はんだペーストステンシルの3Dプリント方法
FDM 3DプリンターでGerberファイルから精密なSMDステンシルを作成するステップバイステップガイド
3DプリントされたソルダーペーストステンシルをPCBに使用する準備ができました。
はんだペーストステンシルとは？
はんだペーストステンシルは、PCBのはんだパッドに対応する開口部を持つ薄い板です。基板の上に置き、スキージではんだペーストを塗り広げると、各パッドに正確にペーストが乗ります。
ステンシルはSMD/SMTリフローはんだ付けに不可欠です | | シリンジによる手作業より速く、均一に仕上がります。
3Dプリント vs プロフェッショナルステンシル
3Dプリントステンシルは、プロトタイピングや少量生産に最適な低コストの代替手段です。ファインピッチ部品を使用する最終生産基板には、プロフェッショナルなレーザーカットステンシルが引き続き標準です。
| 3Dプリント（Stenchill） | プロフェッショナル（レーザーカット） | |
|---|---|---|
| コスト | 無料（フィラメントのみ） | 片面 $15〜30 |
| 納期 | 数分 | 数日（配送） |
| 精度 | 良好（0.2〜0.4mmノズル） | 優秀（レーザーカット） |
| 最適な用途 | 試作、少量生産、0603以上の部品 | ファインピッチQFN/BGA、量産 |
必要なもの
- EDAツールのGerberファイル（KiCad、Eagle、Altiumなど）
- FDM 3Dプリンター（標準的なモデルで可）
- PLAまたはPETGフィラメント
- はんだペーストとスキージ
- Stenchill（このサイト）またはKiCadプラグイン
ステップバイステップガイド
Gerberファイルをエクスポート
KiCadでファイル→プロット、Gerber形式を選択し、Pasteレイヤー（F.Paste、B.Paste）とEdge.Cutsが含まれていることを確認します。EagleやAltiumでは標準のGerberエクスポートを使用します。最低限Pasteレイヤーと基板外形が必要です。
Stenchillにアップロード
Stenchillのトップページで、Gerber ZIPファイルをドラッグ＆ドロップするか、個別ファイルモードを使用します。KiCadプラグインを使ってPCBエディターから直接生成することもできます。
設定を調整
生成パラメーターを設定：ステンシル厚さ（0.3〜0.4mm推奨）、シュリンク値、小パッド自動補正用のノズル径、PCB位置合わせ用のショルダーオプション。
ショルダー（グレーのL字ブラケット）がステンシルをPCB上で完璧に位置合わせします。基板の外形から自動的に生成されます。
ダウンロードしてスライス
生成されたSTLまたは3MFファイルをダウンロード。スライサー設定：レイヤー高さ0.1mm、インフィル100%、合計3〜4レイヤー。0.2mmノズルが最良ですが、ノズル補正を有効にすれば0.4mmでも使用可能です。
スキージでステンシルの開口部にソルダーペーストを塗り、ステンシルをPCBから慎重に持ち上げます。
はんだペーストを塗布してリフロー
ステンシルをPCBに載せます | | ショルダーが自動的に位置を合わせます。スキージで開口部にはんだペーストを塗り広げます。ステンシルを慎重に外し、SMD部品を配置し、ホットプレート、リフロー炉、またはホットエアステーションでリフローします。
ヒントとトラブルシューティング
ペーストがステンシルの下から漏れる
ステンシルがPCBに平らに密着しているか確認してください。テープやクランプで固定します。底面が滑らかであることを確認（ガラスベッドで印刷）。
小さなパッドが正しく印刷されない
ファインピッチ部品には0.2mmノズルが最適です。0.4mmノズルの場合、Stenchillでノズル補正を有効にしてください | | 小さすぎるパッドを自動的に拡大します。
ステンシルが印刷後に反る
加熱ガラスベッドで印刷すると平坦性が向上します。PETGはPLAより反りが少ないです。第1層の密着を確認し、温かいうちに取り外さないでください。
ショルダーがPCBに合わない
設定でクリアランスパラメーターを増やしてください。デフォルトの0.3mmはほとんどのPCBに適していますが、基板がやや大きい場合は0.5mmを試してください。
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