Трафарет предназначен для нанесения паяльной пасты на пустую печатную плату. Паяльная паста наносится на печатную плату путём продавливания ракелем через апертуры (специальные окна в трафарете) трафарета. При помощи трафарета мы точно позиционирует и дозируем паяльную пасту. Конструктивное исполнение трафаретов зависит от типа трафарета, толщины трафарета, размер апертур, вида паяльной пасты, типов электронных компонентов.
Классификация видов трафаретов :
Сетчатый трафарет
Сетчатый трафарет представляет собой жёсткую рамку, на которую натянута нейлоновая или металлическая сетка. Для получения апертур в сетчатом трафарете сетку покрывают с двух сторон слоем фоторезистивной эмульсии. После экспонирования ультрафиолетовым излучением через фотошаблон с рисунком контактных площадок и термообработки фоторезист удаляется с мест где должны быть контактные площадки. Через эти апертуры паяльная паста наносится на поверхность печатной платы. Сетчатые трафареты недорогие, но в данный момент они почти не применяются так как есть ограничения по минимальным размерам площадок, это размер электронного компонента 0805.
Металлические трафареты
Металлический трафарет представляет собой металлический лист с апертурами различной формы. Металлические трафареты имеют больший срок службы и могут обеспечивать нанесения паяльной пасты различного объёма. Апертуры в металлических трафаретах изготавливают методом химического травления, гальванопластикой, лазерной резкой.
Химическое травление
На металлическом листе после фотолитографии с обеих сторон открытым остаётся позитивный топологический рисунок, который и травится химическим способом. Травление происходит с обеих сторон печатной платы и в металлической фольге образуются апертуры двойной клиновидной формы. Такие трафареты недорогие, но имеют ограничения по минимальной контактной площадке равной размеру электронного компонента 0402.
Гальванопластика
Гальванопластика - это аддитивный процесс (послойное наращивание) с использованием никеля. При изготовлении трафарета никель осаждается на медную форму. После фотолитографии на медной форме образуется негативное изображение рисунка с контактными площадками, далее на эту форму наращивается электролитический никель. После того как достигается нужная толщина никеля, фоторезист удаляется, а никелевая фольга отделяется от формы методом изгиба. Данная фольга и является готовым трафаретом. Данные трафареты имеют высокую стоимость и ограничения по минимальным размерам контактных площадок равной размеру электронного компонента 0402.
Лазерная резка
При изготовлении трафаретов методом лазерной резки лазерный луч фокусируется на заданной точке трафарета и прожигает нужный размер апертуры. Изготовление трафаретов производится по заранее подготовленным гербер-файлам. Апертуры получаются трапециевидной формы. На данный момент этот способ самый распространённый способ изготовления трафаретов.
Более качественный материал для изготовления трафаретов это нержавеющая сталь. Медь, латунь и бронза материалы более мягкие , при натяжении трафарета могут привести к смещению апертур относительно печатной платы.
Реперные знаки
Реперные знаки применяются для точного совмещения трафарета с контактными площадками печатной платы. Реперные знаки для трафарета применяются трёх видов : сквозные, несквозные со стороны ракеля, несквозные со стороны печатной платы. При ручном совмещении применяются сквозные знаки, при полуавтоматическом совмещении используются несквозные знаки со стороны ракеля, т.к. в основном у полуавтоматических принтерах камеры находятся сверху трафарета, при автоматическом совмещении используют несквозные знаки со стороны печатной платы у автоматических принтеров камера находится снизу трафарета.
Многоуровневые трафареты
Когда требуется нанести на печатную плату разной толщины слой паяльной пасты применяют многоуровневые трафареты. Это достигается изменением толщины трафарета в разных областях печати. Изменяют как со стороны печатной платы так и со стороны ракеля. В настоящий момент данные трафареты применяют для следующих видов монтажа : Смешанный монтаж СМД компонентов и выводных компонентов (ТНТ). Нанесение паяльной пасты и клея. Монтаж компонентов с мелким шагом и крупных компонентов. Монтаж нестандартных печатных плат. Двухэтапное нанесение паяльной пасты. В большинстве случаев трафареты натягиваются в специальных рамках .
В поверхностном монтаже используются три типа рамок:
Трафареты на собственной алюминиевой рамке.
Пневматическая рамка .
Механическая рамка.
Трафареты на собственной алюминиевой рамке.
Рамочный трафарет
Рамочный трафарет - это натянутый трафарет постоянно вклеенный в алюминиевую рамку. Такие трафареты применяются при массовом производстве. Они долговечны, но такой способ себя окупает только при массовом производстве. Также этот способ применяют для больших и нестандартных трафаретов.
Пневматическая рамка
Натяжение, рамка использует пневматический механизм натяжения , перфорированные края трафарета располагают на гребёнки или штырки по периметру трафарета и при подводе к фитингу рамки сжатого воздуха одновременно и равномерно поворачиваются, обеспечивая натяжение трафарета по сторонам. Бывают два типа пневматических рамок : рамки с обратным клапаном, воздух нужен только для натяжения и снятия трафарета. Рамки с постоянным поддержанием воздушного давления, воздух подается на рамку постоянно во время работы. Пневматические рамки самые используемые рамки.
Механическая рамка
Натяжение происходит по четырём сторонам рамки, перфорированные края трафарета располагают на гребёнки или штырки по периметру трафарета и натяжение происходит при помощи механизмов, которые встроены в рамку. Преимущество рамки отсутствие воздуха, недостаток что при многократном использование механизмы могут приходить в негодность и это влечет за собой неравномерное натяжение трафарета.
Напишите пожалуйста в комментариях какие вы используете трафареты и рамки!