Что такое трафарет для печатной платы?

Трафарет для печатной платы (также известный как трафарет для паяльной пасты) представляет собой тонкий лист материала, обычно нержавеющей стали, с вырезанными лазером отверстиями, соответствующими контактным площадкам на печатной плате. Это критически важный инструмент в процессе сборки по технологии поверхностного монтажа (SMT).

Его основная функция заключается в переносе точного количества паяльной пасты на контактные площадки печатной платы перед установкой компонентов. Накладывая трафарет на плату и нанося паяльную пасту с помощью ракеля, паста наносится только на предназначенные площадки, обеспечивая последовательное, точное и эффективное нанесение, что необходимо для высококачественной пайки.

Из чего сделан трафарет для печатной платы?

Трафареты для печатных плат в основном изготавливаются из трех материалов:

1. Нержавеющая сталь (Наиболее распространенная): Стандарт отрасли благодаря:

A. Долговечности: Выдерживает многократное использование и очистку.

B. Стабильности: Сохраняет форму при натяжении и во время очистки.

C. Возможности для мелкого шага: Позволяет выполнять точную лазерную резку очень маленьких отверстий.

D. Экономической эффективности: Обеспечивает хороший баланс производительности и цены.

2. Никель: Иногда используется для гальванических трафаретов (см. ниже). Он тверже и более износостойкий, чем нержавеющая сталь, но также дороже.

3. Полиимид (Kapton) / Майлар (пластик): Используется для прототипирования и мелкосерийного производства.

A. Преимущества: Очень дешевый и быстрый в изготовлении.

B. Недостатки: Недолговечный, низкая точность, подвержен растяжению и разрыву. Не подходит для компонентов с мелким шагом или производственных сред.

Типы трафаретов для печатных плат

Как изготавливаются трафареты? (Процесс лазерной резки)

Изготовление трафарета, вырезанного лазером, включает в себя несколько ключевых этапов:

1. Проектирование (обработка CAM-файла): Разработчик печатной платы экспортирует файл Gerber (обычно слой «Маска пасты»). Производитель трафаретов использует специализированное программное обеспечение для подготовки этого файла к резке, при необходимости корректируя размеры отверстий для оптимального объема пасты.

2. Лазерная резка: Высокоточный лазер вырезает отверстия из листа нержавеющей стали. Этот процесс управляется компьютером для достижения максимальной точности.

3. Электрополировка: Вырезанный трафарет подвергается электрохимической обработке для сглаживания стенок отверстий. Это удаляет лазерный шлак и заусенцы, создавая гладкую поверхность для лучшего отделения паяльной пасты.

4. Очистка и осмотр: Трафарет тщательно очищается, а затем осматривается под микроскопом, чтобы убедиться, что все отверстия чистые, гладкие и соответствуют спецификациям.

5. Обрамление: Готовый лист трафарета натягивается и приклеивается к прочной металлической рамке (обычно алюминиевой), чтобы он оставался плоским и устойчивым во время процесса печати.

Как выбрать правильный трафарет для печатной платы?

Выбор правильного трафарета предполагает баланс нескольких факторов:

1. Конструкция отверстия: Это самый важный фактор. Отношение площади отверстия к площади его стенки определяет отделение пасты.

l Коэффициент площади: (Площадь отверстия) / (Площадь стенки отверстия). Для хорошего отделения пасты обычно рекомендуется коэффициент > 0,66.

l Коэффициент сторон: (Ширина отверстия) / (Толщина трафарета). Рекомендуется коэффициент > 1,5.

2. Толщина трафарета: Определяет объем наносимой паяльной пасты.

l Стандартный SMT (0603, шаг 0,65 мм+): толщина 0,1 мм - 0,15 мм (4-6 мил).

l Мелкий шаг (шаг 0,5 мм и менее): толщина 0,08 мм - 0,1 мм (3-4 мил).

l Смешанная технология (большие компоненты): используется ступенчатый трафарет, где основная область тонкая для мелкого шага, но область под большими компонентами протравливается тоньше (например, 0,1 мм основная, 0,15 мм ступенчатая).

3. Тип трафарета: Выбирайте в зависимости от ваших компонентов (см. «Типы трафаретов для печатных плат» выше).

l Лазерная резка + электрополировка: Подходит для 95% применений.

l Гальванический или нано-покрытый: Для самых сложных конструкций высокой плотности.

4. Обрамление: Убедитесь, что размер рамки соответствует держателю вашего трафаретного принтера.

Как использовать трафарет для печатной платы?

Процесс использования трафарета называется трафаретной печатью паяльной пастой:

1. Настройка: Закрепите печатную плату под трафаретом в трафаретном принтере. Трафарет точно выравнивается с помощью оптических систем технического зрения или механических штифтов, чтобы отверстия идеально соответствовали контактным площадкам на плате.

2. Загрузка: Паяльная паста наносится линией перед лезвием ракеля.

3. Печать: Лезвие ракеля перемещается по трафарету с прижимным усилием, вдавливая паяльную пасту в отверстия.

4. Отделение: Когда ракель проходит и трафарет отделяется от печатной платы, паяльная паста чисто отделяется от отверстий на контактные площадки, оставляя точные отложения.

5. Осмотр: Плата часто отправляется на машину для контроля паяльной пасты (SPI) для проверки объема, высоты и выравнивания отложений пасты перед установкой компонентов.

6. Очистка: Трафарет очищается (вручную или автоматически), чтобы удалить остатки пасты с поверхности и отверстий перед следующим циклом печати, чтобы предотвратить засорение.