Richtlijn voor het ontwerp van stencilopeningen voor kostenefficiënte PCBA's

Inhoudsopgave

1. Basisprincipes van sjabloonopeningontwerp
2. Regels voor oppervlakteverhouding en beeldverhouding
3. Optimalisatie van de opening voor componenten en thermische pads
4. Factoren die van invloed zijn op de kosten van sjablonen en wat u naar uw assemblagebedrijf moet sturen.

Bij Highleap Electronics produceren we dagelijks printplaten en voeren we SMT-assemblages uit. Stencilontwerp is niet alleen een kwestie van kwaliteit, maar ook van kosten. De juiste apertuurstrategie voorkomt herwerk en vertragingen in de productielijn, terwijl de juiste stencilspecificaties voorkomen dat u betaalt voor opties die u niet nodig hebt. Deze handleiding legt praktische regels voor stencilapertuur uit en de belangrijkste kostenfactoren waar kopers op letten.

Basisprincipes van sjabloonopeningontwerp

Een stencil voor soldeerpasta brengt de pasta aan op de contactpunten van de printplaat tijdens het printproces. De opening in het stencil bepaalt waar de pasta wordt afgezet en hoeveel pasta er vrijkomt. Zelfs als de lay-out van je printplaat correct is, kan een verkeerde opening leiden tot te weinig of te veel pasta, kortsluiting, soldeerbolletjes of losse componenten tijdens het reflow-proces.

Hoe werkt pastaoverdracht?

1. Met een rakel wordt soldeerpasta over het oppervlak van het sjabloon gerold.
2. De pasta vult elke opening.
3. Het stencil komt los van de printplaat.
4. De pasta laat los van de wanden van de openingen en zet zich af op de pads.

Belangrijke variabelen die de printresultaten beïnvloeden

• Diafragma grootte De afmetingen van de opening kunnen kleiner of anders zijn dan de afmetingen van het kussen.
• Stencildikte De volumetoename wordt direct beïnvloed door een verschil van doorgaans 0.10 mm tot 0.15 mm, afhankelijk van de spoed en de samenstelling van de onderdelen.
• Vorm van de opening rechthoek afgeronde hoeken thuisplaat raampatronen
• Muurkwaliteit Gladdere wanden verbeteren de lossing en verminderen de frequentie van het schoonmaken.

Volumeberekening van de pasta

Als u een compleet overdrachtspakket voor PCB-assemblage samenstelt, moeten de stencilkeuzes overeenkomen met uw volledige productiedataset. Deze checklist helpt u om ontbrekende of niet-overeenkomende bestanden te voorkomen:
Vereisten voor het assemblagebestand.

Regels voor oppervlakteverhouding en beeldverhouding

Twee verhoudingen voorspellen of de pasta soepel uit de opening loslaat. Als de verhoudingen te laag zijn, blijft de pasta aan de wanden van de opening plakken en worden de afzettingen ongelijkmatig. In dat geval betalen kopers dubbel: eerst voor een sjabloon dat slecht afdrukt, en vervolgens voor herstelwerkzaamheden, schoonmaaktijd en productievertragingen.

Oppervlakteverhouding

beeldverhouding

• > 1.5 uitstekende marge voor vrijgave
• 1.0 tot 1.5 bruikbaar met goede sjabloonkwaliteit en procesbeheersing.
• De lossing is vaak instabiel; overweeg een dunner sjabloon of een stapgrootte.

Optimalisatie van de opening voor componenten en thermische pads

Bij de assemblage van printplaten is het zelden optimaal om overal een 1:1 verhouding tussen opening en pad te hanteren. Het doel is om de juiste hoeveelheid soldeerpasta op de juiste pads aan te brengen en tegelijkertijd overbrugging, holtes en zwevende componenten te minimaliseren.

Diafragmaverkleining

• Thermische pads Verminder de totale bedekking om opdrijven te voorkomen en ontgassing te bevorderen.
• Via inpad Verklein de opening om te voorkomen dat pasta in de via's terechtkomt.
• Grafsteencontrole Het evenwicht tussen de chippads wordt hersteld wanneer één kant thermisch dominanter is.

Diafragmavergroting

• Meeuwenvleugel en J-vormige leiding Mogelijk is een gecontroleerde toename nodig voor de vorming van filets.
• Grote connectorleidingen Afhankelijk van de loodmassa kan een groter volume nodig zijn.
• Speld in plakken Bij het doorvoeren van de pasta in de gaten is een speciaal ontwikkelde pasta nodig.

