使用焊接印刷模板製作原型

焊接印刷模板最常用於自動化印刷電路板組裝 (PCBA) 製程中。印刷電路板裸板由組裝線的一端送入後,先自動塗抹焊膏,接著是元件精確置於正確的焊墊上。最後,對整個組件上的焊膏進行迴流焊,並於冷卻後對完成的電路板點膠。

為確保能製作出電氣連接合格的組件,焊膏的量和位置非常重要。如果焊膏塗抹不當,則製作出的電路板可能會出現瑕疵,包括橋接、斷接、形成焊球、元件立碑現象和填補不足。所有這些因素都會影響最終組裝的效能和可靠性。焊接印刷模板可充當防焊膜,能確保焊膏僅會塗抹在正確區域,讓焊膏塗抹工作得以簡化;由於此種製程類似網版印刷,通常稱為焊膏印刷。

焊接印刷模板是具有一系列孔洞的金屬或聚合物薄片,孔洞對應至印刷電路板的覆蓋區焊墊。標準覆蓋區印刷模板可用於 SMD 分接板,也有許多印刷電路板製造商可依照客戶的印刷電路板設計,提供客製化印刷模板。若是用於自動化 PCBA 系統,印刷模板會固定在框架中。接著,一旦印刷模板置於空白的印刷電路板上,自動化刮板就會透過拉動方式將焊膏塗抹在整個印刷模板。此製程可將焊膏均勻地沉積在每片電路板上;在手動建立 SMD 原型時,只需稍加練習即可獲得與印刷模板相同的優點。

使用焊接印刷模板製作原型時,為獲得最佳結果,有幾點需牢記在心:

· 焊膏於塗抹前應置於室溫,確保以最佳流動性流入所有開孔口,且不會被刮板帶離。

· 將印刷電路板置於堅固的框架中。確認框架與要塗抹焊料的印刷電路板厚度相同。如此模板與印刷電路板之間就能形成良好的共面對齊,防止多餘的焊料滲出至印刷模板下。使用膠帶將模板的一側牢接至框架,避免對齊不準和移動。

握住刮板並與印刷模板表面成 45 度角。在印刷模板上透過一次穩定的動作將焊膏塗滿整個模板,同時對印刷模板施加的壓力要保持不變。多次塗抹更可能將焊料推至印刷模板下方,或將焊料帶離焊墊,因此應予以避免。

請記住,焊膏比較能容許失誤,表面張力通常可以修正迴流焊期間的小誤差。如果在迴流焊後發現瑕疵,可以手動修正。如果焊膏塗抹過程未按照計畫進行,請注意要完全去除電路板上的焊膏,再重新塗抹並不容易做到。此過程常常會將焊料推入通孔和焊墊角落,如此可能在迴流焊期間造成瑕疵。處理完印刷模板後,應使用異丙醇適當清潔模板。存放印刷模板時,應在平坦表面間支撐模板,避免損壞或彎曲。

一旦掌握以印刷模板在 SMD 原型上塗抹焊膏的技巧,即可在更短的時間內建立更高品質的專案,加速設計迭代,並減少迴流焊以後進行的故障排除。

關於作者

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Nate Larson 自 2008 年就加入 DigiKey,擔任技術內容開發人員。他透過 DigiKey 獎學金計畫在北地社區技術學院取得電子技術與自動化系統的應用科學副學士學位。Nate 目前負責協助建構獨特的技術專案、流程記錄,最終將參與專案的影片媒體傳播製作。他在閒暇之餘業餘時間會秉持 DIY 創客的精神,從事多種專案,包括木工、3D 列印、程式設計,以及各種電子產品的修繕。

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