Cara Menggunakan Stensil PCB

Sebelum Anda mulai menstensil, Anda harus memastikan untuk memilih stensil PCB yang tepat untuk proyek Anda. Pastikan stensil memiliki ketebalan yang sama dengan PCB, yang biasanya 1,64 mm. Anda juga harus memastikan bahwa bantalan pada stensil sejajar satu sama lain.

Alat pengendapan pasta solder

Apabila menggunakan alat pengendapan pasta solder, penting untuk menggunakan stensil yang didesain untuk jenis komponen yang akan Anda solder. Stensil ini umumnya terbuat dari kertas, Mylar, atau polimida. Ketebalan stensil menentukan berapa banyak pasta solder yang dapat digunakan. Stensil yang lebih tipis biasanya digunakan untuk komponen yang lebih kecil seperti kapasitor atau resistor 0603, sedangkan stensil yang lebih tebal digunakan untuk komponen yang lebih besar seperti resistor 1206 atau resistor 0.05 ″. Untuk stensil yang kokoh, sebaiknya gunakan baja tahan karat atau stensil yang terbuat dari baja tahan karat. Sebaiknya juga menggunakan stensil dengan bukaan yang setidaknya 10% lebih kecil dari ukuran pad pada PCB.

Ukuran partikel pasta solder memainkan peran penting dalam kualitas pencetakan pasta solder. Pasta solder yang ideal memiliki bentuk bulat yang mengurangi oksidasi permukaan dan memastikan pembentukan sambungan yang baik. Namun demikian, jika bentuk partikel tidak beraturan, partikel dapat menyumbat stensil dan menyebabkan cacat pencetakan. Karena pasta solder mahal, maka, kebutuhan untuk meminimalkan penggunaannya tidak boleh diremehkan.

Baja tahan karat vs nikel

Apabila menggunakan stensil PCB, Anda harus memilih bahan stensil secara hati-hati. Baja tahan karat atau nikel adalah bahan yang paling umum digunakan untuk stensil PCB. Kedua bahan ini bagus untuk cetakan pasta solder, tetapi memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Salah satu pertimbangan penting adalah ketebalan stensil. Jika Anda menggunakan stensil dengan komponen berukuran kecil, ketebalan 0,125 mm sudah cukup. Untuk komponen yang lebih besar, Anda harus mempertimbangkan stensil dengan ketebalan 0,005 in.

Stensil PCB adalah bagian penting dari proses pembuatan PCB. Ada banyak jenis stensil PCB yang tersedia. Beberapa di antaranya adalah elektropolishing, elektroforming, pelapisan nikel, dan stensil langkah. Ada juga stensil etsa dan stensil SMT.

Stensil mundur vs stensil maju

Stensil langkah terdiri dari lembaran logam yang mengontrol jumlah pasta solder yang digunakan untuk membuat PCB. Stensil ini sering digunakan untuk membuat sirkuit dengan sejumlah besar komponen yang lebih kecil. Jenis stensil ini memungkinkan perancang sirkuit untuk mengontrol ketebalan pasta solder sambil memastikan bahwa komponen ditempatkan berdekatan. Stensil langkah juga memungkinkan waktu penyelesaian yang lebih cepat.

Stensil langkah terbuat dari baja tahan karat dengan lubang yang dipotong dengan laser. Ketebalan stensil secara langsung memengaruhi volume pasta solder yang diendapkan pada PCB. Ketebalannya tergantung pada ukuran komponen pada PCB. Stensil langkah ideal untuk mencetak PCB dengan berbagai ketebalan. Mereka mulai dengan ketebalan utama dan kemudian naik atau turun di area tertentu untuk mengontrol volume pasta solder.

Efek pasta solder pada stensil

Efek pasta solder pada stensil PCB bisa menjadi masalah. Masalahnya bisa terjadi apabila stensil tidak memiliki bukaan yang cukup besar untuk dilalui pasta solder. Hal ini dapat mengakibatkan rongga dan solder dingin pada PCB. Namun, stensil dapat dirancang dengan lubang besar untuk meminimalkan masalah ini.

