Estêncil para Placa de Circuito Impresso

O Que é Estêncil para PCB?

Por definição, ele se refere à chapa de aço inoxidável composta por aberturas cortadas a laser utilizadas na colocação de pasta de solda em placas de circuito impresso. Ele é fundamental para a tecnologia SMT ou de montagem em superfície, especialmente na colocação de componentes.  O uso principal do estêncil envolve a deposição de pasta de solda em pontos designados numa placa de circuito impresso. Os depósitos de pasta de solda permitem que os componentes sejam colocados e alinhados na placa de circuito impresso.

As placas de circuito impresso são elementos vitais da eletrônica. Mas, para tê-las, é preciso passar por um intrincado processo de produção. Um elemento vital do processo de projeto, fabricação e montagem de placas de circuito eletrônico envolve o desenvolvimento de um estêncil de PCB. Ele é fundamental para determinar onde a pasta de solda fica localizada nas placas de circuito impresso nuas antes da montagem dos componentes. Entretanto, a maioria dos entusiastas de PCBs presta pouca ou nenhuma atenção aos estênceis de PCBs. Então, o que isso implica e qual é a sua importância para o processo de produção de PCBs?

Um estêncil de PCB precisa depositar a quantidade exata de pasta de solda precisamente no local designado. Isso é vital, pois garante que a junta de solda entre a almofada e o componente forneça a resistência mecânica e a conexão elétrica necessárias. O uso de um estêncil de PCB relevante na aplicação de pasta de solda garante um processo de montagem de PCB mais rápido. Ele também o torna mais simples e preciso.

Os estênceis para placas de circuito impresso são classificados de acordo com o estilo de montagem e o tipo de abertura. Como resultado, os diversos estênceis de PCB incluem os seguintes. Estênceis cortados a laser, estênceis de placa de circuito impresso emoldurados, estênceis de PCB híbridos e estênceis de gravação química. Outros tipos de estêncil incluem estêncis de PCB sem moldura, etc.  Esses estênceis de PCB são oferecidos pela maioria das empresas de PCB, incluindo a Hitechpcb PCB and Assembly. Você também pode obter estênceis personalizados com base em suas necessidades de design de PCB.

O estêncil SMT ou Surface Mount Technology Stencil é uma fina chapa de aço inoxidável cortada a laser, ideal para ser usada na montagem de PCBs. O estêncil de PCB ajuda a transferir a pasta de solda com precisão e exatidão.

Portanto, a tecnologia de estêncil SMT é importante para a aplicação da pasta de solda. Como você sabe, aplicar a pasta de solda é uma tarefa demorada que requer delicadeza e atenção aos detalhes. Escolha o serviço de estêncil SMT da Hitech Circuits, pois temos nosso próprio equipamento de estêncil SMT com capacidades profissionais.

O estêncil de PCB é muito importante. No processo de montagem de PCB, a qualidade de impressão do estêncil de pasta de solda de PCB afetará diretamente a qualidade do processamento de SMT, e a qualidade da impressão de pasta de solda está diretamente relacionada à qualidade do estêncil de PCB, portanto, o estêncil de SMT de design correto, a seleção da espessura apropriada do estêncil de PCB e o tamanho da abertura do design do estêncil de PCB serão a chave para garantir a qualidade de impressão da pasta de solda.

Os principais fatores que afetam a qualidade do estêncil de PCB são o material do estêncil de PCB e a espessura do estêncil de PCB, o tipo de abertura do estêncil de PCB, o tamanho do estêncil de PCB e a planicidade da parede do estêncil de PCB. Portanto, no projeto do estêncil de PCB, o processamento, a inspeção e o processo de produção devem prestar atenção especial ao estêncil de PCB.

Tipos de Estêncil de PCB

O Estêncil de PCB/SMT com Moldura

É fornecido como um estêncil de pasta de solda cortado a laser e montado permanentemente na moldura do estêncil. A montagem do estêncil de pasta de solda utiliza a borda de malha, que estica firmemente a folha do estêncil dentro de uma moldura. Seus estênceis emoldurados, por design, aplicam-se à impressão de tela de PCB de alto volume. O estêncil também tem uma abertura suave, que pode ser aplicada em passos de 16 milímetros ou menos.

Características do Estêncil SMT Com Moldura

1. Possui um processo distinto para as paredes de abertura lisa

2. Um incrível desempenho de impressão

3. Aberturas ou aberturas limpas cortadas a laser

4. É perfeito para impressão de estêncil visando grandes volumes em PCBs

5. O processo exclusivo desenvolve marcas fiduciais permanentes (que não desbotam e não são removidas)

6. Todos os estênceis de tecnologia de montagem em superfície emoldurados são duplamente colados com a intenção de resistir ao desgaste extremo.

