पीसीबी स्टेंसिल क्या है?

एक पीसीबी स्टेंसिल (जिसे सोल्डर पेस्ट स्टेंसिल के रूप में भी जाना जाता है) एक पतली सामग्री की शीट है, आमतौर पर स्टेनलेस स्टील, जिसमें लेजर-कट ओपनिंग होती हैं जो पीसीबी पर सोल्डर पैड के अनुरूप होती हैं। यह सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) असेंबली प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण उपकरण है।

इसका प्राथमिक कार्य घटकों को रखने से पहले पीसीबी के सोल्डर पैड पर सटीक मात्रा में सोल्डर पेस्ट स्थानांतरित करना है। बोर्ड पर स्टेंसिल बिछाकर और एक स्क्वीजी के साथ सोल्डर पेस्ट लगाकर, पेस्ट केवल इच्छित पैड पर जमा किया जाता है, जिससे एक सुसंगत, सटीक और कुशल अनुप्रयोग सुनिश्चित होता है जो उच्च गुणवत्ता वाले सोल्डरिंग के लिए आवश्यक है।

एक पीसीबी स्टेंसिल किससे बना है?

पीसीबी स्टेंसिल मुख्य रूप से तीन सामग्रियों से बने होते हैं:

1.  स्टेनलेस स्टील (सबसे आम): इसकी वजह से उद्योग मानक:

A. स्थायित्व: बार-बार उपयोग और सफाई का सामना करता है।

B. स्थिरता: तनाव में और सफाई के दौरान अपना आकार बनाए रखता है।

C. फाइन पिच क्षमता: बहुत छोटे एपर्चर के सटीक लेजर कटिंग की अनुमति देता है।

D. लागत-प्रभावशीलता: प्रदर्शन और कीमत का एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

2.  निकल: कभी-कभी इलेक्ट्रोफॉर्मेड स्टेंसिल के लिए उपयोग किया जाता है (नीचे देखें)। यह स्टेनलेस स्टील की तुलना में अधिक कठोर और अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन अधिक महंगा भी है।

3.  पॉलीमाइड (कैप्टन) / माइलर (प्लास्टिक): प्रोटोटाइपिंग और बहुत कम मात्रा में उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

A. पेशेवर: बहुत सस्ता और बनाने में त्वरित।

B. विपक्ष: टिकाऊ नहीं, खराब सटीकता, खिंचाव और फटने की संभावना। फाइन-पिच घटकों या उत्पादन वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं है।

पीसीबी स्टेंसिल के प्रकार

स्टेंसिल का निर्माण कैसे किया जाता है? (लेजर-कट प्रक्रिया)

लेजर-कट स्टेंसिल का निर्माण कई प्रमुख चरणों में शामिल है:

1.  डिजाइन (सीएएम फ़ाइल प्रोसेसिंग): पीसीबी डिज़ाइनर एक Gerber फ़ाइल (आमतौर पर "पेस्ट मास्क" परत) निर्यात करता है। स्टेंसिल निर्माता कटिंग के लिए इस फ़ाइल को तैयार करने के लिए विशेष सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है, यदि आवश्यक हो तो इष्टतम पेस्ट वॉल्यूम के लिए एपर्चर आकार को समायोजित करता है।

2.  लेजर कटिंग: एक उच्च-सटीक लेजर स्टेनलेस स्टील शीट से एपर्चर काटता है। यह प्रक्रिया अत्यधिक सटीकता के लिए कंप्यूटर-नियंत्रित है।

3.  इलेक्ट्रोपॉलिशिंग: कटे हुए स्टेंसिल को एपर्चर की दीवारों को चिकना करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकली इलाज किया जाता है। यह लेजर स्लैग और बर्र को हटाता है, जिससे बेहतर सोल्डर पेस्ट रिलीज के लिए एक चिकनी सतह बनती है।

4.  सफाई और निरीक्षण: स्टेंसिल को अच्छी तरह से साफ किया जाता है और फिर यह सुनिश्चित करने के लिए माइक्रोस्कोप के नीचे निरीक्षण किया जाता है कि सभी एपर्चर साफ, चिकने और विनिर्देश के अनुसार हैं।

5.  फ्रेमिंग: तैयार स्टेंसिल शीट को प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान सपाट और स्थिर रखने के लिए एक मजबूत धातु फ्रेम (आमतौर पर एल्यूमीनियम) में तनाव दिया जाता है और बांधा जाता है।

सही पीसीबी स्टेंसिल कैसे चुनें?