Dalam studi ini, deposisi pasta solder dilakukan dalam lingkungan yang sangat mirip dengan lingkungan produksi. Delapan puluh siklus cetak dilakukan dalam satu sesi 30 menit, dengan siklus penyeka setelah setiap lima PCB. Selain itu, papan uji perawan dicetak dan diukur untuk tinggi dan volume SPI. Periode pengujian berlangsung selama 8 jam. Untuk meminimalkan efek pelarut di bawah stensil, pasta solder tidak diisi ulang selama penelitian.

Lem yang tepat untuk melepas stensil

Stensil PCB harus dilepas setelah penyolderan. Menggunakan pasta solder yang tepat untuk tugas ini sangatlah penting. Pasta yang Anda pilih harus memiliki titik leleh yang tinggi, dan harus aman untuk ditinggalkan pada PCB. Jika Anda menggunakan pasta bebas timbal, pasta tersebut harus memenuhi peraturan RoHS dan REACH. Kester menjual pasta solder dalam toples yang membuatnya mudah diaplikasikan pada stensil. Pasta ini tersedia dalam dua jenis: bebas timbal.

Pasta solder adalah bahan thixotropic, yang berarti, bahwa bahan ini memerlukan energi untuk mengalir dengan baik. Energi ini biasanya disediakan oleh gerakan print head, yang menyebabkan pasta berubah dari balok padat menjadi cairan. Apabila menggunakan pasta solder, ingatlah "aturan 5 bola": minimal lima partikel solder harus menjangkau aperture terkecil.

16 Poin untuk Mengidentifikasi Produsen Fabrikasi PCB yang Baik

Saat memilih produsen fabrikasi PCB, penting untuk mencari beberapa karakteristik utama. Fitur-fitur ini termasuk pengalaman, komunikasi yang baik dengan mitra kualitas, dan ketidakselarasan yang rendah. Selain itu, produsen harus memiliki peralatan dan kemampuan PCB yang tepat untuk memproduksi desain berteknologi tinggi.

Pengalaman

Produsen fabrikasi PCB memiliki pengalaman dalam membuat papan sirkuit untuk berbagai aplikasi. Mereka memiliki kemampuan untuk mendesain papan sirkuit yang kompleks, merakit dan mengujinya. Prosesnya biasanya berulang dan bertujuan untuk menciptakan desain terbaik dalam waktu pengembangan. Ada beberapa hal penting yang perlu dipertimbangkan saat menyewa produsen fabrikasi PCB.

Faktor terpenting yang perlu dipertimbangkan ketika memilih produsen fabrikasi PCB adalah pengalaman. ECM dengan sejarah panjang memiliki sumber daya dan pengalaman untuk menghasilkan papan sirkuit dengan kualitas terbaik. Produsen fabrikasi PCB yang baik akan memberikan solusi komprehensif, termasuk logistik rantai pasokan, untuk memenuhi kebutuhan elektronik berbagai industri. Hal ini sangat penting bagi perusahaan elektronik kecil dan menengah yang sering kali kesulitan untuk berkomitmen pada investasi modal yang besar.

Komunikasi dengan mitra yang berkualitas

Saat memilih produsen fabrikasi PCB, penting untuk berkomunikasi dengan mereka selama proyek berlangsung. Anda harus tahu apakah mereka mampu memberikan tingkat kualitas yang Anda harapkan. Anda juga harus tahu apakah mereka memiliki peralatan dan bahan yang diperlukan untuk memenuhi spesifikasi Anda. Selain itu, Anda harus mempertimbangkan rekam jejak mereka dalam fabrikasi PCB.

Fabrikasi PCB adalah bagian penting dari suatu produk, dan tidak semua produsen dapat memenuhi kebutuhan Anda. Anda harus mempertimbangkan fasilitas manufaktur, keahlian, dan peralatan, serta standar pengujian dan sertifikasi untuk menemukan mitra yang tepat. Perusahaan fabrikasi PCB harus dapat memenuhi kebutuhan spesifik Anda dan mengirimkannya tepat waktu.

Misalignment rendah

Saat memilih produsen fabrikasi PCB, penting untuk memilih produsen yang dapat memastikan ketidaksejajaran yang rendah. Ketidaksejajaran dapat menyebabkan banyak masalah termasuk korsleting dan terbuka. Hal ini juga dapat menyebabkan garis sinyal bersilangan. PCB yang tidak sejajar dengan baik dapat merusak komponen dan papan Anda.

