У статті представлено дванадцять принципів дизайну, які є ключовими для створення ідеального трафарету SMT.
Мініатюризація – це слово, яке часто зустрічається в нашому повсякденному житті. Його ефекти оточують нас у вигляді все більш компактних електронних пристроїв. Щоб не відставати від цієї тенденції, компанії повинні долати труднощі збирання дедалі менших компонентів. Настав час познайомитися із 12 ключовими принципами дизайну, які допоможуть створити ідеальний трафарет SMT.
З чого почати? Це питання завжди виникає на початку, і в цьому немає нічого дивного. Отже, перший крок — переконатися, що у вас є потрібні файли дизайну.
ПРАВИЛО 1. ЗАВЕРШІТЬ ДОКУМЕНТАЦІЮ ПРОЕКТУВАННЯ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ
- Файл проекту друкованої плати, наприклад, у форматі ODB++
- Специфікація ламінату
- Документ, що визначає тип використовуваних компонентів та їх розташування
- Файли Gerber
ПРАВИЛО 2. ЗБЕРЕЖІТЬ РЕПЕРНІ ЗНАКИ
Дрібний на перший погляд елемент може усунути багато проблем у процесі виробництва. Завжди перевіряйте розташування реперних знаків для позиціонування трафарету на SMT-принтері. Вони мають бути відповідного розміру, розміщуватися щонайменше по два та розташовуватися на якомога більшій відстані один від одного. Рекомендується, щоб розмір реперного знаку був не менше 1 мм. Відсутність реперних знаків на одній платі необхідно компенсувати їх розміщенням на панелі.
ПРАВИЛО 3. СТАНДАРТ IPC-7525
Загальні приклади вказівок щодо проектування апертур для селективних пристроїв поверхневого монтажу (олов’яно-свинцева паяльна паста)
| Тип компо-нента | Крок | Ширина відбитка | Довжина відбитка | Ширина апертури | Довжини апертури | Діапазон товщин трафарету | Діапазон співвідно-шення сторін
|
Діапазон співвідно-шення площ
|
Тип паяльної пасти |
| PLCC | 1,25 мм | 0,65 мм | 2,0 мм | 0,6 мм | 1,95 мм | 0,15…0,25 мм | 2,4…4 | 0,92…1,53 | Тип 3 |
| QFP | 0,65 мм | 0,35 мм | 0,2 мм | 0,3 мм | 1,45 мм | 0,15…0,175 мм | 1,74…2,0 | 0,71…0,83 | Тип 3 |
| QFP | 0,5 мм | 0,3 мм | 1,25 мм | 0,25 мм | 1,2 мм | 0,125…0,15 мм | 1,7…2,0 | 0,69…0,83 | Тип 3 |
| QFP | 0,4 мм | 0,25 мм | 1,25 мм | 0,2 мм | 1,2 мм | 0,1…0,125 мм | 1,6…2,0 | 0,69…0,86 | Тип 3 |
| QFP | 0,3 мм | 0,2 мм | 1,0 мм | 0,15 мм | 0,95 мм | 0,075…0,125 мм | 1,2…2,0 | 0,52…0,86 | Тип 3 |
| 0402 | – | 0,6 мм | 0,65 мм | 0,45 мм | 0,6 мм | 0,125…0,15 мм | – | 0,86…1,03 | Тип 3 |
| 0201 | – | 0,4 мм | 0,45 мм | 0,25 мм | 0,35 мм | 0,075…0,125 мм | – | 0,56…0,93 | Тип 3 |
| 01005 | – | 0,2 мм | 0,3 мм | 0,185 мм | 0,25 мм | 0,063…0,089 мм | – | 0,68…0,86 | Тип 4 |
| BGA | 1,25 мм | CIR 0,55 мм | CIR 0,52 мм | 0,15…0,2 мм | – | 0,65…0,76 | Тип 3 | ||
| BGA з малим кроком | 1,0 мм | CIR 0,45 мм | SQ 0,42 мм | 0,15…0,135 мм | 0,65…0,76 | Тип 3 | |||
| 0,5 мм | CIR 0,25 мм | SQ Overprint 0,28 мм | 0,075…0,125 мм | – | 0,56…0,93 | Тип 3 | |||
| 0,4 мм | CIR 0,2 мм | SQ Overprint 0,23 мм | 0,075…0,1 мм | – | 0,56…0,75 | Тип 4 | |||
Стандарт IPC-7525 був створений, щоб зібрати всі вказівки щодо розмірів апертур і параметрів, які слід враховувати під час проектування. Це обов’язкове для ознайомлення кожному інженеру, відповідального за розробку або нагляд за трафаретами SMT.
ПРАВИЛО 4. ЗВЕРНІТЬ УВАГУ ПРО ЗНАЧЕННЯ СПІВВІДНОШЕННЯ СТОРІН ТА ПЛОЩІ
Співвідношення сторін — це відношення ширини отвору до товщини трафарету SMT. Стандарт передбачає, що гарне співвідношення сторін повинно бути більше 1,5. Коефіцієнт площі – це співвідношення між стінками отвору та поверхнею контактної площадки. Рекомендується, щоб воно було вище 0,66.
