Découvrir les secrets de la fabrication de pochoirs à revêtement nano

Processus de fabrication des pochoirs nano-revêtus

La fabrication de pochoirs nano-revêtus implique une série d’étapes d’ingénierie de haute précision, comprenant la conception et le dessin technique, la découpe laser, le polissage, le dépôt du revêtement nano, ainsi que l’inspection qualité.

Vous trouverez ci-dessous une description détaillée de chaque étape du processus :

1. Conception et dessin technique

(1) Acquisition des données :

Des données précises sont obtenues à partir des fichiers de conception fournis par le client (par exemple fichiers Gerber, layouts PCB) ou d’échantillons physiques du produit. Cela inclut les dimensions du pochoir, la disposition des pastilles, les formes et tailles des ouvertures, ainsi que les exigences spécifiques de l’application.

(2) Dessin CAO :

À l’aide de logiciels de CAO professionnels tels qu’AutoCAD, les données acquises sont converties en dessins techniques 2D ou 3D de haute précision. Ceux-ci définissent les dimensions globales du pochoir, l’emplacement, la forme et la taille des ouvertures, et servent de plan numérique pour les étapes de fabrication ultérieures.

2. Découpe laser

(1) Préparation du matériau :

Des feuilles d’acier inoxydable de haute qualité, généralement du SUS 304, sont sélectionnées comme matériau de base. Le matériau doit répondre à des critères stricts en matière de tolérance d’épaisseur, de planéité et d’intégrité mécanique.

(2) Réglage de la machine :

Les machines de découpe laser sont calibrées en fonction du design du pochoir. Les paramètres clés incluent la puissance du laser, la vitesse de découpe et la fréquence des impulsions. La feuille d’acier inoxydable est solidement fixée sur la table de travail afin d’assurer la précision de coupe et la stabilité du matériau.

(3) Découpe de précision :

Le système laser émet un faisceau à haute énergie qui fait fondre ou vaporise localement l’acier en suivant les trajectoires d’ouvertures préprogrammées. Ce procédé permet une formation d’ouvertures de haute précision, avec des tolérances dimensionnelles généralement comprises dans ±0,05 mm.

3. Polissage

(1) Polissage mécanique :

Des roues de polissage rotatives ou des composés abrasifs sont utilisés pour éliminer les bavures et améliorer la douceur des arêtes. La vitesse de rotation et la pression appliquée sont ajustées en fonction de l’épaisseur du pochoir et des propriétés du matériau, généralement entre 1 500 et 3 000 tr/min.

(2) Polissage chimique :

Le pochoir est immergé dans une solution chimique qui dissout sélectivement les irrégularités microscopiques de surface. Le procédé s’effectue généralement à des températures comprises entre 40 °C et 80 °C pendant 5 à 15 minutes, selon l’état de surface et la finition requise.

(3) Polissage électrochimique (électropolissage) :

Le pochoir agit comme anode dans une cellule électrolytique. La dissolution anodique du métal de surface se produit sous une tension contrôlée (10–30 V) et une densité de courant (1–10 A/cm²). Les temps de traitement varient de 5 à 30 minutes. L’électropolissage améliore la finition de surface et garantit un traitement uniforme, y compris sur les géométries complexes et les micro-ouvertures.

4. Dépôt du revêtement nano

(1) Préparation sous vide :

Après le polissage, le pochoir est placé dans une chambre de dépôt sous vide poussé. Le niveau de vide atteint généralement 10⁻³ à 10⁻⁵ Pa afin d’assurer un dépôt uniforme des revêtements à l’échelle nanométrique.

(2) Sélection du matériau de revêtement :

Des matériaux de revêtement nano appropriés, tels que des alliages de titane (Ti), du nitrure de titane (TiN) ou du dioxyde de silicium (SiO₂), sont sélectionnés en fonction des propriétés fonctionnelles requises. Ces matériaux sont introduits dans la chambre sous forme de cibles ou de sources d’évaporation.

(3) Procédé de dépôt :

Deux techniques principales sont utilisées :

A. Dépôt physique en phase vapeur (PVD) :

Les atomes de matériau sont arrachés à une cible solide par bombardement ionique, puis déposés sur la surface du pochoir sous forme de film mince.

B. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) :

Des réactifs gazeux subissent des réactions chimiques à la surface du pochoir, formant un film nanométrique par dépôt in situ.

Ces revêtements améliorent les performances du pochoir en augmentant la résistance à l’usure, les propriétés anti-adhérentes et la précision d’impression dans les applications SMT de haute précision.

5. Contrôle qualité et inspection

(1) Inspection visuelle :

Le pochoir est examiné afin de détecter des défauts de surface tels qu’un revêtement non uniforme, des microtrous, des fissures ou un délaminage. Un revêtement nano uniforme, lisse et bien adhérent est essentiel.

(2) Vérification dimensionnelle :

Des instruments de mesure de haute précision (par exemple microscopes optiques, micromètres, jauges d’épaisseur) sont utilisés pour valider les dimensions globales du pochoir, la taille des ouvertures et l’épaisseur du revêtement conformément aux spécifications de conception.

(3) Tests de performance :

Les propriétés mécaniques et fonctionnelles du pochoir sont évaluées :

Test de dureté :

La dureté du revêtement est mesurée à l’aide de testeurs de microdureté.

Résistance à la corrosion :

Évaluée par des essais au brouillard salin (ASTM B117 ou équivalent).

Hydrophobicité :

Mesurée à l’aide de goniomètres d’angle de contact afin d’évaluer le comportement de mouillage de la surface.

Ces tests garantissent que le pochoir nano-revêtu répond à des critères de performance stricts pour la fabrication électronique haut de gamme.

La production de pochoirs nano-revêtus est un procédé de haute précision intégrant la science avancée des matériaux, l’ingénierie des surfaces et les technologies de microfabrication. Chaque étape — de la conception CAO initiale jusqu’à l’inspection finale — est essentielle pour atteindre des performances optimales du pochoir, permettant un dépôt de pâte à braser constant et de haute qualité pour les assemblages électroniques de nouvelle génération.

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