Desain untuk manufaktur

Ketika mendesain PCB, penting untuk mempertimbangkan beberapa faktor. Sebagai contoh, pembuangan panas yang tepat adalah penting agar papan sirkuit berfungsi dengan benar. Banyak komponen yang menghasilkan panas, yang harus dilepaskan untuk menghindari panas berlebih. Penting juga untuk memilih komponen yang dapat menahan sejumlah panas. Selain itu, sangat penting untuk menggunakan komponen yang mudah didapat. Menggunakan komponen yang langka atau sulit ditemukan, dapat meningkatkan biaya dan waktu tunggu. Penempatan komponen adalah faktor penting lainnya dalam proses desain PCB.

Saat mendesain untuk fabrikasi PCB, penting untuk memahami bagaimana proses manufaktur akan berlangsung. Beberapa proses pembuatan PCB termasuk pencetakan foil tembaga. Pertama, tembaga diikat terlebih dahulu ke substrat fiberglass atau resin epoksi. Setelah itu, tembaga dikocok untuk mengungkapkan desain.

Kesalahan skematik

Proses mendesain PCB adalah proses yang rumit. Desain PCB memerlukan banyak penyempurnaan dan pemeriksaan kesalahan. Selama proses desain PCB, perancang harus meninjau kriteria desain untuk memastikan desain sesuai dengan desain akhir. Prosesnya dulu lebih mudah satu dekade yang lalu, tetapi desain PCB saat ini jauh lebih kompleks. Mereka sering kali memiliki jumlah pin yang tinggi, sirkuit yang rumit, dan konektor on-board dan off-board yang besar.

Langkah pertama dalam menghindari kesalahan skematik adalah memastikan skematik menyertakan nama net yang bermakna. Hal ini akan memudahkan perancang PCB untuk menemukan net tertentu saat meninjau laporan kesalahan. Langkah penting lainnya adalah memastikan bahwa skematik memiliki penunjukan pin yang sama dengan stiker. Jika penunjukan pin perangkat tidak benar, hal itu dapat menyebabkan PCB yang salah.

Biaya

Biaya fabrikasi PCB tergantung pada banyak faktor. Beberapa di antaranya termasuk jumlah papan, biaya perkakas, dan pembuatan stensil. Biaya lainnya bersifat variabel, yang dihitung berdasarkan basis per papan. Meningkatkan jumlah papan akan menurunkan biaya per papan selama proses fabrikasi.

Jumlah lapisan pada papan sirkuit juga akan memengaruhi biaya. Untuk produksi kecil, biaya ini akan lebih murah dibandingkan dengan produksi besar. Demikian pula, untuk produksi besar, volume produksi yang lebih tinggi mengurangi biaya keseluruhan fabrikasi PCB.

Cara Meningkatkan Pembuangan Panas Dengan Desain PCB

Jika Anda ingin PCB Anda bekerja secara efektif dan efisien, maka Anda harus mempertimbangkan beberapa perubahan desain. Untuk meningkatkan pembuangan panas, Anda perlu mengoptimalkan tata letak komponen. Hal ini akan membantu PCB Anda untuk sepenuhnya memanfaatkan bidang tembaga, lubang pembuangan panas, dan bukaan masker solder. Selain itu, Anda harus memastikan bahwa saluran resistansi termal yang Anda gunakan masuk akal, sehingga memungkinkan ekspor panas yang lancar dari PCB.

Vias termal

Salah satu cara untuk meningkatkan pembuangan panas dengan desain PCB adalah dengan menyertakan vias termal. Vena termal memiliki keuntungan untuk memungkinkan transfer panas antara dua lapisan yang berbeda. Vias termal yang lebih besar akan memberikan lebih banyak ruang bagi panas untuk bergerak. Di masa lalu, vias yang diisi dengan epoksi konduktif sangat populer. Tetapi vias ini tidak hanya tidak ekonomis, tetapi juga mahal. Sebagai gantinya, pertimbangkan untuk menggunakan vias termal biasa, yang gratis, dan hampir sama efektifnya.

