Dans le monde complexe deassemblage de circuits imprimés (PCB), la technologie de montage en surface (SMT) exige une grande précision et une attention rigoureuse aux détails. Au cœur même de ce processus se trouve l’application de la pâte à braser, qui joue un rôle essentiel en formant à la fois les connexions électriques et les liaisons mécaniques entre les composants électroniques et les pastilles du circuit imprimé (PCB). La technique la plus répandue pour l’application de la pâte à braser consiste à utiliser un pochoir, un outil de haute technologie qui dépose des volumes précis de pâte avec une grande exactitude. L’un des paramètres clés de la conception du pochoir est le calcul du rapport de surface, qui influence de manière significative la qualité et la fiabilité du produit final.
Comprendre les pochoirs de pâte à braser
Les pochoirs de pâte à braser sont généralement fabriqués en acier inoxydable ou, dans certains cas, en nickel. Ils constituent un motif d’ouvertures correspondant exactement aux pastilles d’un circuit imprimé (PCB). Le principal objectif de ces pochoirs est de déposer un volume mesuré de pâte à braser sur les pastilles de montage en surface afin que le joint de soudure soit mécaniquement robuste et présente de bonnes propriétés électriques. Les performances du pochoir sont directement liées à plusieurs paramètres de conception, parmi lesquels le rapport de surface revêt une importance critique.
Le rapport de surface : un paramètre critique
Le rapport de surface est le rapport entre la surface de l’ouverture de l’orifice et la surface des parois de l’orifice. Algébriquement, il peut s’exprimer comme suit :
Rapport de surface = L x W / (2 x (L + W) x T)
Où :
L = la longueur de l’ouverture.
W = la largeur de l’ouverture.
T = l’épaisseur du pochoir.
Pour permettre un bon détachement de la pâte, un rapport de surface minimal de 0,66 est généralement requis. Cette pratique, recommandée par la norme IPC7525, garantit que la pâte à braser n’adhère pas aux parois des ouvertures par tension de surface, ce qui pourrait autrement entraîner des défauts tels que des joints de soudure insuffisants ou des ponts de soudure.
Considérations clés pour la conception de pochoirs
Épaisseur du pochoir :L’autre considération clé pour le rapport de surface est l’épaisseur du pochoir, qui se situe généralement entre 4 et 8 millièmes de pouce. Il s’agit d’un compromis, car l’épaisseur du pochoir doit être capable de prendre en charge les composants au pas le plus fin sur le PCB, c’est‑à‑dire,Boîtiers plats quadrangulaires (QFP) et matrices de billes (BGA). Par exemple, les pochoirs doivent avoir une épaisseur de 0,12 à 0,13 mm pour les QFP avec un pas ≤ 0,5 mm, tandis qu’une épaisseur de 0,15 à 0,20 mm conviendrait pour un pas > 0,5 mm.
Conception de l’ouverture :Les ouvertures sont généralement conçues légèrement plus petites que les pastilles correspondantes afin de favoriser l’étanchéité du joint ainsi que d’éviter des défauts tels que les ponts de soudure. Une réduction typique est d’environ 2 millièmes de pouce. Les billes de soudure au milieu des composants sont réduites grâce à des conceptions d’ouvertures spéciales, telles que les formes en « home-plate », tandis que les « squircles », un compromis entre les carrés et les cercles, sont idéales pour une efficacité maximale de transfert de pâte à braser.
Matériau et revêtements :Les pochoirs sont principalement fabriqués en acier inoxydable pour garantir robustesse et précision de découpe. Le nickel peut être utilisé lorsque des détails plus fins sont nécessaires, mais à un coût plus élevé. Des revêtements comme NanoProTek peuvent améliorer la libération de la pâte, en particulier pour les applications à pas fin ou difficiles, en réduisant la friction entre la pâte et les parois des ouvertures.
