A SMT (tecnologia de montagem em superfície) é uma tecnologia essencial na montagem de PCB. À medida que a precisão da colocação e a densidade dos componentes continuam aumentando, a impressão da pasta de solda exige maior precisão. O estêncil de PCB determina diretamente a consistência e a confiabilidade da impressão da pasta de solda. O estêncil é geralmente uma peça de aço inoxidável com aberturas projetadas.
Ele é usado para depositar a pasta de solda nas almofadas SMT com precisão e exatidão, o que pode aumentar significativamente a eficiência do processo de montagem. Ao escolher oestêncil de PCB certo para a montagem de superfície, você deve considerar alguns fatores críticos. Aprender com este blog pode esclarecer todas as suas dúvidas.
Fatores-chave a serem considerados ao selecionar um estêncil para PCB
Nesta parte, listaremos alguns fatores-chave que podem influenciar a seleção do estêncil de PCB. Considerá-los cuidadosamente pode ajudá-lo a escolher o estêncil SMT ideal, garantindo a deposição precisa da pasta de solda e resultados de montagem confiáveis.
Escala de produção e complexidade da placa
Para produção em grande escala e design complexo de PCB, é recomendável escolher um estêncil com moldura. Se você estiver trabalhando com produção em pequena escala, projetos de prototipagem ou uma placa simples, é adequado selecionar um estêncil sem moldura ou um estêncil de protótipo, que é uma opção econômica.
Espessura do estêncil SMT
A espessura do estêncil de PCB é um parâmetro crítico, geralmente variando de 0,08 mm a 0,2 mm. Ela afeta a quantidade de pasta de solda aplicada ao pad. A quantidade adequada é fundamental para obter juntas de solda confiáveis dos componentes. A deposição excessiva de solda pode causar pontes de solda, mas a deposição insuficiente também pode resultar em juntas de solda fracas. Além disso, a espessura do estêncil também é determinada pelo menor espaçamento do componente.
Tamanho e formato da abertura
Normalmente, o tamanho da abertura é menor que o tamanho da almofada, evitando o excesso de pasta de solda. Para componentes padrão, a relação abertura/almofada é de 0,9. Para componentes de passo mais fino (menos de 0,5 mm), a relação deve ser reduzida para 0,8 para minimizar o risco de pontes de solda. A proporção também é importante, normalmente mantida entre 0,66 e 1,5.
Com QFNs, a forma da abertura do estêncil às vezes precisa ser ajustada para acomodar um design de janela, que divide a abertura em muitos segmentos menores. Esse design pode alcançar uma redução de 30% nas taxas de vazamento em relação a uma única abertura grande.
Material e construção do estêncil de PCB
A capacidade do estêncil de PCB de transferir pasta de solda da abertura para a almofada SMT é influenciada pelos materiais utilizados. O aço inoxidável é comumente usado para produzir o estêncil. Ele oferece excelente durabilidade, fácil limpeza e propriedades resistentes à corrosão, necessárias para uso frequente.
No entanto, você também pode escolher outros materiais, como níquel e latão. Embora o níquel seja menos comumente usado do que o aço inoxidável, ele é famoso por sua flexibilidade e resistência ao desgaste. A durabilidade do estêncil SMT também será afetada por sua construção. O estêncil eletroformado oferece alta durabilidade e excelente precisão de impressão, tornando-o a escolha ideal.
Tipo de pasta de solda
O tipo de pasta de solda aplicada influenciará a seleção do estêncil. Diferentes tipos de pasta de solda têm várias propriedades, como tamanho de partícula e viscosidade. Com componentes de passo fino, os pós mais finos seriam melhores. A viscosidade determina como a pasta de solda flui através do estêncil e é liberada nas aberturas.
Erros comuns na seleção de estêncil de PCB e como evitá-los
Escolher o estêncil de PCB certo é fundamental para garantir o sucesso e um processo de montagem SMT tranquilo. No entanto, é fácil cometer erros durante a fase de seleção. Aqui estão alguns erros comuns que você pode enfrentar.
1. Tratar “0,12 mm” como a espessura universal
Muitos designers e engenheiros optam por padrão por uma espessura de 0,12 mm para o estêncil de PCB, que é adequada para todos os projetos. Essa não é uma solução única para todos os casos, o que pode resultar em erros dispendiosos e, finalmente, causar uma deposição inadequada da pasta de solda. Como já discutimos, a espessura ideal do estêncil de PCB deve depender do pitch do componente. Aqui estão algumas dicas úteis:
- ICs ou BGAs com passo de 0,35 mm: use um estêncil ≤0,08 mm. Se toda a placa for montada com esses componentes de passo fino, recomenda-se um estêncil SMT de 0,06 mm ou até 0,05 mm.
- ICs ou BGAs com passode 0,4 mm ou maior: um estêncil de 0,08–0,10 mm é comumente aceitável.
- ICs ou BGAs com passo de 0,5 mm ou maior: um estêncil de 0,12 mm é uma escolha típica.
2. Copiar e colar a almofada de cobre no arquivo de abertura
Não basta copiar as dimensões da almofada de cobre para o arquivo de abertura do estêncil da PCB. Esse é um erro fácil de cometer. Os tamanhos das aberturas são geralmente determinados pelo tipo de componente, geometria da almofada e requisitos de montagem. As aberturas devem ser menores que o tamanho da almofada para evitar alguns defeitos de soldagem, como bolas e pontes de solda. É recomendável reservar um tempo para revisar e otimizar cada abertura individualmente, em vez de simplesmente copiar as almofadas para o arquivo de projeto.