Vias termal tidak hanya bermanfaat bagi perangkat, tetapi juga membantu menurunkan suhu sambungan. Vias ini juga memungkinkan metode pembuangan panas lainnya pada bagian belakang PCB.

Berat tembaga

Berat tembaga merupakan pertimbangan penting ketika merencanakan desain PCB. Ini meningkatkan ketebalan keseluruhan papan sirkuit dan biasanya diukur dalam ons per kaki persegi. PCB yang menggunakan tembaga berat dapat memiliki berat setinggi 20 ons per kaki persegi. Selain ketebalan, berat tembaga juga merupakan faktor utama dalam daya dukung arus PCB.

PCB tembaga berat sering digunakan pada gadget elektronika daya dan perangkat lain yang harus tahan terhadap lingkungan yang berat. Desain ini memiliki jejak yang lebih tebal yang dapat membawa arus yang lebih tinggi. Mereka juga menghilangkan kebutuhan akan jejak dengan panjang ganjil. Selain itu, PCB tembaga rendah akan memungkinkan impedansi jejak yang rendah, tetapi tidak mungkin menampilkan lebar jejak yang sangat kecil.

Bantalan yang terbuka

Kehadiran thermal via akan mengurangi perbedaan antara suhu pad dan bidang di sekelilingnya. Konduktivitas termal dari thermal via juga berkurang jika permukaannya memiliki bidang di bawahnya. Thermal via yang ditempatkan di antara dua pad akan menjadi persentase kecil dari luas permukaan.

Sangatlah penting untuk meminimalkan jumlah panas yang dihasilkan oleh komponen daya pada PCB. Untuk alasan ini, para perancang harus menjauhkannya dari sudut dan jejak yang berdekatan. Mereka juga harus mengoptimalkan area di sekitar komponen daya ini, yang sering dilakukan dengan memaparkan bantalan daya. Jenis bantalan ini menghantarkan 80% panas yang dihasilkan oleh paket IC melalui bagian bawah paket dan sisanya menghilang melalui sisi-sisinya.

Untuk membantu mengurangi panas pada PCB, desainer dapat menggunakan produk manajemen panas yang lebih baik. Produk-produk ini termasuk pipa panas, heatsink, kipas, dan banyak lagi. Produk-produk ini dapat membantu mengurangi suhu PCB melalui konduksi, konveksi pasif, dan radiasi. Selain itu, desainer dapat memilih metode interkoneksi yang akan mengurangi panas yang dihasilkan pada papan. Pendekatan pad terbuka yang umum akan menyebabkan lebih banyak masalah panas daripada menyelesaikannya.

Kipas pendingin

PCB dapat memperoleh manfaat dari penambahan kipas pendingin untuk menghilangkan panas dari papan. Secara umum, PCB yang dibuat dengan bahan dasar tembaga atau polimida menghilangkan panas lebih cepat daripada yang dibuat dengan bahan dasar non-penghantar. PCB ini juga lebih fleksibel dan sering kali memiliki area permukaan yang lebih besar untuk konduksi panas. Selain itu, PCB ini memungkinkan lebih banyak ruang di antara komponen berdaya tinggi.

Penempatan kipas pendingin yang tepat membantu meningkatkan pembuangan panas. Tata letak PCB yang baik menempatkan komponen penghasil daya tertinggi di bagian hilir kipas pendingin. Dengan menggunakan panduan desain PCB IPC-2221, perancang dapat mengetahui jarak yang disarankan antara setiap komponen.

Substrat konduktif termal

Memilih substrat konduktif termal untuk desain PCB Anda merupakan pertimbangan penting dalam desain Anda. Ini dapat membantu meningkatkan pembuangan panas dengan mengurangi tekanan termal pada komponen aktif. Konduktivitas termal yang tinggi juga dapat menghilangkan kebutuhan akan heat sink atau kipas yang besar.