7. Tem um período de resposta padrão de vinte e quatro horas

Como Selecionar o Estêncil SMT?

1. Espaçamento mínimo necessário e tamanho do furo.

2. O desempenho da pasta de liberação do modelo.

3. Reduzir e evitar a formação de pontes, curtos-circuitos ou falta de estanho na pasta de solda.

4. Custo, rendimento e ciclo de processamento de materiais.

5. A vida útil e a durabilidade do material do modelo.

6. Espessura necessária da pasta de solda.

O estêncil era originalmente feito de malha de arame, por isso era chamado de máscara. Começou com malha de poliéster de náilon e, mais tarde, devido à sua durabilidade, mudou para malha de arame e malha de arame de cobre. Atualmente, é uma malha de arame de aço inoxidável. Mas, independentemente do material de que a malha de arame é feita, ela tem a desvantagem de ter formato ruim e baixa precisão. Com o desenvolvimento da tecnologia SMT, a exigência do estêncil SMT é cada vez maior. O estêncil SMT está surgindo. O estêncil de aço inoxidável o substitui, que agora é o estêncil SMT.

A principal função do estêncil de PCB é auxiliar na deposição de pasta de solda e transferir a quantidade exata de pasta de solda para o local exato na PCB nua. O estêncil de PCB consiste em uma estrutura de malha, malha de arame e chapa de aço. Há muitos orifícios na chapa de aço, que correspondem ao local na PCB onde a impressão é necessária. Durante o uso, coloque a placa de circuito impresso sob o estêncil de placa de circuito impresso e passe a pasta sobre a placa de circuito impresso por meio dos orifícios na posição fixa do estêncil de placa de circuito impresso.

Como Usar o Estêncil de PCB?

1. As amostras de PCB ou os lotes de PCB se transformarão em placas de PCB nuas. Em seguida, é necessário soldar a placa de circuito impresso.

2. Cobrir a malha de aço da PCB na PCB.

3. Imprima a pasta de solda na superfície do disco óptico da placa de circuito impresso com o estêncil a laser SMT.

4. Imprima a pasta de solda e monte o dispositivo SMT.

5. A PCB colada é soldada por solda de refluxo - forno de superaquecimento - pasta de solda semi-sólida.

6. As placas PCB nuas agora são produtos PCBA semiacabados.

O Estêncil SMT é um Molde de Precisão "Eelicado", Portanto, Tenha Cuidado ao Usá-Lo:

1. Manuseie-o com cuidado;

2. Lave (limpe) o estêncil antes de usá-lo para remover a sujeira carregada durante o transporte;

3. Mexa a pasta ou a cola vermelha uniformemente para evitar o bloqueio das aberturas;

4. Pressão de impressão ideal: a melhor pressão é quando o raspador apenas raspa a pasta (gel vermelho) no estêncil;

5. É melhor usar a impressão de adesivos ao imprimir.

6. Quando o raspador terminar seu percurso, é melhor parar por 2 a 3 segundos antes de desmoldar, se possível, e a velocidade de moldagem não deve ser muito rápida.

7. Não bata no estêncil de PCB com objetos duros ou facas afiadas;

8. Limpe o estêncil de PCB após o uso, retorne-o à caixa e coloque-o em um rack de armazenamento especial.

Corte a Laser

Também se trata de um procedimento subtrativo em que o material da folha de estêncil é removido por meio do corte a laser. O corte a laser, por padrão, geralmente leva a um resultado mais fino e ajuda a obter maior precisão. Ele também gera uma saída ou resultados mais consistentes em comparação com o processo de gravação química. No entanto, é prudente observar que o processo é independente do ambiente químico e, portanto, não precisa de proteção contra umidade.

Benefícios de Um Estêncil Cortado a Laser

Ranhuras cônicas

É mais rápido em comparação com outros processos de fabricação de estêncil, como a gravação química.

Ausência de ferramentas de filme

Desvantagens do estêncil cortado a laser

As paredes laterais da abertura são ásperas

Requer um processo de rebarbação adicional

Os Preços do Estêncil SMT São Calculados Principalmente de Acordo com os Seguintes Requisitos:

1. O processo de abertura, incluindo gravação, laser e cascata iônica, depende da precisão da abertura do estêncil e dos requisitos de processo do produto. A gravação mais barata e menos precisa também é a mais baixa. O corte a laser do estêncil geralmente é necessário para espaçamentos inferiores a 0,35 mm.

2. Espessura do estêncil, o preço de diferentes espessuras de estêncil também é diferente, além do processo de espessura com requisitos especiais, como o preço do estêncil de escada química é mais alto.

