Linee guida per la progettazione dell'apertura dello stencil per PCBA economicamente vantaggiosi

Sommario

1. Fondamenti di progettazione dell'apertura dello stencil
2. Regole del rapporto di area e del rapporto di aspetto
3. Ottimizzazione dell'apertura per componenti e pad termici
4. Fattori di costo degli stencil e cosa inviare al tuo assemblatore

Presso Highleap Electronics, produciamo PCB e realizziamo assemblaggi SMT ogni giorno. La progettazione degli stencil non è solo un aspetto di qualità, ma anche di costo. La giusta strategia di apertura previene rilavorazioni e ritardi di linea, mentre le specifiche corrette dello stencil evitano di dover pagare per opzioni non necessarie. Questa guida illustra le regole pratiche per l'apertura degli stencil e i reali fattori di costo che interessano agli acquirenti.

Fondamenti di progettazione dell'apertura dello stencil

Uno stencil per pasta saldante trasferisce la pasta sui pad del PCB durante la stampa. L'apertura dello stencil è l'apertura che definisce dove viene depositata la pasta e quanta pasta viene rilasciata. Anche quando il layout del PCB è corretto, una strategia di apertura inadeguata può causare una quantità di pasta insufficiente o eccessiva, ponti, formazione di palline di saldatura o galleggiamento dei componenti durante la rifusione.

Come funziona il trasferimento della pasta

1. La spatola fa rotolare la pasta saldante sulla superficie dello stencil
2. La pasta riempie ogni apertura
3. Lo stencil si separa dal PCB
4. La pasta si stacca dalle pareti dell'apertura e si deposita sui cuscinetti

Variabili chiave che determinano i risultati di stampa

• Dimensione di apertura le dimensioni di apertura possono essere ridotte o modificate rispetto alle dimensioni del tampone
• Spessore dello stencil pilota direttamente il volume comunemente da 0.10 mm a 0.15 mm a seconda del tono e del mix di parti
• Forma dell'apertura motivi per finestre con angoli arrotondati rettangolari
• Qualità della parete pareti più lisce migliorano il rilascio e riducono la frequenza di pulizia

Calcolo del volume della pasta

Se si sta preparando un pacchetto di consegna completo per l'assemblaggio di PCB, le decisioni relative agli stencil devono essere in linea con l'intero set di dati di produzione. Questa checklist aiuta a evitare file mancanti o non corrispondenti:
Requisiti del file di assemblaggio.

Regole del rapporto di area e del rapporto di aspetto

Due rapporti predicono se la pasta verrà rilasciata in modo pulito dall'apertura. Quando i rapporti sono troppo bassi, la pasta si attacca alle pareti dell'apertura e i depositi diventano incoerenti. È in questi casi che gli acquirenti pagano due volte, prima per uno stencil che stampa male, e poi per la rilavorazione, i tempi di pulizia e i ritardi di produzione.

Rapporto di area

Aspect Ratio

• > 1.5 ottimo margine di rilascio
• 1.0 a 1.5 lavorabile con buona qualità dello stencil e controllo del processo
• <1.0 spesso rilascio instabile considerare stencil più sottili o passo indietro

Ottimizzazione dell'apertura per componenti e pad termici

Nell'assemblaggio di PCB, utilizzare una regola di apertura/piazzola 1 a 1 ovunque è raramente ottimale. L'obiettivo è applicare il giusto volume di pasta sulle piazzole giuste, riducendo al minimo ponti, voiding e fluttuazioni dei componenti.