Substrat konduktif termal adalah komponen penting untuk PCB, jadi sangat penting untuk memilih yang tepat. Selain menggunakan substrat konduktif termal, pengaturan geometris komponen yang tepat juga dapat mengurangi transfer termal. Sebagai contoh, jarak antar jalur sangat penting. Jika jejak terlalu pendek, mereka dapat menyebabkan titik panas atau menurunkan kinerja komponen sensitif. Pertimbangan penting lainnya adalah ketebalan jejak tembaga. Anda harus memilih jejak tembaga dengan impedansi rendah, yang akan mengurangi jumlah kehilangan daya dan panas.

Menggunakan substrat konduktif termal dalam desain PCB dapat meningkatkan pembuangan panas dan mengurangi hambatan termal di antara perangkat. Menggunakan bahan konduktif termal pada bagian bawah kabel chip juga dapat meningkatkan area kontak di antara keduanya, sehingga membantu perangkat membuang panas. Selain itu, bahan konduktif termal dapat digunakan untuk mengisi untuk membantu mengurangi hambatan termal.

4 Tips Pemeriksaan Papan PCB

PCB board inspection is a process that involves various tests to find defects. This process involves checking the board for roughness, warpage, and dimensioning. It also involves inspecting the board’s surface quality for defects such as pits, scratches, and voids. In addition, it requires thorough inspection of electrical connectors, vias, and pad plating for defects.

Automated optical inspection (AOI)

AOI is an excellent tool for evaluating the quality of a PCB board. This process can help detect defects in a PCB before they lead to other problems. AOI uses an image processing system to recognize defects. It can also gauge the package’s dimensions. It consists of several parts, including an actuating system, an illumination system, and a CCD image system.

AOI can be used at any stage in the fabrication process, including during reflow soldering, a critical stage of the production process. It is ideal for high volume production because it is capable of detecting multiple defects. However, it is not recommended for low-volume production or development runs. Moreover, it requires considerable investment and time to set up. AOI can help you reduce costs while increasing efficiency by modifying manufacturing parameters.

AOI is very useful for detecting solder bridges. It also detects excess solder on pads. This is a problem that can be missed by human inspectors, especially if they have to examine dozens of boards of similar design. AOI can detect these defects and send the board for rework if necessary.

Electrical tests

Electrical tests for pcb board inspection involve testing a circuit board’s traces. These tests can help determine if there are any faults or design issues. They can also help determine if a circuit board has sufficient isolation between components. There are various types of tests available, each focusing on a different area of the board.

Electrical tests are often used to confirm that a circuit board is free from shorts and other problems. This is usually done by pushing a board against a bed of probes. The testing process is time-consuming and requires expensive tooling. There are several different types of circuit board inspection machines, and each has its own pros and cons.

A second type of test involves analyzing the board’s structure. This is also called cross-section analysis. This is a destructive procedure, but it reveals critical design defects. This type of test is often required for complex and high-volume PCB production.

X-rays

PCB board inspection with X-rays can be a highly accurate process. The high-penetration power of x-rays results in high-quality images that reveal differences in density and thickness of PCBs. This data can be used to determine the quality of a joint or to diagnose a fault in a design. This technology is used in many industrial processes, from the initial manufacturing stage to final testing.

By looking through a PCB board with X-rays, inspectors can detect problems that are hidden in the board’s surface. In addition to identifying voids, bridges, and other ‘hidden’ connections, X-rays can detect buried or blind vias, as well as excessive or insufficient solder paste. X-rays are also useful for inspecting ‘Ball grid array’ surface-mount packaging, a common type of PCB board. In this type of PCB, there are more connections on the board than on standard PCBs, and it’s harder to examine them with visual inspection alone.

PCB X-ray inspection can provide high-quality measurements and help manufacturers ensure the quality of their PCBs. X-rays are ideal for two or multi-layer boards because they can test the inside of the sample. They can also detect defects that other methods can’t detect, and a high test range allows for more accurate results. X-rays can also provide measurement information, which can be used to evaluate the production process.

Tomography

PCBs can be inspected using X-ray technology. This advanced technique uses a special fixture to hold the PCB in place as it is exposed to x-rays. The fixture helps engineers view the subject from different angles. The detector measures the amount of attenuation at each projection, which is then used to reconstruct the object. PCBs are made of a variety of materials, and some materials absorb more X-rays than others.

