Dans le domaine de la fabrication électronique, en particulier dans le flux de processus de la technologie de montage en surface (SMT),maille en acier de carte PCB, en tant que moule SMT spécial, affecte directement la qualité du soudage et les performances des produits électroniques en termes de qualité de production. Une compréhension approfondie de la production de treillis en acier pour circuits imprimés est d'une grande importance pour améliorer le niveau de fabrication électronique.
1, définition et fonction du treillis en acier pour circuits imprimés
Le treillis en acier pour circuits imprimés, également connu sous le nom de gabarit SMT, est principalement constitué d'un matériau en acier inoxydable. Sa fonction principale est d'aider au dépôt précis de la pâte à souder, en garantissant qu'une quantité appropriée de pâte à souder est transférée avec précision à la position désignée sur la carte de circuit imprimé vide. Sur la ligne de production SMT, la pâte à souder est imprimée uniformément sur les plots de soudure du circuit imprimé à travers les trous de maillage du treillis en acier, jetant ainsi les bases du montage et du soudage ultérieurs des composants, et constitue un maillon clé pour garantir la fiabilité et la stabilité des connexions électriques des produits électroniques.
2, le processus de fabrication du treillis en acier pour circuits imprimés
(1) Méthode de gravure chimique
Déroulement du processus : Tout d'abord, concevez et disposez la tôle d'acier à l'aide d'un logiciel professionnel pour générer des fichiers de données précis. Ensuite, un matériau photosensible est uniformément appliqué sur la surface de la tôle d'acier. Grâce à la technologie d'imagerie directe laser LDI, le motif du fichier de données est directement projeté sur la tôle d'acier recouverte d'un matériau photosensible sous la forme d'un faisceau laser, complétant ainsi l'opération d'exposition. Ensuite, un développement est effectué pour éliminer le matériau photosensible non exposé et exposer les zones à graver. Réutilisez la solution de gravure pour graver la tôle d'acier afin de former la forme de maillage souhaitée, et enfin terminez la production de treillis en acier par des étapes de nettoyage de la tôle d'acier et d'étirement du maillage.
Caractéristiques : Cette méthode peut être moulée en une seule fois, avec une vitesse de production relativement rapide et un faible coût. Cependant, il présente des défauts évidents et, pendant le processus de gravure, il est facile de donner au maillage une forme de sablier ou d'agrandir la taille de l'ouverture (gravure excessive) en raison de la difficulté de contrôler avec précision le degré de gravure. De plus, le processus de production est fortement influencé par des facteurs objectifs tels que l'expérience des opérateurs et la qualité des produits chimiques, ce qui entraîne une accumulation importante d'erreurs, le rendant moins adapté à la production de treillis en acier à pas fin. De plus, les produits chimiques utilisés dans la gravure chimique peuvent provoquer une pollution de l'environnement, ce qui n'est pas conforme aux concepts actuels de protection de l'environnement.
(2) Méthode de découpe laser
Déroulement du processus : générez des fichiers de données précis via un logiciel de conception professionnel, utilisez des faisceaux laser à haute énergie-pour couper des tôles d'acier en fonction des fichiers de données et découpez avec précision des trous de maillage en fonction du modèle de conception. Après la découpe, la tôle d'acier est polie pour éliminer les bavures et les scories générées lors du processus de découpe, et enfin le processus d'étirement du treillis est effectué.
Caractéristiques : La méthode de découpe laser présente l’avantage d’une grande précision de production de données et est moins affectée par des facteurs objectifs. L'ouverture trapézoïdale qu'il découpe est bénéfique pour le démoulage de la pâte à souder, permettant une coupe précise et répondant aux exigences de haute -précision pour la production de treillis en acier. Cependant, cette méthode implique de découper les trous du grillage un à un, ce qui est long à réaliser et relativement coûteux. Cependant, en raison de ses excellentes performances globales, il est actuellement le plus largement utilisé dans l'industrie du treillis en acier SMT.
(3) Méthode d'électroformage
Déroulement du processus : appliquez un film photosensible uniformément sur le substrat, utilisez la technologie d'imagerie directe laser LDI pour l'exposition, formez un motif spécifique sur le film photosensible, puis fixez le motif tout au long du développement. Ensuite, le processus de galvanoplastie du nickel est effectué pour déposer du nickel métallique dans une zone spécifique, formant progressivement la forme souhaitée du treillis en acier. Après le formage, nettoyez la tôle d'acier pour éliminer les impuretés et effectuez enfin l'opération d'étirement du maillage.
