A deposição de pasta de solda através de stencil é um método para produzir unidades em massa. Mesmo com máquinas de colocação avançadas e perfis de refl o. Defeitos como pontes - tombstoning e juntas de solda insuficientes podem frequentemente ser rastreados até um mau design do stencil. Um design adequado do stencil ajuda a alcançar juntas de solda consistentes e de alta qualidade. À medida que os tamanhos dos componentes continuam a diminuir e as densidades de circuito aumentam, JLCPCB fornece stencils de alta precisão com opções como designs em degrau, eletropolimento e revestimento nano para ajudar a garantir uma deposição confiável de pasta de solda e reduzir defeitos de montagem.

Um stencil SMT eficaz garante uma impressão de pasta de solda consistente, repetível e precisa. Neste artigo, exploraremos dicas práticas e comprovadas para o design de stencils SMT. Que ajudam a otimizar a deposição de pasta de solda e reduzir defeitos na montagem de PCB. Este artigo basicamente consiste em duas partes, uma com diretrizes para design e outra sob o ponto de vista da fabricação.

5 Regras de Design das Aberturas do Stencil

1. Diretrizes de Design de Abertura

Para evitar defeitos de solda como pontes e grãos de solda, isso é crucial. Para uma deposição precisa, as aberturas são feitas um pouco menores que as almofadas. No entanto, para certas peças, uma abertura com um design específico é necessária para depositar menos pasta na borda interna da peça, o que ajuda a evitar a formação de "bolas de solda mid-chip". Aqui estão alguns exemplos:  

2. Redução da Abertura (Relação Almofada-Abertura)

As aberturas são frequentemente feitas ligeiramente menores que as dimensões reais da almofada para evitar pontes e solda em excesso. Aqui está uma tabela de seleção:

Regras Recomendadas de Espessura:

• Para a maioria dos componentes, a redução típica é entre 5 e 7%.

• Para uma impressão confiável, a IPC-7525 sugere uma relação área stencil-almofada >0,66.

Fórmula:

Relação de Área = (Área da Abertura) / (Altura da Parede da Abertura × Perímetro da Abertura)

Mantenha esta relação acima de 0,66 para garantir uma liberação limpa da pasta.

3. Marcas de Fiducial

Ao imprimir pasta de solda nas almofadas, é muito importante que o padrão esteja alinhado corretamente com o PCB. Isso é conseguido aplicando marcas de fiducial, que são marcas de registro, ao PCB e ao stencil. Como você pode ver em nossa mais recente peça abrangente sobre marcas de fiducial, adicioná-las ao stencil garantirá o alinhamento adequado. JLCPCB fornece stencils com marcas de fiducial incluídas, ajudando a garantir alinhamento preciso e impressão confiável de pasta de solda.

4. Moldura e Borda do Stencil

Os stencils podem ser sem moldura (para prototipagem rápida ou impressão manual) ou com moldura (colados em molduras de alumínio).

• As dimensões típicas da moldura são 23 x 23 polegadas.

• Mantenha a distância entre a área da abertura e a borda da moldura de pelo menos 10 mm.

• Marque claramente a posição, espessura e número da peça do stencil.

5. Design do Efeito Janela:

Há casos em que o design do PCB apresenta grandes almofadas de cobre sob o componente. Dispositivos que usam eletrônica de potência normalmente experimentam isso. Neste caso, um efeito janela está presente para garantir uma boa ligação elétrica e permitir que o calor do dispositivo escape. O dispositivo pode levantar e os terminais externos podem não soldar se a pasta de solda for aplicada sobre toda a almofada. Um "efeito janela" no design pode ser usado para diminuir o volume de solda, compartilhado na imagem acima.

4 Considerações de Fabricação:

1. Seleção da Espessura do Stencil

A espessura do design determina a quantidade de pasta de solda aplicada. Concentre-se principalmente no componente de passo mais pequeno na placa. A pasta de solda pode aderir às paredes internas da abertura em um stencil espesso devido a um fenómeno conhecido como tensão superficial. Uma regra básica é que deve haver idealmente pelo menos cinco partículas de solda na menor abertura.

2. Material do Stencil

O tipo de material usado para fabricar o stencil determina o quão bem ele remove a pasta de solda das aberturas. Embora o aço inoxidável seja tipicamente utilizado, os designs de PCB que usam componentes de passo fino podem empregar níquel, que custa cerca de 50% mais que o aço inoxidável.

A primeira geração de stencils foi feita por corrosão química, que era eficaz para aberturas maiores, mas tornou-se cada vez mais desafiadora remover a solda à medida que os tamanhos dos componentes diminuíram. Isso resultou na criação de stencils cortados a laser, que melhoraram a liberação da pasta ao produzir uma abertura de forma trapezoidal muito mais fina. À medida que os tamanhos dos componentes diminuíram, surgiu o potencial para eletropolir as paredes das aberturas e, mais tarde, o método de formar o stencil por eletroformação.

3. Aplicar Revestimento Nano para Melhor Liberação da Pasta

Os stencils nano-revestidos modernos utilizam revestimentos hidrofóbicos para reduzir a aderência da pasta de solda às paredes das aberturas. Este é essencialmente um procedimento simples usado para aplicar uma camada de nanomaterial em um stencil comum. O que esta camada vai fazer? Aumenta a liberação da pasta de solda, prolonga a vida útil do stencil e reduz a frequência de limpeza.

4. Considerar Stencils em Degrau para Montagens Mistas

Isto é dividido em duas partes:

Stencils step-up: Regiões mais espessas para componentes maiores.

Stencils step-down: Regiões mais finas para componentes de passo fino.

É usado com placas que têm componentes passivos 0201 e conectores grandes. Cobrimos um artigo detalhado completo sobre este tópico, veja aqui.

Conclusão

O design de stencil SMT não é apenas cortar formas no metal. É um processo estratégico que influencia diretamente o rendimento, as taxas de defeito e a qualidade da montagem. Ao seguir estas dicas de design de stencil - desde a otimização da espessura e tamanho da abertura até o uso de revestimentos avançados - você pode melhorar significativamente a deposição de pasta de solda. Os princípios fundamentais da relação de aspecto e relação de área fornecem a base para o dimensionamento das aberturas. E estratégias específicas por componente garantem desempenho ideal em diversos requisitos de montagem. Tecnologias avançadas como stencils em degrau e sistemas de impressão múltipla abordam aplicações complexas. Enquanto práticas adequadas de otimização de processo e manutenção sustentam o desempenho a longo prazo.

À medida que a SMT continua evoluindo para a miniaturização, temos de seguir as diretrizes da IPC e aproveitar tecnologias. Como os revestimentos nano e stencils em degrau tornam-se essenciais para manter a qualidade de produção e eficiência de custos. A JLCPCB oferece uma gama completa de stencils personalizáveis, incluindo stencils nano-revestidos e em degrau, para ajudar os engenheiros a alcançar uma montagem SMT confiável e económica.