SMD Schablone (aus Blech) lasern

[maxkes]

Moin zusammen,

für meine SMD-Platinen würde ich mal gerne mit einem Stencil arbeiten. Glücklicherweise steht hier in der Firma ein Laser rum, CO2 und Festkörper. Also alles was man braucht. Hat jemand von euch das schonmal gemacht? Ich habe sowohl versucht Folie zu lasern als auch Blech, der Erfolg war beides mal eher bescheiden.

Folie: Ich habe eine normale Overheadprojektor-Folie genommen. Der Laserstrahl schneidet die Folie, allerdings schmilzt dabei Material auf, so dass feine Strukturen nicht möglich sind. Auch wenn ich versuche, die Folie zu "gravieren", also nicht die Struktur ausschneiden sondern Zeile für Zeile abzutragen, bekomme ich keine gute Einstellung, wo der Laser das Material nicht zu stark aufschmilzt, aber auch nicht völlig wirkungslos ist. Braucht mal für die ganze Sache eine spezielle Folie, welche?

Bei Blech, 0,1 mm stark, muss der Faserlaser min. 10 Mal mit voller Power drüber, damit er schneidet. Das geht dann, allerdings ist das Blech danach durch den Wärmeeintrag verzogen. Hat jemand da Erfahrungen?

Man dankt!

[Virtex7]

Hallo!

ich hab sowas schon gemacht, als ich mal eine Kleinserie gelötet hab.
allerdings hat lasern nie funktioniert, am Ende hab ich die OHP-Folie dann mit einem Schneideplotter geschnitten.
da gingen dann auch so Dinge wie QFN mit 0,4er Pitch gut.

Gruß,
Philipp

[maxkes]

Schneidplotter hab ich auch schon gehört. Der ist leider nicht so praktisch verfügbar.

Ich habe gerade den Tipp bekommen, unter das zu lasernde Blech einfach ein nasses Zewa zu legen. Das würde die Wärme super ableiten und man hätte weniger Stress mit dem Verziehen. Jemand Erfahrung?

[sysconsol]

Folie für den Laserdrucker habe ich auch schon als Schablone genommen.
Gefräst mit dem LPKF Protomat S63 - hat für Prototypen ausreichend funktioniert.
Habe damals diverse MPU6050 verlöten müssen.

Kommst du günstig an Kaptonfolie ran?

Du bräuchtest etwas, was nicht schmilzt.

Unter die Folie würde ich eine Bleckplatte legen - wegen der Wärmeabfuhr.
Die Folie eventuell mit einem Wasserfilm oder Vaseline ans Blech "heften".

[nonever]

Ich hab schon mehrmals gesehen wie bei uns an der Uni Stencils gelasert werden:

Als Material funktioniert wohl Kupferblech 100µ am besten, Edelstahl geht z.b garnicht mit dem Laser (LPKF irgendwas). Unter dem Blech liegt immer ein Stück Kopierpapier. Der Laser rastert dann relativ langsam über die Platine und trägt das Kupfer ab. Dabei sind mehrere durchgänge mit pausen nötig, damit sich das Blech nicht verzieht. Das ist wohl der Trick an der ganze Sache: wenns die Stencil maßhaltig sein sollen muss man langsamer arbeiten.

[Weisskeinen]

Hmmm, eigentlich ist eher das Gegenteil der Fall, man muss schnell sein und braucht so richtig viel Leistung. Das Problem mit dem Verzug entsteht nur dann, wenn die Wärme im Material bleibt. Zum schneiden muss das Material schnell verdampft oder mindestens verflüssigt und vor allem weggeblasen werden. Dann hat die Laserenergie keine Zeit, ins umliegende Material zu wandern sondern bleibt im weggeblasenen Material. Der erste Durchstich bei einem neuen Schnitt ist immer das kritischste. Langsam immer ein bisschen Material abzutragen wird nicht helfen. Das verzieht sich und gibt irgendwas, nur nicht das, was du möchtest.
Also P O W E R und dann so schnell wie möglich.

[sysconsol]

Und gleichzeitig mit Pressuft blasen?

[setiherz]

Also mit den oben genannten Lasern sollte das kein Prblem sein. Bei dieser Dicke würde ich nur den Festkörperlaser nehmen. Wichtig , Blech fixieren und eine Schneidoptik drauf . Dann mit Druckluft unterstützen. Ein YAG Laser schneidet das ohne Probleme. Keine Unterlage nehmen wo soll denn der Strahl mit dem geschmolzenen Material hin ?

Nochmals : wichtig ist die Optik und die Fokuslage des Lasers sonst wird es nichts ! LPKF baut Laser genau für diese Applikation. Wenn der nicht geht liegts am Bediener ! Oder es ist ein Gravierlaser , Beschrifter , Schweißlaser .......

Wir haben 25 Jahre SMD Schablonen gefertigt , früher geätzt seit 15 Jahren gelasert. Jetzt nichts mehr da immer kleinerer Markt mit vielen Anbietern. Schneiden jetzt andere Teile auf den Anlagen.