Caractéristiques : Les parois en treillis d'acier produites par la méthode de galvanoplastie sont lisses, particulièrement adaptées à la production de treillis en acier à espacement ultra fin, qui peuvent répondre aux besoins de soudage de composants à espacement ultra dense dans le développement de produits électroniques vers la miniaturisation et l'intégration. Cependant, son processus de fabrication est difficile, implique l'utilisation d'agents chimiques, pollue l'environnement et présente un cycle de production long et un coût élevé, ce qui limite son application à grande échelle.
3, matériaux requis pour fabriquer un treillis en acier pour circuits imprimés
(1) carte de circuit imprimé
Le circuit imprimé fourni doit avoir la version correcte et ne présenter aucun problème tel qu'une déformation, un dommage ou une casse. Il s'agit d'une référence importante pour la production de treillis en acier, garantissant que la disposition des trous du treillis en acier correspond avec précision à la position des plots de soudure du circuit imprimé.
(2) Fichier de données
Exigences de format : les groupes de traitement acceptent généralement plusieurs formats de données CAO, tels que GERBER, HPGL. EMPLOI,. carte de circuit imprimé,. GWK,. CWK,. PWK,. DXF,. PDF, etc. Pendant ce temps, similaire à PAD2000,POWERpcb,GCCAM4.14,PROTEL,AUTOCADR14(2000),CLIENT98,CAW350W,V2001 Les données de conception du logiciel sont également compatibles. Lorsque le fichier de données est trop volumineux, il doit être utilisé au format ZIP. ARJ,. LZH et d'autres formats de compression sont compressés et transmis.
Exigences de contenu : Le fichier de données doit inclure une couche de pâte à souder SMT, qui doit inclure des données de marque fiduciaire et des données de forme de carte PCB, ainsi que des données de couche de caractères pour distinguer clairement les informations clés telles que l'avant et l'arrière des données, les catégories de composants, etc., fournissant un support de données complet et précis pour la production de treillis en acier.
(3) Explication détaillée des fichiers GERBER
Le fichier GERBER a été proposé par la société américaine GERBER, qui convertit les informations des circuits imprimés en données électroniques pouvant être reconnues par diverses fonctions de dessin optique, également appelées fichiers de dessin optique. Il s'agit d'une structure logicielle avec des coordonnées X, Y et des commandes supplémentaires, officiellement connue sous le nom de « format RS274 », qui est devenue le format de fichier standard dans l'industrie des circuits imprimés. Le fichier GERBER doit être utilisé conjointement avec le fichier de liste Aperture, qui définissent ensemble le point de départ, la forme et la taille du graphique. D-Code spécifie la taille et la forme des graphiques tels que les lignes, les trous et les pastilles dans le circuit. Les fichiers GERBER sont divisés en deux types : RS274D et RS274X. RS274D contient X et YDATA, mais n'inclut pas les fichiers D-Code ; RS274X contient simultanément le contenu des fichiers X, YDATA et D-Code.
4, conception d'ouverture du treillis en acier
La conception de l'ouverture du treillis en acier affecte directement l'effet de démoulage de la pâte à souder, principalement déterminé par trois facteurs : le rapport largeur/épaisseur/surface de l'ouverture, la forme géométrique de la paroi latérale de l'ouverture et la douceur de la paroi du trou. Ces deux derniers facteurs sont principalement déterminés par la technologie de fabrication du treillis en acier, tandis que le rapport largeur/épaisseur et le rapport surface de l'ouverture sont les considérations clés dans le processus de conception.
(1) Rapport largeur/épaisseur et rapport surface
Définition : Le rapport largeur/épaisseur fait référence au rapport entre la largeur de l'ouverture et l'épaisseur du treillis en acier ; Le rapport de surface fait référence au rapport entre la surface d'ouverture et la section transversale de la paroi du trou. D'une manière générale, pour obtenir un bon effet de démoulage, le rapport largeur/épaisseur doit être supérieur à 1,5 et le rapport surface doit être supérieur à 0,66. Lorsque la longueur de l'ouverture n'atteint pas 5 fois la largeur, le rapport de surface est utilisé pour prédire la situation de démoulage de la pâte à souder, tandis que dans d'autres cas, le rapport largeur/épaisseur est pris en compte.
