شابلون استنسیل

امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی، برد های مدار چاپی به سمت کوچک تر شدن می روند. در این راستا استفاده از قطعات smd که سایز کوچک تری دارند بسیار گسترده شده است. یکی از ملزومات در تولید برد های مدار چاپی، وجود قلع در روی پد های قطعات smd است که برای با کیفیت بودن مونتاژ ضروری می‌باشد. برای تولید مدارات چاپی با این ویژگی از شابلون استنسیل (Stencils) استفاده می‌ کنیم. در ادامه به بررسی نحوه ی تولید و استفاده از این شابلون ها میپردازیم.

• مونتاژ قطعات smd

به تصویر زیر توجه کنید. تصویر زیر یک قطعه smd را نمایش می دهد. همانطور که در تصویر مشخص است بدون وجود مقدار مناسب قلع روی پد های قطعات smd، نمی توان به درستی قطعه را مونتاژ کرد و قطعه روی برد مدار چاپی فیکس نخواهد شد. در نتیجه لازم است در هنگام تولید مدارات چاپی با قطعات smd، روی پد ها قلع قرار گیرد تا مونتاژ قطعات (مخصوصا زمانی که از اتو استفاده می شود) به درستی صورت پذیرد.

• شابلون استنسیل چیست؟

شابلون استنسیل یک ورقه‌ از جنس استیل است که برای قرار دادن قلع روی پد ها از آن استفاده می‌شود. البته ممکن است آن را از فولاد ضد زنگ یا جنس های دیگر نیز بسازند؛ استفاده از استیل بسیار محبوب تر است زیرا می تواند کیفیت چاپ قلع را یه مقدار زیادی افزایش دهد. وجود شابلون استنسیل کمک می‌کند که قلع به میزان مناسب در محل های مناسب قرار گیرد و از پخش شدن قلع به قسمت های دیگر جلوگیری می‌کند. تصویر زیر یک نمونه شابلون استنسیل را نمایش می‌دهد.

 

• تولید شابلون استنسیل

تولید شابلون استنسیل به دو روش شیمیایی و لیزری انجام می شود. در ادامه به توضیح مختصر هر یک می پردازیم.

روش لیزری:

در تولید شابلون های استنسیل با استفاده از لیزر، منافذی بر بر روی ورق استیل ایجاد می شود. سپس شابلون در بالای pcb قرار می گیرد و با استفاده از یک سری علامت ها و موقعیت یابی، منافذ شابلون به طور کامل و دقیق تنظیم می گردد. از مزایای این روش می توان به دقت بیشتر برش ها اشاره کرد. با استفاده از این روش می توانیم برش هایی که شکل معمولی ندارند نیز با دقت بالا ایجاد کنیم. هزینه ی این روش با توجه به دقت بالای آن نسبتا معقول و قابل قبول می باشد. بزرگترین ایراد این روش، زمان بر بودن آن است.

روش شیمیایی:

روش شیمیایی برای تولید استنسیل که به صورت دستی نیز می تواند انجام شود، روشیست که در آن از اسید برای ایجاد منافذ روی ورقه استفاده می شود. در این فرایند دیواره منافذ با کیفیت پایین تری ایجاد می شوند. به این صورت که به علت دقیق نبودن برش ها، سطوح دیواره مقداری ناهمواری خواهد داشت. هزینه تولید استنسیل به روش شیمیایی نسبت به روش لیزری پایین تر است. برای ایجاد شابلون هایی که منافذ ریز دارند استفاده از این روش توصیه نمی شود زیرا ممکن است خمیر قلع پخش شده و ایراداتی روی pcb به وجود آورد. این مشکل زمانی که از چاپ محافظ استفاده نشده باشد بیشتر نمایان می‌شود.