3. Quanto ao tamanho,o maior o tamanho, mais caro ele é.

4. Material, dimensões da espessura da borda do estêncil, revestimento protetor, etc.

5. Outros requisitos, como rede de um lado, rede de dois lados e assim por diante, variam de preço.

Diretrizes para Projetar Um Estêncil de PCB

Se você deseja obter juntas de solda confiáveis e resistentes em sua placa de circuito impresso, é necessário imprimir um design de estêncil. A abertura ou o tamanho da abertura quando se trata do estêncil da almofada adjacente tem uma correlação direta com a espessura do estêncil. Mas é possível projetar estênceis mais grossos com uma abertura menor do que o tamanho da almofada. Por outro lado, estênceis mais finos também podem ser projetados com o tamanho da abertura em relação à espessura do estêncil na proporção de 1:1. A recomendação, no entanto, implica a utilização de um laser para garantir que a malha de aço possua aberturas e eletropolimento.

Algumas das Diretrizes de Projeto a Serem Consideradas, No Entanto, São as Seguintes.

O Design do Estêncil da Almofada Adjacente

A espessura do estêncil determina a quantidade de pasta de solda que é impressa na placa de circuito impresso. Uma quantidade excessiva de pasta de solda resulta em uma ponte durante o processo de solda por refluxo, o que geralmente é indesejável. Por esse motivo, as recomendações do setor exigem que o pacote QFN com passo de 0,5 mm tenha uma espessura de malha de aço de 0,12 mm. Por outro lado, o pacote QFN com passo de 0,65 mm precisa implementar uma espessura de malha de aço de 0,15 mm. Entretanto, é possível projetar a abertura do estêncil relativamente menor do que o tamanho da almofada. Isso reduz a incidência de pontes de solda.

Projeto da Almofada de Dissipação de Calor do Estêncil de PCB

A solda das almofadas expostas na parte inferior do chip com as almofadas térmicas da PCB pode resultar em buracos de ar. Isso ocorre porque o gás localizado dentro das almofadas de grande porte e das vias térmicas transborda para fora durante o processo de soldagem. Isso significa, portanto, que sempre que o ponto ou a área da pasta de solda se mostra muito grande, ocorrem incidências de defeitos como bolas de solda e pulverização. Mas é impossível se livrar dos poros por meio da reorientação e da limitação do tamanho dos poros. Seria útil se você também tomasse as precauções necessárias, considerando os aspectos necessários ao projetar a almofada térmica do estêncil.

Sempre desenvolva várias aberturas pequenas na área da almofada térmica em vez de uma única abertura grande. Um valor comum que se fala por aí é de 50% a cerca de 80% de tratamento ou cobertura da pasta de solda. Além disso, a espessura da junta de solda precisa ser de 50μm, de acordo com a prática e os resultados do setor. Isso ajuda a aumentar a confiabilidade no nível da placa. Uma maneira incrível de obter essa espessura é garantir pelo menos 50% de espessura de solda nas vias térmicas de preenchimento inferior. No entanto, para o orifício de passagem, a taxa de cobertura precisa variar acima de 75%.

Importância de Um Estêncil de PCB no Processo de Montagem de Placas de Circuito Impresso

A forma convencional do processo de montagem de placas de circuito impresso envolvia a colocação manual de componentes eletrônicos antes da soldagem. Mas a complexidade cada vez maior das placas de circuito eletrônico, além da necessidade de miniaturização, exigiu a colocação de componentes operada por máquinas e a aplicação de pasta de solda com o auxílio de estênceis SMT. Não é mais viável colocar e soldar vários componentes pequenos em placas de circuito menores.

No processo de montagem de placas de circuito impresso, a pasta de solda deve ser aplicada nos pontos designados. Esses pontos indicam as áreas em que os componentes eletrônicos devem ser soldados dentro do caminho condutor da placa. Embora a soldagem manual faça sentido para projetos de circuitos simples que envolvam poucos componentes, os complexos precisam de uma abordagem mais elaborada. É necessário garantir menos inconsistências decorrentes de erros humanos, além do alinhamento e da funcionalidade adequados da placa de circuito impresso.

Os estênceis de PCB fazem impressões repetitivas de solda e atuam como modelos para orientar a aplicação da pasta de solda na PCB.  Ela é colocada e alinhada corretamente na PCB. Em seguida, um canal se move pela tela do estêncil da placa de circuito impresso enquanto espreme as proporções corretas da pasta de solda pelos orifícios da placa de circuito.

Benefícios

Os estênceis de pasta de solda permitem trabalhar com mais rapidez e precisão, além de tornar o trabalho mais simples.