Exemple d'ouverture de composant : en prenant comme exemple les composants courants, tels que les composants QFP, lorsque le PITCH est de 0,635 mm, la largeur du tampon est de 0,35 mm, la largeur d'ouverture est généralement conçue pour être de 0,30 à 0,31 mm et l'épaisseur du modèle est de 0,15 à 0,18 mm. À l'heure actuelle, le rapport largeur/épaisseur est compris entre 1,7 et 2,1 et le rapport entre les surfaces est compris entre 0,69 et 0,85 ; Pour les composants BGA, si le diamètre du tampon est de Φ 1,27 mm, le diamètre d'ouverture est généralement de Φ 0,75 mm, l'épaisseur du modèle est de 0,15 à 0,18 mm et le rapport de surface est compris entre 1,0 et 1,25. Différents composants ont des normes de conception d'ouverture différentes en fonction de leur taille, de leur espacement et d'autres caractéristiques.
(2) Considérations particulières de conception
Pour les composants de type puce supérieurs à 0603 (1608), la conception doit se concentrer sur la question de la prévention des perles de soudure. Composants IC/QFP à pas fin, pour éviter la concentration des contraintes, il est préférable d'avoir des coins arrondis aux deux extrémités de l'ouverture ; Il en va de même pour les composants BGA et 0402, 0201 à trous carrés. Le composant en forme de puce adopte une méthode d'ouverture concave pour empêcher efficacement le phénomène de pierres tombales des composants. Dans le même temps, la largeur d'ouverture de la conception du treillis en acier doit garantir qu'au moins 4 billes d'étain maximum peuvent passer en douceur.
(3) Conception d'ouverture de maille en acier de processus adhésif
L'expérience dans la conception d'ouvertures en treillis d'acier utilisant la technologie adhésive est cruciale. L'ouverture du treillis en acier adhésif est généralement conçue comme une longue bande ou un trou circulaire. Si un positionnement de point non MARK est utilisé, deux trous de positionnement doivent être ouverts. La largeur W de l'ouverture allongée est généralement comprise entre 0,3 mm et 2,0 mm ; Le diamètre du trou circulaire varie en fonction du composant, par exemple, le composant 0603 correspond à un diamètre de trou circulaire de 0,36 mm, et le composant 0805 correspond à 0,55 mm. L'épaisseur du treillis en acier adhésif est généralement sélectionnée entre 0,15 mm et 0,2 mm.
5, post-traitement du treillis en acier
La gravure et la galvanoplastie des treillis en acier ne nécessitent généralement pas de post--traitement, qui est principalement destiné aux treillis en acier laser. En raison de la formation de scories métalliques adhérant aux parois des trous et aux ouvertures lors de la découpe laser, un traitement de polissage de surface est généralement nécessaire. Le meulage peut non seulement éliminer les scories, mais également rendre rugueuse la surface de la tôle d'acier, augmenter la friction de surface, faciliter le laminage de la pâte à souder et améliorer l'effet de soudure. Si nécessaire, un « polissage électrique » peut également être choisi pour éliminer davantage les scories et améliorer la qualité de la paroi du trou.
6, nettoyage et entretien du treillis en acier
Lors de l'utilisation du treillis en acier, de la pâte à souder ou de l'adhésif resteront sur le treillis et la surface. S'il n'est pas nettoyé à temps, cela affectera la qualité d'impression ultérieure et bloquera même le maillage. Les méthodes de nettoyage courantes comprennent l'essuyage et le nettoyage par ultrasons. L'essuyage utilise généralement un chiffon non pelucheux préalablement imbibé d'un agent de nettoyage pour éliminer manuellement la pâte à souder ou l'adhésif solidifié. Le nettoyage par ultrasons est divisé en type par immersion et en type par pulvérisation, et d'autres fabricants utilisent une machine de nettoyage par ultrasons semi-automatique. De plus, lors d'une utilisation quotidienne, il convient de veiller à éviter une pression excessive sur le treillis en acier et à assurer la planéité du treillis en acier et du circuit imprimé pendant l'impression afin de maintenir la qualité du treillis en acier et de prolonger sa durée de vie.