Формули для обчислення співвідношення сторін і співвідношення площ
Не забудьте узгодити значення вищезазначених коефіцієнтів з відповідною технологією виробництва трафарету та врахувати загальний дизайн друкованої плати. Рекомендується, що чим вище значення вищевказаних коефіцієнтів, тим стабільнішим є процес друку паяльної пасти та вища якість.
ПРАВИЛО 5. РОЗМІР АПЕРТУРИ ПРОТИ РОЗМІРУ ПОДЛОЖКИ
Передбачається, що розмір апертури трохи менший за розмір контактної площадки на друкованій платі. Це допомагає отримати додаткову «герметичність» між поверхнею трафарету та контактною площадкою і запобігає утворенню кульок припою або коротких замикань під час друку паяльною пастою. Зменшення ширини отвору слід робити рівномірно з кожного боку, щоб отвір знаходився по центру пайки.
ПРАВИЛО 6. ПРОЕКТУЙТЕ ПРАВИЛЬНУ ФОРМУ ОТВОРУ
Вибір відповідної форми отвору має вирішальне значення, щоб уникнути дефектів пайки, таких як розтирання, надгробки або зміщення компонентів, які не відповідають стандартам IPC.
ПРАВИЛО 7. ПЕРЕВІРТЕ НАЯВНІСТЬ ПАЯЛЬНИХ МАСОК МІЖ ПАЯЛЬНИМИ КОНТАКТНИМИ ПЛОЩАДКАМИ
Наявність паяльної маски між контактними площадками запобігає виникненню мостів та коротких замикань між контактними площадками на друкованій платі. Якщо її немає, під час проектування слід забезпечити відповідні відстані між контактними площадками, щоб запобігти вищезгаданим дефектам.
ПРАВИЛО 8. ВИБЕРІТЬ ВІДПОВІДНУ ТОВЩИНУ ТРАФАРЕТУ
Товщина трафарету призначена для забезпечення належної кількості пасти на контактній площадці після процесу друку. На її вибір впливають розмір і тип компонентів, а також дизайн друкованої плати. Якщо є невеликі компоненти з малими відстанями та водночас великі контактні площадки, наприклад, для роз’ємів, вам слід розглянути можливість використання, наприклад, ступінчатого шаблону.
ПРАВИЛО 9. ОБЕРІТЬ ПРАВИЛЬНИЙ ТИП ТРАФАРЕТУ
Для конкретного проекту ви повинні розглянути, чи хочете ви використовувати стандартний або ступінчатий шаблон і яку технологію він використовуватиме. Ви також повинні розглянути можливість використання трафарету зі спеціальними покриттями, наприклад, коли неможливо використовувати товстіший трафарет і існує ризик дефіциту пасти.
ПРАВИЛО 10. ПЕРЕВІРТЕ НАЯВНІСТЬ КОМПОНЕНТІВ «PIN IN PASTE»
При проектуванні зверніть увагу на можливість пайки вивідних компонентів PTH (Pin Through Hole) за технологією SMT. Тоді слід використовувати відповідні більші отвори (так зване накладення).
Формули для розрахунку співвідношення сторін і площі (джерело стандарт IPC 7525)
ПРАВИЛО 11. «ПРАВИЛО П’ЯТИ КУЛЬОК»
Емпіричне правило полягає в тому, що для гарного звільнення трафарету потрібно вмістити п’ять найбільших частинок порошку в найвужчий отвір. Правило вибору правильного типу паяльної пасти для забезпечення належної якості.
ПРАВИЛО 12. ОБЕРІТЬ ВІДПОВІДНУ РАМУ ТРАФАРЕТУ
Перший аспект, який слід розглянути на цьому етапі, це обладнання, яке буде використовуватися для нанесення паяльної пасти, і його обмеження. Процес буде ручним чи автоматичним? Це ключове питання, яке потребує відповіді на цьому етапі. Від цього залежить, чи буде трафарет безрамним або з рамкою. Ви також повинні розглянути, яка буде відповідна система натягу шаблону.
ВИСНОВКИ
Вибір і розробка трафарету SMT не є простим завданням. Це вимагає врахування багатьох факторів, які впливають на кінцевий успіх і правильність підготовленого проекту. Досвід тут відіграє ключову роль. Однак, дотримуючись наведених вище вказівок і порад, ви точно зможете підготувати трафарет SMT, який відповідатиме вашим очікуванням. У разі більш складних проектів завжди можна скористатися послугами компаній, що спеціалізуються в цій галузі, які можуть надати цінні поради та навіть підготувати трафарет, адаптований до індивідуальних потреб.
За матеріалами сайту https://tek.info.pl
Лайкнуть
Твитнуть