3. Escolhendo o estêncil de aço inoxidável cortado a laser para cada projeto
O estêncil cortado a laser usa tecnologia laser avançada para cortar aberturas em chapas de aço inoxidável. Essa técnica permite o controle preciso do tamanho e da forma da abertura, alcançando precisão em nível de mícron. Para protótipos ou produção de baixo volume com componentes maiores, ela funciona bem. No entanto, nem sempre é a melhor escolha para todos os projetos. Existem muitos tipos de estêncil de PCB disponíveis, incluindo estêncil com moldura, estêncil sem moldura, estêncil eletroformado, estêncil gravado quimicamente, estêncil escalonado, etc.
Para produção em grande volume ou projetos com componentes de passo fino, recomenda-se escolher estênceis de PCB eletroformados ou gravados quimicamente, que proporcionam uma liberação superior da pasta. Com algumas PCBs complexas, muitas vezes é necessário instalar diferentes componentes, cada um com seus próprios requisitos específicos para a pasta de solda. Estênceis de PCB cortados a laser com espessura uniforme obviamente não são adequados. Para obter maior eficiência e qualidade de soldagem, foi desenvolvido o estêncil escalonado. Ele tem diferentes níveis de espessura para atender às necessidades de quantidade de pasta de solda desejadas.
4. Ignorando o tipo de pasta a ser usado
O tipo de pasta de solda é um fator frequentemente esquecido na seleção de estêncil para PCB. Pastas de solda diferentes têm propriedades reológicas variadas, o que afeta diretamente a seleção do estêncil. Elas são um sistema, portanto, ambas devem ser consideradas simultaneamente. O tamanho das partículas da pasta de solda é um fator-chave para determinar sua adequação para diferentes componentes. A pasta de solda pode ser dividida por números, como Tipo 3, Tipo 4, Tipo 5, etc., com números mais baixos indicando partículas maiores.
O Tipo 3 é uma opção econômica e adequada para componentes maiores. Sua faixa de tamanho de partícula de pó de solda é de 25 a 45 µm. A pasta de solda Tipo 4 ou Tipo 5 é ideal para componentes miniatura, permitindo o uso de aberturas menores no estêncil.
5. Negligenciar o tamanho da placa e a complexidade do layout
Os projetistas geralmente se concentram no design da almofada, negligenciando como o tamanho físico e a complexidade da PCB podem influenciar significativamente a seleção do estêncil. Placas grandes podem exigir um estêncil com moldura para suporte e alinhamento adequados. Placas menores podem optar por um estêncil sem moldura. Layouts densos com alturas variáveis de componentes podem exigir um estêncil escalonado para acomodar os requisitos variáveis de volume de pasta de solda. Placas flexíveis ou rígidas-flexíveis podem apresentar um desafio único, exigindo design e suporte especializados para o estêncil.
6. Esquecer as marcas fiduciais até que a cotação seja enviada
Muitos designers se concentram exclusivamente nas aberturas, esquecendo que o estêncil em si também requer marcas fiduciais para um posicionamento preciso. Problemas de alinhamento do estêncil ocorrem quando as aberturas do estêncil não se alinham perfeitamente com as almofadas da PCB. Isso pode resultar em deposição incorreta da pasta de solda, depósitos insuficientes de solda ou depósitos de pasta de solda em áreas indesejadas.
7. Comprar apenas com base no preço
Embora o custo seja sempre a principal consideração durante a seleção do estêncil de PCB, ele não pode ser a única consideração. Se você escolher um estêncil de PCB baseado apenas no preço mais baixo, isso geralmente leva a problemas caros mais tarde. Estênceis baratos podem usar materiais de qualidade inferior e ter uma qualidade de abertura ruim.
No processo de impressão, é altamente provável que cause impressão inconsistente da pasta de solda, aumento de defeitos e, por fim, leve a um custo total mais alto. Recomendamos fortemente a escolha de um estêncil de PCB com preço ligeiramente mais alto, que melhora o rendimento e reduz os custos de retrabalho.
Considerações finais
O estêncil de PCB é crucial para o processo de montagem SMT. Ele pode controlar com precisão a quantidade de pasta de solda depositada e garantir uma soldagem de componentes de alta qualidade. Escolher o estêncil certo pode melhorar muito a qualidade e a velocidade da montagem do PCB. Se você está procurando um serviço completo de PCB e PCBA, a MOKOPCB pode ser sua primeira escolha. Desde 2006, oferecemos integração perfeita desde o projeto até a entrega, fornecendo soluções profissionais de PCB.
Perguntas frequentes sobre estêncil de PCB
Como fabricar estênceis?
R1: Existem três métodos principais para produzir estênceis de solda para PCB, incluindo corte a laser (processo subtrativo), eletroformação (processo aditivo) e gravação química (processo subtrativo).
Qual é a diferença entre pasta de solda e máscara de solda?
A pasta de solda é um tipo de material que é misturado com solda e fluxo. É aplicada às almofadas antes de colocar os componentes, formando uma forte conexão entre as almofadas e os componentes. Já a máscara de solda é uma fina camada protetora que cobre a superfície da placa de circuito, exceto as almofadas, evitando pontes de solda e protegendo os traços de cobre da oxidação.
Por que os estênceis SMT são benéficos para a montagem?
Os estênceis de PCB garantem que a pasta de solda seja aplicada com precisão nas almofadas, garantindo uma alta qualidade consistente da junta de solda. Além disso, eles aceleram o processo de montagem e reduzem o retrabalho, o que é fundamental para a produção em massa.
Como limpar um estêncil de PCB?
Após usar o estêncil SMT, é necessário limpá-lo. Você pode primeiro usar um papel de limpeza especial e álcool para limpar a superfície e a parte inferior do estêncil. Em seguida, limpe as aberturas com uma escova e álcool, movendo-se da esquerda para a direita e de cima para baixo.
