Трафарет для печатной платы с рамкой подходит для трафаретной печати больших объемов, которая может быть применена к шагу 16 мил или ниже. Трафарет с рамкой отличается гладкими стенками апертуры, хорошими печатными характеристиками и чистыми отверстиями, вырезанными лазером, которые также могут выдерживать экстремальный износ.
Безрамный трафарет
Безрамочные трафареты для печатных плат, также известные как фольга, представляют собой лазерно вырезанные трафареты, которые не нужно постоянно приклеивать к рамке, используемые с многоразовыми рамками для трафаретов, называемыми системами натяжения трафаретов. Безрамочные трафареты SMT предлагают передовое качество и превосходную производительность по более низкой цене, чем трафареты с рамкой. Подходит для прототип печатной платы сборки или мелкосерийное производство, что также помогает сократить требования к складским помещениям.
Трафарет прототипа печатной платы
Трафареты прототипов изготавливаются по индивидуальному заказу из САПР или Герберские файлыпри изготовлении прототипа шаблона печатной платы, шаблон должен соответствовать разработанному Прототип печатной платы. Это снижает вероятность ошибок при ручной пайке прототипов печатных плат и позволяет избежать утомительных ручных процессов. Следовательно, использование таких трафаретов может улучшить качество плат и значительно сократить цикл сборки прототипов печатных плат.
Электроформованный трафарет
Электроформованный трафарет — это трафарет на основе никеля, который постоянно закреплен на рамке трафарета с помощью сетчатой окантовки. Электроформованный трафарет обеспечивает наилучшие доступные свойства отделения паяльной пасты, поэтому он идеально подходит для мелкого шага SMT-приложений от 12 до 20 мил, а также флипчип, выравнивание выводов пластин и µBGA. Электроформованные трафареты имеют более низкий коэффициент трения по сравнению с другими трафаретами, поскольку они изготовлены из никеля, кроме того, они обеспечивают более длительный срок хранения трафарета.
Преимущества трафарета для печатных плат
Поскольку печатные платы становятся все более и более сложными, традиционный процесс сборки печатных плат, требующий ручного размещения электронных компонентов перед пайкой, не может удовлетворить требованиям размещения и пайки большого количества мелких компонентов на меньших печатных платах. Нам необходимо использовать трафареты для печатных плат для машинного размещения компонентов и нанесения паяльной пасты, что дает множество преимуществ, перечисленных ниже:
Во-первых, трафареты для печатных плат помогают нам повысить точность размещения компонентов на плате, гарантировать высокую точность шага при печати и, следовательно, снизить вероятность ошибок.
Во-вторых, используя трафареты SMT, производители могут сэкономить больше средств и сократить время выполнения заказа, поскольку трафареты для печатных плат требуют меньше труда и времени для завершения работы. Процесс сборки печатной платы.
В-третьих, трафарет обеспечивает равномерное нанесение припоя на все контактные площадки поверхностного монтажа и высокую точность размещения контактных площадок.
Как сделать трафарет для печатной платы?
В этой части мы шаг за шагом объясним процесс создания трафарета для печатной платы, который состоит из 9 шагов:
Шаг 1: Материал и подготовка трафарета для печатной платы
Материалы
– Машина Cricut
– Программное обеспечение Sure-Cuts-A-Lot
– Программа для просмотра Gerber
– Прозрачные пленки для проекторов, которые можно купить в любом магазине канцелярских товаров
– Компьютер с Windows XP/Vista
Подготовка
У вашего Cricut должна быть определенная версия прошивки. Вы можете обновить/понижать версию прошивки, загрузив Cricut Design Studio и следуя инструкциям в разделе «Помощь» для обновления прошивки. Для получения дополнительной информации см. раздел FAQ Sure-Cuts-A-Lot.
Шаг 2: Подготовьте макет печатной платы и определите размеры
Может потребоваться некоторое количество проб и ошибок, чтобы создать приличную паяльную пасту. Трафареты для печатных плат не очень точны. Он обрезает закругленные края и игнорирует формы размером менее 18 мил (0.46 мм) на 50 мил (1.27 мм). Тем не менее, вы должны убедиться, что все ваши контактные площадки компонентов больше этих. Чтобы убедиться, что на площадке все еще достаточно площади для паяльной пасты, сделайте ее больше. Программа компоновки печатных плат KiCAD EDA Suite позволяет изменять все по одной контактной площадке за раз. Припой обладает этим удивительным свойством, которое соединяется с металлическими деталями при оплавлении. Пока на вашей печатной плате есть точный припойный резист, металлические части припоя будут найдены для соединения. Так что не слишком беспокойтесь о контактных площадках (в основном, скажем, +/- 20%).
