شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل چیست و چه کاربردی دارد؟

شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل یک ورق فولادی ضد زنگ با روزنه هایی (سوراخها) است که با لیزر برش خورده است که برای قرار دادن خمیر لحیم در مکان های مشخص شده بر روی یک برد PCB خام استفاده می شود تا در مرحله بعد بتوان قطعات نصب سطحی SMD را روی سطح PCB قرار داد و مونتاژ کرد.

شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل چیست؟

وظیفه اصلی شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل این است که مقدار مناسبی از خمیر لحیم را روی پدهای SMD قرار دهد تا اتصال الکتریکی بین پد و قطعه و همچنین استحکام مکانیکی کامل برقرار شود. استفاده از شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل برای اعمال خمیر لحیم، روند مونتاژ PCB را سریعتر می‌کند. همچنین استفاده دقیق خمیر لحیم را آسان تر می کند. شابلون مونتاژ SMD (یا همان استنسیل) با ایجاد منافذ از طریق لیزر بر روی ورق فولادی ضد زنگ در مکان‌هایی که قطعات نصب سطحی باید روی برد قرار گیرند، تولید می‌شود. سپس شابلون بر روی PCB قرار می گیرد و با استفاده از نقاط موقعیت یابی به نام فیدوشیال به طور کامل تراز می شود.

پس از تراز کردن، خمیر لحیم با یک تیغه اسکوییجی فلزی بر روی برد اعمال می شود. در نتیجه، خمیر لحیم روی برد PCB جایی که قطعات نصب سطحی باید قرار گیرند، اعمال می شود. بنابراین وقتی شابلون برداشته می شود، می توان قطعات را روی PCB خام قرار داد.

برای خروجی گرفتن از آلتیوم دیزاینر برای استنسیل میتوانید از دوره آموزش طراحی برد الکترونیکی استفاده کنید

نکات مهم ساخت یا سفارش شابلون مونتاژ SMD

هنگام سفارش گذاری استنسیل یا شابلون مونتاژ SMD نکات مهمی وجود دارد که باید در نظر داشته باشید. این نکات عبارتند از:

ضخامت ورق فولادی

ضخامت دقیق ورق شابلون باعث آزاد شدن مقدار مورد نظر خمیر لحیم از دهانه می‌شود. ضخامت ورق و اندازه سوراخ فاکتورهای مهمی هستند که بر میزان خمیر لحیم قرار گرفته روی برد مدار چاپی تأثیر می‌گذارند زیرا رسوب اضافی لحیم می‌تواند باعث ایجاد پل لحیم شود. از طرف دیگر، رسوب کمتر لحیم می‌تواند اتصالات لحیم ضعیف ایجاد کند که بر عملکرد برد PCB نهایی تأثیر می‌گذارد. فرمول محاسبه ضخامت تقریبی شابلون PCB در زیر بیان شده است:

اندازه سوراخ ایجاد شده

برای جلوگیری از عیوب لحیم کاری مانند پل زدن و توپ های لحیم، سوراخهای شابلون کمی کوچکتر از اندازه پد PCB طراحی می شوند. پس از رسوب لحیم، زمانی که شابلون از روی برد جدا می شود، این احتمال وجود دارد که خمیر لحیم به دیواره های سوراخ های شابلون بچسبد. برای جلوگیری از بروز این مشکل، مساحت پد PCB همیشه باید بیشتر از دو سوم سطح داخلی دیواره سوراخ شابلون باشد.

متریال شابلون مونتاژ SMD

متریال شابلون بر توانایی آن در رساندن خمیر لحیم کاری از دهانه سوراخ به پد PCB تأثیر می گذارد. فولاد ضد زنگ ماده ای است که معمولاً برای استنسیل مونتاژ SMD استفاده می شود.

تراز کردن شابلون مونتاژ SMD

برای به دست آوردن یک چاپ عالی از خمیر لحیم روی پدهای PCB، علامتهایی به نام “فیدوشیال” به PCB و شابلون مونتاژ SMD اضافه می شود. این علامت ها تراز خوب بین PCB و شابلون را تضمین می کنند.

طبقه‌بندی شابلون مونتاژ SMD

شابلون‌های PCB را می‌توان بر اساس نوع سوراخ و سبک نصب آن‌ها به دسته های زیر طبقه بندی می شوند: شابلون‌های برش لیزری، شابلون‌های شیمیایی اچ، شابلون‌های PCB قاب‌دار، شابلون‌های PCB بدون قاب و شابلون‌های PCB هیبریدی. معمولاً، شابلون مونتاژ SMD یا استنسیل توسط شرکت سازنده برد PCB ساخته می شود. با این حال، اغلب به شابلون های بیشتری نیاز دارید یا ممکن است نیاز داشته باشید که شابلون ها را جایگزین کنید.

1- شابلون های برش لیزری

در این نوع استنسیل، روزنه های روی شابلون PCB بر روی یک ورق فولادی ضد زنگ با استفاده از پرتوی لیزر ایجاد می شوند. این شابلون دقت بالایی را ارائه می دهد.

2- شابلون های شیمیایی اچ

روزنه های روی شابلون PCB با استفاده از اسید به فلز حک می شوند. این نوع استنسیل سرعت تولید بالایی را با هزینه کم ارائه می دهد اما از محیط زیست در برابر مواد شیمیایی مضر محافظت نمی کند.

3- شابلون های مدار چاپی قاب دار

این شابلون های PCB دارای یک قاب در اطراف شابلون هستند. برای قاب از حاشیه مشبک استفاده می شود تا ورق شابلون را محکم نگه می دارد. از مزایای شابلون های PCB قاب دار می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تکرارپذیری
• کیفیت چاپ استثنایی
• مناسب برای تولید PCB با حجم بالا

4- شابلون های PCB بدون قاب/قابل استفاده مجدد

چنین شابلون هایی قاب ثابتی ندارند. آنها را می توان در قاب های مختلف تنظیم کرد و در هر زمان می توان آنها را حذف کرد. این شابلون ها نسبت به شابلون های دارای قاب ارزان تر هستند، می توانند برای فرآیندهای لحیم کاری دستی استفاده شوند و همچنین فضای ذخیره سازی مورد نیاز را کاهش می دهند.

5- شابلون مونتاژ SMD پرتوتایپ

شابلون پروتوتایپ یا نمونه اولیه، یک فویل فولادی ضد زنگ (با ضخامت 5 تا 10 mil) با روزنه هایی است تا از طریق این روزنه ها، خمیر لحیم بر روی پدهای PCB قرار گیرد. از این شابلونها برای چاپ دستی و تمرین مفاهیم استفاده می شود. برای جلوگیری از حرکت PCB می توانید آن را با نوار چسب بچسبانید.

6- شابلون های PCB هیبریدی

شابلون هیبریدی ترکیبی از شابلون های شیمیایی اچ و برش لیزری می باشد.

این آموزش ادامه دارد…