Os estênceis para PCB também reduzem a quantidade de mão de obra e o tempo de montagem das placas de circuito impresso, o que se traduz em um cenário mais rápido de colocação dos produtos no mercado.

Também garantem uma precisão tremendamente fina no que diz respeito à impressão.

Os estênceis para placas de circuito impresso também ajudam a reduzir erros e defeitos durante a impressão, incluindo padrões de placa de passo ultrafino.

Os estênceis são fundamentais para a aplicação uniforme de solda em todas as almofadas de dispositivos de montagem em superfície.

Eles também garantem alta precisão de posicionamento das almofadas.

O Aspecto do Estêncil Step-Down e Step-Up

A produção SMT exige abordagens sofisticadas, especialmente em circuitos complexos e desafiadores com componentes como BGAs de cerâmica, componentes pequenos ou blindagens de RF. Outras tecnologias produzidas em massa, como a Internet das Coisas (IoT), exigem esses níveis avançados de complexidade. No entanto, isso também tem a importância primordial de reduzir os custos e economizar tempo. Os componentes que precisam de diferentes volumes de pasta de solda são colocados mais próximos para evitar casos de surtos de tensão ou ESD.

É um tipo de montagem que precisa de um conjunto diferente de abordagens além do ajuste dimensional da abertura. A necessidade de conectar componentes de vários tamanhos e limpadores e, ao mesmo tempo, garantir a eficiência ideal de transferência implica a implantação de estênceis com espessuras de folha variadas. A abordagem é chamada de estêncil step-down e step-up. Ela permite o ajuste de diferentes quantidades de pasta de solda na mesma placa de circuito. Também inclui a aplicação limpa de pasta de solda em torno de pontos ou áreas elevadas.

A abordagem de estêncil step-down e step-up tem apenas dez anos de história desde sua criação. No entanto, a tecnologia se tornou um método eficaz de integração de peças/componentes diferentes ou misturados que exigem requisitos de pasta variados. Os estênceis escalonados são valiosos para agilizar o tempo de montagem, além de reduzir os custos de montagem. Isso ocorre porque as áreas ou pontos de passo podem ser substituídos, o que permite a reutilização dos estênceis.

Aplicação de Estêncil Step-Down e Step-Up

As áreas de step-up são aplicadas em casos em que é necessário um grande volume além da altura do depósito de solda. Por outro lado, as áreas de step-down limitam a altura e o volume da solda. As áreas sem degraus ou degraus utilizam áreas em rampa para acomodar componentes grandes ou de grande porte, especialmente aqueles que precisam de mais depósitos de pasta. As cavidades com alívio de degraus atendem às irregularidades da placa, como códigos de barras ou áreas elevadas. Os degraus angulares, entretanto, reduzem os danos causados pelo rodo.

Componentes com pegadas pequenas, como o 0201, precisam variar seus volumes de pasta de solda para evitar incidentes de curto-circuito. Talvez não seja possível variar a largura e o comprimento da pequena área fixa, embora a variação da altura possa ser a solução ideal.

Além de acomodar uma combinação de componentes com requisitos baixos e altos de pasta, ele tem outras áreas de aplicação. Inclui a realização de coplanaridade quando se trata de componentes com diferentes alturas. Também abrange a impressão de PCBs com elevações de superfície ou adesivos separados. Os estênceis step-down e step-up devem ter uma distância mínima padrão de 0,5 mm entre a almofada do componente e a borda do degrau.

Os fatores cruciais que influenciam a eficiência do estêncil de degrau incluem o ângulo do rodo, a velocidade, a pressão, a direção e o material. Além disso, a distância entre a borda do degrau e a abertura ou abertura mais próxima também influencia a eficiência dos estênceis de degrau. No entanto, é prudente garantir que o design do estêncil otimize os depósitos de solda para cada componente eletrônico. Uma quantidade excessiva ou insuficiente de pasta de solda tem efeitos adversos sobre a funcionalidade do estêncil e o impacto final sobre a montagem da placa de circuito impresso.

O processo de fabricação do estêncil de PCB tem grande influência sobre a qualidade da impressão da pasta de solda. O estêncil de PCB a ser usado depende das características do produto, do tamanho dos terminais soldados, do tipo de componente e da distribuição dos componentes na placa de circuito impresso.

Considerações Finais

Um estêncil de PCB é fundamental no processo de fabricação e montagem de placas de circuito impresso. Todo engenheiro ou entusiasta de projetos de PCBs precisa entender os diferentes tipos, sua importância correspondente e sua aplicação no processo de desenvolvimento de PCBs.  Além disso, encontrar o parceiro certo para suas necessidades de montagem de PCBs ajuda a obter um estêncil de pasta de solda para PCB adequado para os fundamentos da montagem de sua placa de circuito impresso.