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Pourquoi les pochoirs à niveaux sont-ils indispensables dans l’assemblage de vos PCB ?

La miniaturisation des appareils et des composants électroniques est une véritable tendance. Les concepteurs repoussent constamment les limites physiques de la fabricabilité. Par conséquent, les ouvertures des pochoirs deviennent de plus en plus petites. Qui se souvient encore de l’époque où un composant de 2 x 3 mm était considéré comme vraiment petit ? Aujourd’hui, les composants de 0,2 x 0,4 mm ne sont plus une exception !

Une fois la conception finalisée et les PCB et composants achetés, l’étape suivante consiste à assembler l’ensemble des éléments sur une ligne de production. À ce stade, les pochoirs jouent un rôle essentiel.

PCB components are getting smaller and smaller.

Miniaturisation of PCB components over the years.

Pochoirs traditionnels vs pochoirs à niveaux

Les pochoirs traditionnels ont une épaisseur uniforme sur toute leur surface. Avec la miniaturisation des composants, le besoin de pochoirs comportant des zones d’épaisseurs différentes, plus fines ou plus épaisses, s’est accru.

Ces types de pochoirs sont appelés pochoirs à niveaux (Step Stencils).

Les dimensions minimales des apertures du pochoir dépendent de son épaisseur. Des apertures plus petites nécessitent des pochoirs plus fins. Par conséquent, le choix de la pâte à braser doit également être réévalué.

Stepped Stencil example

Example of Step Stencil

L’importance de la pâte à braser

La pâte à braser est un mélange de poudre de brasure à grains fins et d’un flux sous forme de gel. Elle fait l’objet d’une évolution constante. La granulométrie de la pâte à braser détermine le remplissage des apertures. Plus le pochoir est fin, plus la pâte se libère facilement du pochoir et meilleur est son transfert vers le PCB.

Il y a vingt ans, la poudre standard utilisée dans les pâtes à braser présentait une granulométrie comprise entre 25 et 45 µm. Aujourd’hui, cette taille est passée à 15 à 25 µm.

Les machines actuelles d’impression de pâte à braser doivent être capables d’imprimer des cartes électroniques complexes avec une précision reproductible et très élevée. Une conception de machine robuste, stable et technologiquement avancée est essentielle dans ce processus.

Exceller dans l’assemblage de PCB avec l’imprimante à pochoir ESE

La série US-X d’imprimantes à pochoir de la célèbre marque sud-coréenne ESE dispose de tous les atouts nécessaires pour répondre aux exigences de production les plus élevées, voire les dépasser.

Le cœur de la machine est sa table d’impression unique et robuste, équipée de 4 vis à billes et de 3 guides LM. Cette conception spécifique joue un rôle essentiel dans la stabilité du processus et permet d’atteindre une précision d’impression de 10 µm, combinée à une répétabilité de 12,5 µm.

La série US-X d’ESE est une machine très complète qui offre plusieurs fonctionnalités particulièrement intéressantes :

  • Interface logicielle très intuitive
  • Inspection 2D
  • Système de nettoyage sous le pochoir
  • Placement automatique des supports (support pins)
  • Contrôle du niveau de pâte à braser
  • Feedback SPI
  • Serrage sans jeu du PCB
  • Climatisation interne
  • Caméra rapide

Feedback des données SPI

Un système SPI (Solder Paste Inspection) est un élément essentiel d’une ligne d’assemblage CMS. Il mesure la forme, le volume, la couverture et le positionnement de la pâte à braser imprimée sur le PCB. Lorsque ces mesures se situent en dehors des tolérances, le système SPI le signale et transmet les données à l’imprimante ESE.

Le système SPI peut, par exemple, signaler à l’imprimante ESE que certaines apertures sont obstruées. L’imprimante peut alors déclencher un cycle de nettoyage supplémentaire sous le pochoir. L’alignement dans l’imprimante peut également être corrigé.

SAKI Corporation est un fabricant de référence de systèmes d’inspection optique automatisée pour l’industrie électronique. Son système d’inspection 3D de la pâte à braser contrôle rapidement et avec précision l’ensemble de la surface du PCB.

La combinaison de l’imprimante ESE et du système SPI de SAKI contribue ainsi à une production très fiable de semi-conducteurs et de PCB électroniques.

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