Stufenschablonenfräsen vs. Laser und chemisches Ätzen

Keine Frage, die Elektronik wird immer kleiner. Infolgedessen müssen elektromechanische Teile wie Leiterplatten (PCB) in kleineren Größen hergestellt werden. Daher steigt die Nachfrage nach Stufenschablonen (für den Schablonendruck) sowie die Anforderung an Präzision und Genauigkeit, um sie mit komplizierten Details herzustellen. Dieser Artikel handelt vom Step Stencil Milling und den Vorteilen dieses Prozesses gegenüber Laserschneiden und chemischem Ätzen.

Wenn Sie mit Stufenschablonen nicht vertraut sind, handelt es sich um Metallbleche, die dabei helfen, die Menge an Lötpaste zu kontrollieren, die während des Lötpastendruckprozesses auf bestimmte Komponenten oder Merkmale einer Leiterplatte aufgetragen wird. Da Leiterplatten immer kleiner werden, müssen die Komponenten, die die Platine bestücken, immer dichter beieinander positioniert werden. Sie können also wahrscheinlich die Herausforderung hier sehen – kleinere Komponenten und engere Räume erfordern Genauigkeit.

Fräsen vs. Laser für die Step-Schablonenproduktion

Hier kommt das Fräsen ins Spiel … und genauer gesagt die Nachfrage nach sehr präzisen Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschinen. Stufenschablonenmaterial wie Edelstahlbleche können mit Schlitzen und anderen Merkmalen gefräst werden, um die Dicke an gewünschten Stellen zu reduzieren. Die Tiefe dieser Schlitze (als „Stufen“ bekannt) muss sehr genau sein, ebenso wie ihre Position. Hier hat das Hochgeschwindigkeitsfräsen einen deutlichen Vorteil gegenüber dem Laserschneiden – denn das Lasern hat eine geringere Genauigkeit sowie Einschränkungen in der Tiefe in Bezug auf die Genauigkeit. Wenn Sie beim Laserschneiden tiefer in das Material eindringen, neigt der Laser (ein intensiver monochromatischer Lichtstrahl) dazu, sich zu biegen oder zu laufen. Wohingegen mit einer Hochgeschwindigkeitsfräse sehr präzise und gleichmäßige Tiefen eingehalten werden können. Als Beispiel die DATRON M10 Pro <3 Mikrometer Rundlauf bei Verwendung von HSK-E25 Werkzeugaufnahmen. Wenn Sie einen sehr großen Arbeitsbereich benötigen, um eine große Stufenschablone oder viele Stufenschablonen aus einem Materialbogen herzustellen, liefert der DATRON MLCube LS (mit linearer Skalierung) die gleiche Genauigkeit und bietet eine 60″ x 40″ Arbeitsbereich.

Fräsen vs. chemisches Ätzen für die Herstellung von Step-Schablonen

Das andere Verfahren zur Herstellung von Stufenschablonen ist das chemische Ätzen. Dabei wird Schablonenmaterial wie Edelstahl an ausgewählten Stellen durch chemisches Ätzen dünner gemacht. Alle Bereiche, die nicht dünner (oder geätzt) werden, werden mit einer Schutzfolie abgedeckt. Chemisches Ätzen ist ein weniger genauer Prozess, aber sehr schnell. Das Problem sind die Kosten und ehrlich gesagt das Durcheinander. Von Natur aus (und gesetzlich vorgeschrieben) müssen Chemikalien sorgfältig gehandhabt und ordnungsgemäß entsorgt werden, was für den Hersteller sehr kostspielig sein kann.

Vorteile des Hochgeschwindigkeitsfräsens für die Stufenschablonenproduktion

Zurück zum Hochgeschwindigkeits-Fräsprozess, der Fokus sollte also auf der Erzielung bester Produktionsqualität bei gleichzeitiger Zeitersparnis und einer beschädigungs- und rückstandsfreien Schablonenunterseite liegen. Unsere Kunden haben festgestellt, dass die Kombination aus integrierter Antastung und Vakuumtischspannung trotz Materialtoleranzen eine perfekt reproduzierbare Qualität ergibt … und eine rückstandsfreie Schablonenunterseite ergibt.

Der integrierte Vakuumtisch ist ideal zum Halten von flachen Substraten wie Edelstahlblechen während des Fräsvorgangs. Außerdem ist die Auftragseinrichtung unglaublich schnell. Die integrierte Sondierung erhöht die Rüstgeschwindigkeit, da die Sonde zur automatischen Teilelokalisierung verwendet wird. Zusätzlich wird der Taster zum Oberflächenscannen verwendet, der Abweichungen in der Materialstärke erfasst, sodass Abweichungen im Fräsprogramm automatisch kompensiert werden können. Das bedeutet, dass die Tiefe der gefrästen Merkmale (oder Stufen) auf der Schablone tödlich genau ist!

• Zeitersparnis:schneller als Laser
• Kein thermischer Abbau der Materialstruktur
• Absolute und konstante Genauigkeit beim schnellen Materialabtrag
• Keine teuren Chemikalien oder Chemikalienentsorgung