Apa itu PCB Stencil?

PCB Stencil (juga dikenal sebagai solder paste stencil) adalah lembaran tipis dari bahan, biasanya stainless steel, dengan lubang yang dipotong laser yang sesuai dengan bantalan solder pada PCB.Ini adalah alat penting dalam proses perakitan Surface Mount Technology (SMT).

Fungsi utamanya adalah untuk mentransfer jumlah yang tepat dari pasta solder ke pad solder PCB sebelum komponen ditempatkan.Dengan meletakkan stensil di atas papan dan menerapkan pasta solder dengan squeegee, pasta hanya disimpan pada bantalan yang dimaksudkan, memastikan aplikasi yang konsisten, akurat, dan efisien yang penting untuk pengelasan berkualitas tinggi.

Apa yang dibuat dari PCB Stencil?

Stensil PCB terutama terbuat dari tiga bahan:

1Baja tahan karat (paling umum): Standar industri karena:

A.Ketahanan: Tahan terhadap penggunaan dan pembersihan berulang kali.

B.Stabilitas: Mempertahankan bentuknya di bawah ketegangan dan selama pembersihan.

C.Kapasitas Pitch Fine: Memungkinkan pemotongan laser yang tepat dari aperture yang sangat kecil.

D.Biaya-efektifitas: Menawarkan keseimbangan yang baik antara kinerja dan harga.

2Nikel: Kadang-kadang digunakan untuk stensil elektroformed (lihat di bawah).

3. Polyimide (Kapton) / Mylar (Plastik): Digunakan untuk prototipe dan produksi volume yang sangat rendah.

A. Pro: Sangat murah dan cepat dibuat.

B. Kekurangan: Tidak tahan lama, akurasi yang buruk, rentan terhadap peregangan dan robek. Tidak cocok untuk komponen yang halus atau lingkungan produksi.

Jenis Stencil PCB

Bagaimana Stencil Dibuat? (Proses Pemotongan Laser)

Pembuatan stensil yang dipotong laser melibatkan beberapa langkah utama:

1. Desain (CAM File Processing): Perancang PCB mengekspor file Gerber (biasanya lapisan "Paste Mask").penyesuaian ukuran aperture jika diperlukan untuk volume pasta yang optimal.

2. Pemotongan laser: Laser presisi tinggi memotong aperture dari lembaran baja tahan karat. Proses ini dikendalikan oleh komputer untuk akurasi ekstrim.

3. Elektropolishing: Stensil yang dipotong diobati secara elektrokimia untuk meluruskan dinding aperture. Ini menghilangkan slag laser dan burrs, menciptakan permukaan yang halus untuk pelepasan pasta solder yang lebih baik.

4Pembersihan & Pemeriksaan: Stencil dibersihkan dengan baik dan kemudian diperiksa di bawah mikroskop untuk memastikan semua aperture bersih, halus, dan sesuai spesifikasi.

5. Framing: Lembar stensil yang sudah jadi ditekan dan diikat ke dalam bingkai logam yang kokoh (biasanya aluminium) untuk membuatnya tetap datar dan stabil selama proses pencetakan.

Bagaimana Memilih Stencil PCB yang Tepat?

Memilih stensil yang tepat melibatkan menyeimbangkan beberapa faktor:

1. Desain aperture: Ini adalah faktor yang paling penting. Rasio area aperture terhadap area dindingnya menentukan pelepasan pasta.

AkuRasio Area: (Area of Aperture Opening) / (Area of Aperture Wall). rasio > 0,66 umumnya direkomendasikan untuk pelepasan pasta yang baik.

AkuRasio aspek: (Lebar aperture) / (Lebar stensil). Rasio > 1,5 dianjurkan.

2Ketebalan stensil: Menentukan volume pasta solder yang disimpan.

AkuSMT standar (0603, pitch 0,65mm+): ketebalan 0,1 mm - 0,15 mm (4-6 mil).

AkuFine-Pitch (0,5mm pitch dan di bawah): 0.08mm - 0,1mm (3-4 mil) ketebalan.

AkuTeknologi Campuran (Komponen Besar): Stensil step-down digunakan di mana area utama tipis untuk nada halus, tetapi area di bawah komponen besar diukir lebih tipis (misalnya, 0,1 mm utama, 0,15 mm step-down).

3Jenis Stencil: Pilih berdasarkan komponen Anda (lihat "Jenis Stencil PCB" di atas).

AkuLaser-Cut + Electropolished: Cocok untuk 95% aplikasi.

AkuElektroformed atau Nano-Coated: Untuk yang paling menantang, desain kepadatan tinggi.

4. Framing: Pastikan ukuran bingkai sesuai dengan pemegang printer stensil Anda.

Bagaimana Menggunakan Stencil PCB?

Proses menggunakan stensil disebut pencetakan pasta solder:

1Setup: Amankan PCB di bawah stensil di printer stensil.Stensil diselaraskan dengan tepat menggunakan sistem penglihatan optik atau pin mekanis sehingga aperture sempurna cocok dengan bantalan pada papan.

2. Loading: pasta solder diterapkan dalam garis di depan pisau squeegee (s).

3. Pencetakan: Bilah squeegee bergerak melintasi stensil dengan tekanan ke bawah, mendorong pasta solder ke dalam celah.

4. Pelepasan: Saat squeegee melewati dan stensil terpisah dari PCB, pasta solder dilepaskan dengan bersih dari aperture ke pad, meninggalkan endapan yang tepat.

5Pemeriksaan: Papan sering dikirim melalui mesin Inspeksi Paste Solder (SPI) untuk memverifikasi volume, tinggi, dan keselarasan endapan pasta sebelum komponen ditempatkan.

6Pembersihan: Stensil dibersihkan (manual atau otomatis) untuk menghilangkan residu pasta dari permukaan dan aperture sebelum siklus cetak berikutnya untuk mencegah penyumbatan.