Riduzione dell'apertura

• Imbottiture termiche ridurre la copertura totale per evitare il galleggiamento e favorire il degassamento
• Via in pad ridurre l'apertura per limitare lo scorrimento della pasta nei fori
• Controllo delle lapidi depositi di equilibrio tra i pad dei chip quando un lato è termicamente più dominante

Ingrandimento dell'apertura

• Ala di gabbiano e piombo J potrebbe essere necessario un aumento controllato per la formazione del filetto
• Grandi cavi di collegamento potrebbe essere necessario più volume a seconda della massa del piombo
• Pin in incolla il riflusso attraverso i fori richiede una pasta ingegnerizzata nei fori

Ottimizzazione della forma dell'apertura

• Angoli arrotondati migliora il rilascio per piccole aperture e riduce l'adesione della pasta
• Casa base spesso utilizzato su cavi a passo fine per ridurre il rischio di ponticellamento

Strategia di finestratura del pad termico

• Copertura totale in genere dal 50 all'80 percento dell'area del cuscinetto
• Cartamodello più piccole finestre invece di un'unica apertura solida
• Fessure delle finestre fornire percorsi di degassamento e ridurre il rischio di svuotamento
• Distanza dal bordo tenere la pasta lontana dal bordo del tampone per ridurre la fuoriuscita

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Fattori di costo degli stencil e cosa inviare al tuo assemblatore

Molti acquirenti si pongono una semplice domanda: quanto costa uno stencil per pasta saldante? La risposta esatta dipende dal PCB e dalle specifiche dello stencil. Nell'assemblaggio di PCB, il prezzo più basso dello stencil non corrisponde sempre al costo totale più basso, se ciò comporta una stampa instabile, pulizie extra o rilavorazioni. Di seguito sono riportati i fattori di costo più importanti nella produzione reale.

Principali fattori determinanti del prezzo dello stencil

• Tipo di stencil gli stencil incorniciati costano di più degli stencil senza cornice ma sono più veloci sulle linee di produzione
• Spessore dello stencil uno spessore insolito può aumentare i costi e i tempi di consegna, soprattutto quando il fornitore non lo ha in magazzino
• Stencil a gradini le regioni con step down o step up aumentano il prezzo a causa di lavorazioni aggiuntive e di un controllo di processo più rigoroso
• Capacità di passo fine aperture molto piccole potrebbero richiedere finiture di taglio di qualità superiore o processi di stencil speciali
• Rivestimento nano aumenta i costi ma può ridurre l'adesione della pasta e il tempo di pulizia su piccole aperture
• Volume dell'ordine i prototipi di stencil unici costano di più per pezzo rispetto alle ripetizioni

Come ridurre i costi degli stencil senza aumentare il rischio di assemblaggio

• Utilizzare uno spessore standard quando il passo più piccolo lo consente invece di forzare uno stencil a gradini
• Riserva gli stencil per gradini per le vere tavole a passo misto in cui coesistono parti a passo fine e di grande potenza
• Utilizzare l'ottimizzazione della forma dell'apertura prima di pagare per opzioni di stencil speciali
• Condividi il passo dei componenti e le dimensioni più piccole delle pastiglie con l'assemblatore in modo che scelga lo spessore più conveniente

Informazioni da inviare per un preventivo accurato e una revisione degli stencil

• Strati di pasta Gerber sopra e sotto
• Schema del consiglio e informazioni sulla composizione dei pannelli, se applicabile
• Elenco dei componenti chiave incentrato su QFN QFP BGA a passo minimo e passivi in ​​miniatura
• Eventuali problemi noti come tombstoning o bridging da build precedenti

I rischi legati a stencil e stampe devono essere esaminati come parte del processo di producibilità. I ​​nostri ingegneri includono i controlli relativi agli stencil nella revisione generale della prontezza di produzione:
revisione gratuita del DFM.

La scelta degli stencil dipende anche dalle regole di assemblaggio dei PCB, come i fiducial, i keep-out e la strategia di montaggio dei pannelli. Per una checklist pratica incentrata sull'assemblaggio, vedere:
Regole di progettazione dell'assemblaggio PCB.

Contatta Highleap Electronics per l'ottimizzazione dell'apertura dello stencil e una consulenza mirata sui costi. La condivisione dei file Gerber degli strati di pasta e del pitch minimo sul tuo PCB ci aiuta a proporre una strategia di spessore e apertura dello stencil che bilanci prezzo e rendimento.