Вам понадобятся точные размеры шаблона печатной платы для дальнейшего использования. Используйте инструмент расстояния в программном обеспечении для компоновки печатных плат, чтобы определить расстояние между самыми внешними контактными площадками компонентов. Не размер печатной платы, а расстояние между самыми внешними краями контактных площадок. В примере ниже ширина печатной платы составляет 2.3, «но расстояние от края до края контактной площадки составляет 2.142».
Вы можете измерить расстояния, выбрав чертежи из раскрывающегося меню слоев и нажав кнопку «Размеры» в правом меню инструментов. Это четвертая кнопка снизу.
Шаг 3: Создание файлов Gerber
Нарисуйте схему печатной платы с помощью трафарета паяльной пасты Gerber.
При использовании KiCAD выберите Draw в меню File. В окне plot выберите SoldP_Cmp для слоя компонента паяльной пасты и нажмите кнопку Plot.
Шаг 4: Откройте файл Gerber для конвертации.
Откройте файл в Gerber Gerber Viewer. Выберите Open Layer(s) в меню File.
Шаг 5: Экспорт Gerber в файл SVG
Затем экспортируйте файл в формате SVG. Выберите Export, затем SVG… в меню File.
Шаг 6: Создание трафаретов с помощью Cricut
Импортируйте файл SVG в Sure-Cuts-A-Lot, выбрав «Импорт SVG…» в меню «Файл».
Шаг 7: Измените размер дизайна.
Нажмите «Сохранить пропорции» в окне «Свойства» и установите ширину трафарета на ранее указанное значение.
Шаг 8: подготовьте прозрачную пленку и машину
Возьмите лист прозрачной пленки и отрежьте его по размеру коврика для резки Cricut. Прикрепите отрезанную прозрачную пленку к коврику для резки. Поместите коврик для резки в машину и нажмите кнопку вставки бумаги. Установите упорную шайбу Cricut вверх, колесо скорости повернется на High или Medium, а глубина лезвия для резки на 5 или 6. Подробные инструкции можно найти в руководстве Cricut. Вам придется немного поработать методом проб и ошибок. Скорость и давление могут изменить точность резки, а большая глубина лезвия для резки ускоряет замену коврика для резки.
Шаг 9: Вырежьте трафарет печатной платы
Перейдите к вырезанию дизайна. Выберите «Вырезать дизайн» в меню «Резак».
Рекомендации по проектированию трафарета печатной платы
- Толщина трафаретов
При проектировании трафаретов для печатных плат толщина трафаретов является ключевым фактором, определяющим количество паяльной пасты, наносимой на плату, избыточное нанесение припоя приведет к образованию перемычек, а меньшее нанесение припоя ослабит паяные соединения. Обычно толщина трафаретов составляет от 4 тыс. до 8 тыс.
- Размер диафрагмы
Размер отверстий трафарета должен быть спроектирован меньше размера контактной площадки печатной платы, что может помочь избежать таких проблем, как образование мостиков и припойных шариков, или прилипание паяльной пасты к стенкам апертуры при удалении трафаретов. Поэтому внутренняя площадь стенки апертуры должна быть спроектирована на две трети меньше площади контактной площадки печатной платы, чтобы избежать таких проблем.
- Материал трафарета
Материал, используемый для изготовления трафаретов, является еще одним фактором, который следует учитывать при проектировании трафарета печатной платы, который влияет на способность выпускать паяльную пасту из отверстия на контактную площадку печатной платы. Наиболее используемый материал — нержавеющая сталь, в то время как для некоторых конструкций печатных плат с устройствами с малым шагом выводов нам необходимо использовать другие материалы, такие как никель, который на 50% дороже нержавеющей стали.
- Выравнивание трафарета
Хорошее выравнивание трафарета имеет решающее значение для получения точной печати паяльной пасты, в то время как для достижения идеального эффекта печати нам необходимо добавить реперные знаки как на печатную плату, так и на трафарет. Эти реперные знаки гарантируют правильное выравнивание трафарета и печатной платы.
В конечном счете, изготовление трафаретов для печатных плат требует передовых навыков и опыта. Если у вас нет опыта, рекомендуется сотрудничество с проверенным производителем трафаретов для печатных плат. MOKO Technology специализируется на Услуги печатной платы, предоставляя услуги по изготовлению печатных плат, созданию трафаретов SMT, сборке печатных плат, тестированию и доставке. У нас большой опыт в контрактном производстве печатных плат. Обратитесь к авторитетному производителю трафаретов для печатных плат, такому как MOKO, чтобы запустить свой проект по печатным платам!
