PCB Şablonu Nedir?

PCB Şablonu (lehim pastası şablonu olarak da bilinir), genellikle paslanmaz çelikten yapılmış, PCB'deki lehim pedlerine karşılık gelen lazerle kesilmiş açıklıklara sahip ince bir malzeme tabakasıdır. Yüzeye Montaj Teknolojisi (SMT) montaj sürecinde kritik bir araçtır.

Birincil işlevi, bileşenler yerleştirilmeden önce PCB'nin lehim pedlerine hassas miktarda lehim pastası aktarmaktır. Şablonu kartın üzerine yerleştirip bir silecek ile lehim pastası uygulayarak, pasta yalnızca istenen pedlere depolanır ve yüksek kaliteli lehimleme için gerekli olan tutarlı, doğru ve verimli bir uygulama sağlar.

PCB Şablonu Neden Yapılır?

PCB şablonları öncelikle üç malzemeden yapılır:

1.  Paslanmaz Çelik (En Yaygın): Aşağıdakilerden dolayı endüstri standardıdır:

A. Dayanıklılık: Tekrarlanan kullanıma ve temizliğe dayanır.

B. Kararlılık: Gerilim altında ve temizlik sırasında şeklini korur.

C. İnce Aralık Yeteneği: Çok küçük açıklıkların hassas lazerle kesilmesini sağlar.

D. Maliyet Etkinliği: İyi bir performans ve fiyat dengesi sunar.

2.  Nikel: Bazen elektroform şablonlar için kullanılır (aşağıya bakın). Paslanmaz çelikten daha sert ve daha aşınmaya dayanıklıdır, ancak aynı zamanda daha pahalıdır.

3.  Poliimid (Kapton) / Mylar (Plastik): Prototipleme ve çok düşük hacimli üretim için kullanılır.

A. Artıları: Çok ucuz ve yapımı hızlıdır.

B. Eksileri: Dayanıklı değildir, zayıf doğruluk, gerilmeye ve yırtılmaya eğilimlidir. İnce aralıklı bileşenler veya üretim ortamları için uygun değildir.

PCB Şablonu Çeşitleri

Şablonlar Nasıl Üretilir? (Lazer Kesim Süreci)

Lazer kesim bir şablonun üretimi birkaç temel adımı içerir:

1.  Tasarım (CAM Dosyası İşleme): PCB tasarımcısı bir Gerber dosyası (tipik olarak "Pasta Maskesi" katmanı) dışa aktarır. Şablon üreticisi, optimum pasta hacmi için gerekirse açıklık boyutlarını ayarlayarak bu dosyayı kesim için hazırlamak üzere özel yazılımlar kullanır.

2.  Lazer Kesim: Yüksek hassasiyetli bir lazer, açıklıkları paslanmaz çelik bir tabakadan keser. Bu işlem, aşırı doğruluk için bilgisayar kontrollüdür.

3.  Elektropolisaj: Kesilmiş şablon, açıklıkların duvarlarını düzleştirmek için elektrokimyasal olarak işlenir. Bu, lazer cürufunu ve çapakları gidererek daha iyi lehim pastası salımı için pürüzsüz bir yüzey oluşturur.

4.  Temizleme ve İnceleme: Şablon iyice temizlenir ve daha sonra tüm açıklıkların temiz, pürüzsüz ve spesifikasyonlara uygun olduğundan emin olmak için bir mikroskop altında incelenir.

5.  Çerçeveleme: Bitmiş şablon tabakası, baskı işlemi sırasında düz ve dengeli kalmasını sağlamak için sağlam bir metal çerçeveye (genellikle alüminyum) gerilir ve yapıştırılır.

Doğru PCB Şablonu Nasıl Seçilir?

Doğru şablonu seçmek, çeşitli faktörleri dengelemeyi içerir:

1.  Açıklık Tasarımı: Bu en kritik faktördür. Açıklığın alanı ile duvarının alanı arasındaki oran, pasta salımını belirler.

l Alan Oranı: (Açıklık Açılış Alanı) / (Açıklık Duvar Alanı). İyi pasta salımı için genellikle > 0,66 oranı önerilir.

l En Boy Oranı: (Açıklık Genişliği) / (Şablon Kalınlığı). > 1,5 oranı önerilir.

2.  Şablon Kalınlığı: Uygulanan lehim pastası hacmini belirler.

l Standart SMT (0603, 0,65 mm aralık+): 0,1 mm - 0,15 mm (4-6 mil) kalınlık.

l İnce Aralık (0,5 mm aralık ve altı): 0,08 mm - 0,1 mm (3-4 mil) kalınlık.

l Karma Teknoloji (Büyük Bileşenler): Ana alan ince aralıklı için ince olan, ancak büyük bileşenlerin altındaki alanın daha ince aşındırıldığı (örneğin, 0,1 mm ana, 0,15 mm kademeli) bir kademeli şablon kullanılır.

3.  Şablon Tipi: Bileşenlerinize göre seçim yapın (yukarıdaki "PCB Şablonu Çeşitleri"ne bakın).

l Lazer Kesim + Elektropolished: Uygulamaların %95'i için uygundur.

l Elektroform veya Nano Kaplamalı: En zorlu, yüksek yoğunluklu tasarımlar için.

4.  Çerçeveleme: Çerçeve boyutunun şablon yazıcınızın tutucusuna uyduğundan emin olun.

PCB Şablonu Nasıl Kullanılır?

Bir şablon kullanma işlemine lehim pastası baskısı denir:

1.  Kurulum: Bir şablon yazıcısında şablonun altına PCB'yi sabitleyin. Şablon, açıklıkların kart üzerindeki pedlerle mükemmel bir şekilde eşleşmesi için optik görüş sistemleri veya mekanik pimler kullanılarak hassas bir şekilde hizalanır.

2.  Yükleme: Lehim pastası, silecek bıçağının(larının) önüne bir çizgi halinde uygulanır.

3.  Baskı: Silecek bıçağı(ları), lehim pastasını açıklıklara iterek aşağı doğru basınçla şablonun üzerinden hareket eder.

4.  Serbest Bırakma: Silecek geçtiğinde ve şablon PCB'den ayrıldığında, lehim pastası açıklıklardan pedlere temiz bir şekilde serbest bırakılır ve hassas birikintiler bırakır.

5.  İnceleme: Kart, bileşenler yerleştirilmeden önce pasta birikintilerinin hacmini, yüksekliğini ve hizalamasını doğrulamak için genellikle bir Lehim Pastası İnceleme (SPI) makinesinden geçirilir.

6.  Temizleme: Bir sonraki baskı döngüsünden önce yüzey ve açıklıklardan pasta kalıntılarını gidermek ve tıkanmayı önlemek için şablon temizlenir (manuel veya otomatik olarak).