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シルクスクリーン印刷用のスキージを使って、はんだペーストを印刷してみました

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スキージ

はんだペーストを印刷する際に、スキージ代わりとしてプラスチックのカードを利用しています。新たにシルクスクリーン印刷用のスキージを入手したので、その使用感をレポートします。

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シルクスクリーン印刷用のスキージ


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試しに購入してみたのが、Aliexpressのこちらのお店のスキージです。シルクスクリーン印刷用のスキージで、先の形状が四角いタイプと尖っているタイプの2種類が売っています。

Amazonでも同様のスキージが売っています。

Amazonには先が尖ったタイプが売っていないので、シルクスクリーン印刷には先が四角いタイプを使うのが一般的のようですね。私は、先が尖った方が、はんだペーストを綺麗に印刷できるかなと思い、Aliexpressのお店で購入してみました。

Aliexpressのスキージ

こちらが届いたシルクスクリーン印刷用のスキージです。先が三角形になっていて、持ち手もカーブしていて、なんだか良さそうです。

スキージの柔軟性

素材はウレタンのようです。結構硬いですが、柔軟性もあります。これは期待できるのではないでしょうか。

後で説明しますが、私は基板とステンシルとの位置決めに画鋲を使っているので、画鋲にスキージが当たらないよう、幅を狭める必要があります。そこで、このようにウレタンの部分をカッターでカットしました。

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はんだペーストの印刷比較

準備

比較実験には、PCBWayで作ってもらった電子ペーパー制御基板を使うことにしました。こちらの基板には、サーマルパッドのような大きなパッドから0.4mmピッチの細いパッドまで、多彩な大きさの種類のパッドが使われています。この基板でうまく印刷できれば、基本的にどんな基板でも利用できるスキージということになります。

まずはターゲットとなる基板の周辺に、不要となった同じ厚みの基板を配置して、ターゲットの基板を固定します。

基板の上に、同じくPCBWayに作ってもらったステンシルを載せます。基板とステンシルの四隅には1mmの穴を開けてあるので、そこに画用を刺すことで、基板とステンシルの完璧な位置合わせが実現します。これにより0.4mmピッチのような精密なパッドがあっても、パッドとステンシルの開口部がピタリと合い、はんだペーストを正確に印刷することができます。

シルクスクリーン印刷用スキージ

シルクスクリーン用スキージではんだペーストを印刷

それでは、シルクスクリーン用スキージではんだペーストを印刷してみます。

途中て力の入れ具合が変わってしまったので、印刷の具合が変わってしまいました。上段の始めの頃は良さそうですが、下段の後半ははんだがステンシルに残っており、はんだが厚く印刷されてしまいました。

詳しくみてみましょう。

よくよく見てみると、ステンシルに開いた開口部のうち、比較的サイズの大きい開口では、はんだペーストがえぐり取られてしまい、金色のパッドが露出しています。

こちらの部分でも比較的大きな開口では、はんだペーストがえぐり取られてしまっています。

スキージを強く押し付けてしまうと、比較的大きな開口部分でははんだペーストがえぐり取られてしまい、少し力を抜くとはんだペーストが厚く印刷されてしまいました。

うまくいかなかったので、もう一度挑戦してみます。

今度は、最初(上段)の方が厚くなってしまい、後半は良さそうな感じになりました。スキージを上から押さえつける力加減がとても難しいです。

それでは近くに寄って、よく見てみましょう。

こちらは、上段のはんだが厚く印刷されてしまった部分です。J202はUSBコネクタが実装される所なのですが、はんだペーストがかなり厚く印刷されていることがわかります。これでは部品を実装すると、部品のリードにはんだペーストが押し潰れて隣とくっついてしまい、ブリッジが発生しそうです。

こちらは後半の良さそうな部分です。中心にあるU402は0.4mmピッチのQFPパッケージのパッドです。左右に伸びるパッドや中心のサーマルパッドは綺麗に印刷できていますが、上下に伸びるスキージの動きと同じ方向を向いたパッドは、はんだペーストに凹凸ができてしまってはんだの量が安定していません。

プラスチックカードスキージ

いつも使っているプラスチックカードによるスキージで、はんだペーストを印刷してみます。ちなみにプラスチックカードには、最初はマルツパーツの会員カードを、今はCOCOSの会員カードを使っています。どちらも今では利用ができなくなってしまった不要な物です。

濃淡のムラがあまりなく印刷できています。このカードでの印刷に慣れているということもありますが、先ほどよりも綺麗に印刷できました。

それでは先ほどと同じ部分を、詳しく見てみます。

J202はUSBコネクタです。先ほどよりも、はんだペーストの厚みが薄くなっているのがよくわかります。これならば部品を実装しても、はんだが隣とつながらず、ブリッジになりにくそうです。

こちらは0.4mmピッチのQFPパッケージの部分です。左右方向、上下方向どちらのパッドも、凹凸なく均一な厚みにはんだペーストが印刷できています。

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結果

シルクスクリーン印刷用スキージにはちょっと期待していたのですが、はんだペーストを綺麗に印刷することができませんでした。力を入れ過ぎるとパッドからはんだペーストがえぐり取られてしまい、力を抜くとかなり厚く印刷されてしまいます。力加減がとても難しく、失敗の確率がかなり高いです。

シルクスクリーン印刷用スキージは使わず、これまで使ってきたプラスチック製のCOCOSの会員カードを、これからも使っていこうと思います。(注:COCOSである特別な理由はありません)

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