Using tomography to examine PCB boards has several advantages. It can accurately identify any missing or incorrectly positioned pins or connectors. It is also able to detect any internal defects in IC chips. Furthermore, it can measure the soldering quality of ball grid arrays.

PCBs can also contain invisible defects. X-ray images can identify missing or cracked solder joints. The images collected by these machines are highly detailed and allow inspectors to analyze various aspects of the defect. A void in a board’s solder joints will reduce the heat conductivity of a solder joint and decrease reliability.

Cacat PCB Paling Umum dan Solusinya

There are many problems with PCBs, but some of them are less obvious than others. These problems are called implementation failures and require specialized knowledge to diagnose. For example, Electrostatic discharge, Chemical leakage, Lifted pads, and component shifting are all possible causes of failure. To identify the failure modes, a PCB must be stress tested until it fails.

Pelepasan muatan listrik statis

Electrostatic discharge (ESD) is a common problem in electronic circuits. It results from the wrong handling of electronic components or an excessive voltage level. In many cases, the resulting damage is latent or catastrophic. This problem can cause a PCB to malfunction partially or completely.

There are several ways to detect and repair electrostatic discharge. While some of these are visible and will affect the performance of the product, others will not. The first method is to inspect the device to determine if any component is affected. In some cases, a minuscule hole will appear on the circuit board.

Kebocoran bahan kimia

Chemical leakage in PCBs can be a problem for many industries. Although the United States banned the production of PCBs in 1977, they are still found in the environment at very low levels. Environmental cycling is the primary source of ambient PCBs, and they are transported throughout ecosystems. Although these contaminants have low levels, they can have serious effects on humans and the environment.

In addition to their use in electronics, PCBs were also used in the construction of school buildings during the 1950s to 1970s. Many schools had PCB-containing caulk and fluorescent light fixtures. The problem with these products was that they leaked, causing contamination in other building materials and the soil. This caused widespread contamination, which is why they were banned.

Lifted pads

Lifted pads are caused by a number of causes, including excess heat and force during soldering. The result can be an unsatisfactory solder joint. These defects require re-soldering, and can lead to short circuit hazards. Other causes of lifted pads include pollutant contamination, poor cleaning, or insufficient flux. Lifted pads can affect the functioning of circuits and the appearance of the board.

Lifted pads occur most frequently on thin copper layers and boards that lack through-plating. Identifying the root cause of a lift is crucial for preventing further damage. In the case of single-sided circuit boards, the problem is often the result of improper wave soldering. The lift can be prevented by using extreme caution while handling PCBs and avoiding excessive force when handling components.

Component shifting

Component shifting is one of the most common defects encountered in PCB assembly. It can be caused by a number of factors, including the placement of components incorrectly. For example, a component placed in a way that is not oriented correctly may float, resulting in a realignment of the component.

In some cases, the cause of component shifting is due to mismatching of the parts to the pad geometry. This causes the component to move towards the thermal mass closest to it. Other causes include bent leads, improperly placed components, or oxidation. Fortunately, there are a number of solutions to component shifting. For instance, adhering to the correct reflow profile, reducing movement during the unreflowed assembly process, and using an aggressive flux can all help minimize component movement.

Soldering ball defects

Soldering ball defects are common in the SMT assembly process. They are essentially balls of solder that separate from the main body of the solder. To prevent them, you should adjust the mounting pressure on the chip mounter to a precise setting. This will prevent the solder paste from being squeezed out of the pad and increase the chance that the solder paste will be generated properly.

A good solder joint will be clean, symmetrical, and have a concave shape. On the other hand, a bad solder joint may be large and have a long stem. Another common defect is disturbed joints, which will have a flaky, distorted, or uneven appearance.

Thermal imaging

Thermal imaging is a powerful tool for quality control, speeding up PCB and component repairs. By identifying hot spots, thermal images can point out faulty components or areas that are using too much power. This information can help designers reduce power consumption and prolong battery life. Thermal imaging can also detect areas that have poor thermal management, requiring more cooling, larger heat sinks, or even redesign.

Thermal imaging for PCB defects can also help designers and engineers determine the cause of defects. When a test board fails to pass quality control tests, a thermal imager can reveal the problems. It can also show the differences in temperature between two different areas of a board, revealing how the two differ.