Optimalisatie van de vorm van de opening

• Hoeken afronden Verbetert de lossing bij kleine openingen en vermindert het vastkleven van de lijm.
• Thuisplaat Vaak gebruikt op fijnmazige kabels om het risico op kortsluiting te verminderen.

Strategie voor het openen van vensters op thermische pads

• Totale dekking Doorgaans 50 tot 80 procent van het oppervlak van de pad.
• Patronen meerdere kleine ramen in plaats van één grote opening
• Raamspleten bieden ontgassingspaden en verminderen het risico op luchtverlies
• Randspeling Houd de pasta weg van de rand van het kussen om te voorkomen dat er pasta uit de rand komt.

Ontvang een beoordeling van het sjabloonontwerp

Factoren die van invloed zijn op de kosten van sjablonen en wat u naar uw assemblagebedrijf moet sturen.

Veel kopers stellen een simpele vraag: hoeveel kost een soldeerpasta-stencil? Het werkelijke antwoord hangt af van uw printplaat en de specificaties van het stencil. Bij de assemblage van printplaten is de laagste stencilprijs niet altijd de laagste totale kosten, als dit leidt tot instabiel printen, extra reiniging of nabewerking. Hieronder staan ​​de belangrijkste kostenfactoren in de praktijk.

Belangrijkste prijsbepalende factoren voor sjablonen

• Sjabloontype Sjablonen met een frame zijn duurder dan sjablonen zonder frame, maar ze zijn sneller te verwerken in de productielijn.
• Stencildikte Een ongebruikelijke dikte kan de kosten en levertijd verhogen, vooral als de leverancier deze niet op voorraad heeft.
• Stappen sjabloon Regio's waar de productie wordt op- of afgebouwd, hebben een hogere prijs vanwege extra bewerkingen en strengere procescontrole.
• Fijne pitch-functionaliteit Zeer kleine openingen vereisen mogelijk een nauwkeurigere afwerking door middel van snijden of speciale sjabloonprocessen.
• Nano-coating Dit brengt extra kosten met zich mee, maar kan ervoor zorgen dat de lijm minder snel blijft plakken en de schoonmaaktijd bij kleine openingen verkorten.
• Bestelvolume Prototype-sjablonen die in eenmalige exemplaren worden gemaakt, kosten per stuk meer dan sjablonen die in herhaalde productie worden gemaakt.

Hoe verlaag je de kosten van sjablonen zonder het montagerisico te verhogen?

• Gebruik een standaard dikte wanneer uw kleinste steek dit toelaat, in plaats van een getrapte sjabloon te forceren.
• Reserveer stapsjablonen voor echte gemengde pitch-boards waar fijne pitch-onderdelen en grote power parts naast elkaar voorkomen.
• Optimaliseer de vorm van de opening voordat u betaalt voor speciale sjabloonopties.
• Deel de afstand tussen de componenten en de kleinste padafmetingen met de assemblagepartner, zodat deze de meest kosteneffectieve dikte kan kiezen.

Informatie die u moet opsturen voor een nauwkeurige prijsopgave en beoordeling van de sjablonen.

• Gerber-pasta lagen boven en onder
• Overzicht van de raad van bestuur en informatie over de panelindeling, indien van toepassing.
• Belangrijkste componentenlijst met de nadruk op QFN QFP BGA-componenten met minimale pitch en miniatuurpassieve componenten.
• Zijn er bekende problemen zoals tombstoning of brugvorming uit eerdere builds?

Het risico met betrekking tot stencils en prints moet worden beoordeeld als onderdeel van het maakbaarheidsproces. Onze engineers nemen stencilgerelateerde controles op in de algehele beoordeling van de productiegereedheid:
gratis DFM-recensie.

De keuze van het sjabloon hangt ook af van de regels voor PCB-assemblage, zoals referentiepunten, uitsluitingspunten en paneelstrategie. Voor een praktische checklist gericht op assemblage, zie:
Ontwerpregels voor PCB-assemblage.

Neem contact op met Highleap Electronics voor optimalisatie van de stencilopening en een kostenbewust advies. Door uw Gerber-bestanden voor de pastalaag en de minimale pitch op uw printplaat met ons te delen, kunnen we een stencildikte en -openingstrategie voorstellen die een goede balans biedt tussen prijs en opbrengst.