PCBステンシルの使い方

ステンシルを始める前に、あなたのプロジェクトに適したPCBステンシルを選択する必要があります。ステンシルの厚みがPCBと同じであることを確認してください（通常1.64mm）。また、ステンシル上のパッドが互いに一直線上にあることも確認してください。

ソルダーペースト蒸着ツール

ソルダーペーストデポジションツールを使用する場合、はんだ付けしようとしている部品のタイプに合わせて設計されたステンシルを使用することが重要です。これらのステンシルは一般的に紙、マイラー、またはポリイミドで作られています。ステンシルの厚さによって、はんだペーストの塗布量が決まります。一般的に、0603コンデンサや抵抗器などの小さな部品には薄いステンシルが使用され、1206抵抗器や0.05″抵抗器などの大きな部品には厚いステンシルが使用されます。頑丈なステンシルには、ステンレススチールかステンレススチール製のステンシルを使用するのがベストです。また、PCB上のパッドのサイズより少なくとも10%小さい開口部を持つステンシルを使用するのがベストです。

はんだペーストの粒径は、はんだペースト印刷の品質に重要な役割を果たします。理想的なソルダーペーストは球状で、表面の酸化を抑え、良好な接合部を形成します。しかし、粒子の形状が不規則な場合、ステンシルに詰まり、印刷不良の原因となります。ソルダーペーストは高価であるため、その使用を最小限に抑える必要性は軽視できません。

ステンレスとニッケルの比較

PCBステンシルを使用する場合、ステンシルの材料を慎重に選択する必要があります。PCBステンシルに使用される最も一般的な材質はステンレスかニッケルです。どちらの素材もソルダーペーストの印刷には適していますが、それぞれに長所と短所があります。重要な考慮点のひとつは、ステンシルの厚さです。小さいサイズの部品にステンシルを使用する場合は、0.125mmの厚さで十分です。より大きな部品の場合は、0.005インチの厚さのステンシルを検討する必要があります。

PCBステンシルは、PCBを製造するプロセスの重要な部分です。PCBステンシルには多くの種類があります。その中には、電解研磨、電鋳、ニッケルメッキ、ステップステンシルなどがあります。また、エッチングステンシルやSMTステンシルもあります。

ステップダウンステンシルとステップアップステンシル

ステップ・ステンシルは、プリント基板を作るために使用されるソルダーペーストの量を制御する金属シートで構成されています。このようなステンシルは、多数の小さな部品を使用した回路を作成するためによく使用されます。このタイプのステンシルにより、回路設計者は部品を密着させながらソルダーペーストの厚さをコントロールすることができます。また、ステップステンシルは、より速いターンアラウンドタイムを可能にします。

ステップステンシルはレーザーカットされた開口部を持つステンレス製です。ステンシルの厚さは、PCB上に堆積するソルダーペーストの量に直接影響します。厚さはPCB上の部品のサイズに依存します。ステップステンシルは、複数の厚みを持つPCBの印刷に最適です。一次厚みからスタートし、ソルダーペーストの量をコントロールするために特定の領域でステップアップまたはステップダウンします。

ソルダーペーストのステンシルへの影響

PCBステンシルへのソルダーペーストの影響は問題になることがあります。ステンシルにソルダーペーストが流れるのに十分な大きさの開口部がない場合に問題が発生することがあります。その結果、PCB上にボイドが発生し、はんだが冷えてしまうことがあります。しかし、ステンシルはこれらの問題を最小限にするために大きな開口部を持つように設計することができます。

この研究では、製造環境に近い環境でソルダーペースト蒸着を行った。1回30分のセッションで80回の印刷サイクルを実施し、プリント基板5枚ごとに拭き取りサイクルを行った。さらに、バージン・テスト基板を印刷し、SPIの高さと体積を測定した。試験時間は8時間であった。ステンシル下の溶剤の影響を最小にするため、試験中ソルダーペーストの補充は行わなかった。

ステンシル除去用の適切な接着剤

プリント基板のステンシルは、はんだ付け後に取り除く必要があります。この作業には、正しいソルダーペーストを使うことが不可欠です。選ぶペーストは融点が高く、PCB上に残しても安全なものでなければなりません。鉛フリーのペーストを使う場合は、RoHSとREACHの規制に適合していなければなりません。ケスターでは、ステンシルに塗りやすい瓶入りのソルダーペーストを販売しています。鉛フリーの2種類があります。

ソルダーペーストはチキソトロピー材料であり、適切に流れるためにはエネルギーが必要である。このエネルギーは通常、プリントヘッドの動きによって供給され、ペーストを固形ブロックから流体へと変化させます。ソルダーペーストを塗布するときは、「5ボールルール」を覚えておいてください。