Grüße Steffen

[maxkes]

Eigentlich ist der Laser zum Gravieren / Beschriften, ich glaube von Trotec das Modell Speedy 100. Ist das prinzipiell überhaupt geeignet?

Der erste Durchstich bei einem neuen Schnitt ist immer das kritischste

Mit einem Schneidevorgang komm ich nicht durch, es braucht mindestens 10 Durchgänge.
@nonever: Du hast gesagt, Edelstahl geht gar nicht, Kupfer gut. Ich habe jetzt extra Edelstahl genommen, wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit. Meine Kollegen haben mal versucht Alu, was ja auch sehr gut Wärme leitet, zu lasern. Das ist gar nicht gegangen, weil (laut ihrer Aussage) die ganze Energie sofort "weggeflossen" ist.
@setihrz: Was ist eine Schneidoptik?

[nonever]

Wie gesagt, ich bin kein Profi in dem Thema, hab nur einige Stencils bestellt und bei der Herstellung zugesehen.
Grundsätzlich ist es schon richtig, dass man beim Schneiden immer mit Vollgas arbeiten sollte um wenig Wärme ins Material zu bringen. Allerdings geht das nur wenn man auch eine Maschine mit Power hat, was bei den kleinen Geräten oft nicht der Fall ist. Deshalb wohl der Ansatz mit so langsam wie möglich.

Ich glaube das Problem an Stahl ist der deutlich höhere Schmelzpunkt, weshalb es sich nicht so leicht punktuell verdampfen lässt. Die Rückseite der Stencils ist auch immer mit dem klassischen Kupferdampf Spuren bedampft. Also es sieht so aus, als wenn man ein Stück draht mittels Kondensatorentladung verdampfen lässt.

[setiherz]

( Bild von Precitec )

Das ist zu Beispiel eine amtliche Schneidoptik. der Laserstrahl wird hier auf einen fokussiert auf einen kleinen Spot um möglichst viel Energie pro Fläche zu haben. Zudem haben die meisten Optiken heute Abstandssensorik um den Fokus zu halten. Intern ist der Laserstrahl aufgeweitet sonst fallen Dir die Spiegel und Resonatoren weg. Wird erst in der Optik fokussiert. Zudem wird hier noch ein Gas mit Druck eingebracht welches die Schmelze rausbläst. ( N2 / O2 / Druckluft sind üblich ) Bei 0,1mm Blech darf es auf der Rückseite keinen nennenswerten Grat geben. Sonst Bedienerfehler .

Stahl lässt sich übrigens besser schneiden als Kupfer da hier die Ausbreitung der eingetragenen Hitze wesentlich langsamer verläuft als bei Kupfer. Co2 und Kupfer schlechte Idee ! Wellenlänge ungeeignet da Spiegel bei Co2 Lasern aus Kupfer sind . Gibt im Worstcase Rückkoppelung und Magic Smoke

Scanneroptiken sind zum Schneiden nicht wirklich geeignet , außer du hast einen Ablationslaser der neusten Generation. Die liegen aber bei 350k€ aufwärts !!!

Grüße Steffen

[BMS]

Lohnt sich der Aufwand zum selber-schneiden in dem Fall des Stencils wirklich?
Bei viele Leiterplattenherstellern kann man bei der Platinen-Bestellung einen passenden Stencil günstig dazu erwerben.
Angebotene Materialien u.a. Edelstahl oder PTFE.
Grüße,
Bernhard

[maxkes]

Ich habs nach etlichen Versuchen nun aufgegeben, Edelstahl zu schneiden. Schon geringste Leistung hat das Blech sich verziehen lassen.
Bin auf Mylar-Folie umgestiegen, das klappt ganz ordentlich.
Thema damit für mich (leider) erstmal erledigt.

[Robert]

Habe eine mögliche Fricklerlösung mal in einem kleinen PCB-Proto Betrieb gesehen.
Da wurde eine Aluplatte mit Photoresist beschichtet, dann mit der späteren Stencilform belichtet und entwickelt (negativ).
Die Platte wurde dann in ein Nickelsulfamatbad gehangen, und dann mittels Elektrolyse die gewünschte Dicke an Nickel abgeschieden.
Die fertige Nickelschablone lässt sich dann einfach vom weicheren Alu trennen.

[Dr. Snuggles]

Hallo,
Siebe machen ist mehr als ein Blech zu lasern. Professionelle Siebe werden noch nachbehandelt, z.B. entgratet, poliert oder beschichtet.
Mit denen kann man dann auch ein paar hundert oder tausend Platinen machen.
Die Siebe, die man bei den Leiterplattenherstellern kostenfrei dazubekommt, laufen bei mir unter der Bezeichnung "Einmal-Siebe"
Damit kann mal mal ein paar Platienen drucken, aber durch die abbrassive Wirkung der Paste geben die schnell auf.
IIRC wird das Sieb auch ohne Nachbearbeitung aus dem Pastenlayer erstellt, man kann generell umlaufend verkleinern, aber einzelne Bauteile bearbeiten geht nicht. Muss man sich also selbst drum kümmern.

Gruß
Doc