یکی از مواردی که در زمان تولید شابلون استنسیل باید به آن توجه شود، ضخامت ورقه است. به طور معمول ضخامت ورق استنسیل از 0.12 تا 2 میلی متر تنظیم می شود. هر چه ضخامت ورقه بیشتر باشد، ضخامت قلع قرار گرفته روی برد بیشتر خواهد بود. تصویر زیر تاثیر ضخامت ورقه بر روی ضخامت قلع را به خوبی نشان می دهد.

 

برای برآورد ضخامت شابلون باید به قطعاتی که روی برد قرار می گیرد نیز دقت شود و ضخامت ورق استنسیل با توجه به این موضوع تنظیم شود. برای مثال ضخامت قلع روی پد های قطعات smd برای IC هایی که فاصله پایه های آن ها کم است و پایه ها باریک هستند، باید کمتر باشد. اما برای قطعات سنگین تر یا قطعاتی که بسیار گرم می شوند، لازم است قلع بیشتری روی پد ها قرار گیرد.

نکته ای دیگر در رابطه با تولید استنسیل این است که لایه مربوط به تنظیمات این قسمت در نرم افزار Altium designer، لایه top paste و bottom paste است. برای ایجاد تغییرات در شابلون می توانید این قسمت را بررسی و تغییرات را درین لایه ها اعمال کنید.

• مراحل چاپ قلع با استفاده از شابلون استنسیل

ثابت کردن pcb و شابلون:

دقیق بودن محل قرارگیری قلع بسیار مهم است. شابلون و pcb باید دقیقا همتراز باشند. برای این منظور برد مدار چاپی را به وسیله گیره مکانیکی یا ایجاد خلا در زیر آن، به میز محکم می کنند. علاوه بر آن از پین هایی نیز استفاده می‌شود تا صفحات pcb در طول چاپ قلع حرکت نکنند.

قرار دادن شابلون:

در ادامه شابلون را روی صفحه pcb قرار داده و آن را محکم می کنند. پس از اینکه شابلون به طور محکم روی PCB لخت نصب شد، خمیر قلع روی شابلون اعمال می شود. سپس از یک تیغه برای پر کردن منافذ شابلون از خمیر قلع استفاده می شود. فشار و سرعت حرکت این تیغه کیفیت چاپ را تعیین می کند.

 

فشار بیشتر باعث می شود خمیر قلع کمتری روی برد قرار گیرد. زیرا فشار باعث فشرده شدن شکاف بین شابلون و PCB می شود. سرعت حرکت تیغه نیز مستقیماً بر شکل و مقدار خمیر قلع قرار گرفته روی برد تأثیر می گذارد که به نوبه خود مستقیماً بر کیفیت قلع موثر است. به طور کلی، سرعت تیغه باید بین 20 تا 80 میلی متر در ثانیه تنظیم شود. سرعت تیغه نسبت به ویسکوزیته خمیر تنظیم می شود. اگر خمیر لحیم غلظت کمتری داشته باشد، سرعت ضربه تیغه می تواند سریعتر باشد. البته اگر تیغه با سرعت بیشتری حرکت کند، مقدار خمیر لحیم مصرفی کمتر خواهد بود.

تمیز کردن شابلون:

در ادامه پس از قرار گرفتن خمیر روی برد، شابلون را کاملاً تمیز می‌کنیم تا خمیر قلع و باقیمانده فلاکس از بین برود. با این کار شابلون برای چاپ بعدی آماده می شود.

سخن پایانی

وجود شابلون استنسیل در تولید pcb مخصوصا در تولیدات تعداد بالای مدارات چاپی، امری ضروری و مهم است. همچنین کیفیت تولید این شابلون روی کیفیت pcb نهایی تاثیر بالایی دارد. شما می توانید سفارش استنسیل برای مدارات خود را به مرکز ذهن دیجیتال بسپارید و با توجه به نیاز برد، شابلون استنسیل را با کیفیت و قیمت مناسب در بهترین زمان تحویل بگیرید. تصویر زیر یکی از شابلون های اسنتسیلی را نشان می دهد که برای مشتری ساخته شده است.

برای ارتباط بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.