Solutions avancées de pochoirs :Pour les applications comportant des composants de tailles et de pas variés, les pochoirs à niveaux — présentant des zones en surépaisseur et en sous-épaisseur — peuvent répondre aux différentes exigences d’épaisseur de pochoir. Ils sont particulièrement utiles pour gérer les zones nécessitant divers volumes de dépôt de pâte, par exemple pour les applications « pin-in-paste ».
Techniques de fabricationLa technique de fabrication des pochoirs joue un rôle dominant dans la libération de la pâte. Les pochoirs découpés au laser présentent des ouvertures finement trapézoïdales afin d’améliorer la libération de la pâte, et l’électropolissage lisse également les parois des ouvertures. L’électroformage est la toute dernière technique de précision pour la fabrication de pochoirs, offrant une douceur et une précision inégalées.
Considérations d’alignement et de montage
Un alignement précis du pochoir avec le circuit imprimé est essentiel pour une application réussie de la pâte. Cela est généralement obtenu grâce à des repères fiduciaires sur le circuit imprimé et sur le pochoir. Les pochoirs peuvent être montés de façon fixe pour les activités à grand volume ou laissés sans cadre, offrant un bon rapport coût-efficacité et une facilité de stockage avec des systèmes de mise en tension comme Vectorguard.
Résoudre les complexités de conception de circuits imprimés
Dans certains circuits imprimés, de larges pastilles en cuivre doivent assurer non seulement la connexion électrique mais aussi la dissipation thermique. Imprimer de la pâte à braser sur toute la surface de la pastille peut provoquer le soulèvement du composant et compromettre les connexions des broches externes. La création d’un « effet de fenêtre » dans le pochoir peut réduire la quantité de pâte dans un tel cas. De même, pour les circuits imprimés comportant des vias dans de grandes pastilles en cuivre, les ouvertures du pochoir doivent être conçues de manière à ne pas déposer de pâte à braser sur les vias.
L’impression de pâte à braser reste un pilier essentiel de l’assemblage de circuits imprimés (PCB), où la précision est primordiale. Une application appropriée du pochoir de pâte à braser, avec une attention particulière portée au rapport de surface, influe grandement sur la fiabilité et l’efficacité deprocessus d’assemblage en technologie de montage en surface (SMT)En comprenant et en affinant cette mesure importante, les fabricants sont en mesure d’établir des interconnexions mécaniques et électriques de qualité entre les pastilles de PCB et les composants, produisant ainsi des produits plus solides et de meilleure qualité. De l’épaisseur idéale du pochoir et des conceptions spécialisées d’ouvertures au choix des matériaux et aux techniques de fabrication de pointe, divers facteurs contribuent chacun à l’obtention de dépôts de pâte à braser maximaux. Avec la progression de la technologie qui repousse encore davantage les limites de la miniaturisation, la nécessité de tels facteurs ne fait qu’augmenter.
PCBCart ouvre la voie dans la fourniture de solutions PCB précises en offrant des services de conseil professionnels et une fabrication de pochoirs de haute précision adaptés à vos besoins spécifiques d’assemblage. Forts de nombreuses années d’expérience et disposant de technologies de pointe, nous apportons un soin particulier à la fabrication de chaque pochoir pour atteindre la perfection, en respectant des normes telles que l’IPC7525. Notre accent mis sur un travail d’une grande précision vous donne l’assurance que nous pouvons améliorer la fiabilité et les performances de vos assemblages électroniques. Qu’il s’agisse d’un design de pochoir simple ou complexe, PCBCart est prêt à vous fournir des solutions personnalisées. N’hésitez pas à demander un devis et à constater notre engagement envers l’excellence dans l’assemblage de PCB, où la précision n’est pas seulement attendue — elle est garantie.
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Ressources utiles
•Exigence de conception de pochoir pour les composants QFN en vue des performances optimales de l’assemblage PCBA
•Éléments influençant la qualité du brasage SMT et mesures d’amélioration