सही स्टेंसिल का चयन करने में कई कारकों को संतुलित करना शामिल है:

1.  एपर्चर डिज़ाइन: यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है। एपर्चर के क्षेत्र का उसकी दीवार के क्षेत्र से अनुपात पेस्ट रिलीज निर्धारित करता है।

l क्षेत्र अनुपात: (एपर्चर ओपनिंग का क्षेत्र) / (एपर्चर वॉल का क्षेत्र)। अच्छी पेस्ट रिलीज के लिए आम तौर पर > 0.66 का अनुपात अनुशंसित है।

l पहलू अनुपात: (एपर्चर की चौड़ाई) / (स्टेंसिल मोटाई)। > 1.5 का अनुपात अनुशंसित है।

2.  स्टेंसिल मोटाई: सोल्डर पेस्ट की जमा मात्रा निर्धारित करता है।

l मानक एसएमटी (0603, 0.65 मिमी पिच+): 0.1 मिमी - 0.15 मिमी (4-6 मिल) मोटाई।

l फाइन-पिच (0.5 मिमी पिच और नीचे): 0.08 मिमी - 0.1 मिमी (3-4 मिल) मोटाई।

l मिश्रित प्रौद्योगिकी (बड़े घटक): एक स्टेप-डाउन स्टेंसिल का उपयोग किया जाता है जहां मुख्य क्षेत्र फाइन-पिच के लिए पतला होता है, लेकिन बड़े घटकों के नीचे का क्षेत्र पतला होता है (उदाहरण के लिए, 0.1 मिमी मुख्य, 0.15 मिमी स्टेप-डाउन)।

3.  स्टेंसिल प्रकार: अपने घटकों के आधार पर चुनें (ऊपर "पीसीबी स्टेंसिल के प्रकार" देखें)।

l लेजर-कट + इलेक्ट्रोपॉलिश: 95% अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

l इलेक्ट्रोफॉर्मेड या नैनो-कोटिंग: सबसे चुनौतीपूर्ण, उच्च-घनत्व वाले डिज़ाइनों के लिए।

4.  फ्रेमिंग: सुनिश्चित करें कि फ्रेम का आकार आपके स्टेंसिल प्रिंटर के होल्डर से मेल खाता है।

पीसीबी स्टेंसिल का उपयोग कैसे करें?

स्टेंसिल का उपयोग करने की प्रक्रिया को सोल्डर पेस्ट प्रिंटिंग कहा जाता है:

1.  सेटअप: एक स्टेंसिल प्रिंटर में स्टेंसिल के नीचे पीसीबी को सुरक्षित करें। स्टेंसिल को ऑप्टिकल विजन सिस्टम या मैकेनिकल पिन का उपयोग करके सटीक रूप से संरेखित किया जाता है ताकि एपर्चर बोर्ड पर पैड से पूरी तरह मेल खाते हों।

2.  लोडिंग: सोल्डर पेस्ट को स्क्वीजी ब्लेड(ओं) के सामने एक रेखा में लगाया जाता है।

3.  प्रिंटिंग: स्क्वीजी ब्लेड(ओं) सोल्डर पेस्ट को एपर्चर में धकेलते हुए, नीचे की ओर दबाव के साथ स्टेंसिल पर घूमता है।

4.  रिलीज: जैसे ही स्क्वीजी गुजरता है और स्टेंसिल पीसीबी से अलग हो जाता है, सोल्डर पेस्ट को एपर्चर से पैड पर साफ-सुथरा छोड़ दिया जाता है, जिससे सटीक जमाव होता है।

5.  निरीक्षण: घटकों को रखने से पहले पेस्ट जमाव की मात्रा, ऊंचाई और संरेखण को सत्यापित करने के लिए बोर्ड को अक्सर सोल्डर पेस्ट निरीक्षण (एसपीआई) मशीन के माध्यम से भेजा जाता है।

6.  सफाई: अगले प्रिंट चक्र से पहले सतह और एपर्चर से पेस्ट अवशेषों को हटाने के लिए स्टेंसिल को साफ किया जाता है (मैन्युअल रूप से या स्वचालित रूप से) ताकि क्लॉगिंग को रोका जा सके।