ステップステンシルフライス加工：PCB製造におけるレーザー切断・化学エッチングを超える精度

電子機器がますます小型化していることは疑いようがありません。その結果、プリント基板（PCB）のような電気機械部品もより小さく製造される必要があります。したがって、ステップステンシル（ステンシル印刷用）の需要が増加し、複雑なディテールで製造するための精度と正確さの要求も高まっています。この記事はステップステンシルフライス加工について、このプロセスがレーザー切断と化学エッチングの両方に優れている点を説明します。

ステップステンシルに馴染みがない方のために説明すると、これは半田ペースト印刷プロセスにおいて、プリント基板上の特定の部品やフィーチャーに適用される半田ペーストの量を制御する金属シートです。PCBが小型化するにつれ、基板上に実装される部品はより近接配置される必要があります。ここに課題があります。より小さな部品とより狭いスペースが、精度を要求するのです。

ステップステンシル製造：フライス加工 vs レーザー

ここでフライス加工が登場します。より具体的には、非常に精密な高速フライス盤への需要です。ステンレス鋼シートなどのステップステンシル材料は、スロットやその他の形状をフライス加工することで、望む位置の厚みを減らせます。これらのスロットの深さ（通称「ステップ」）は、位置同様に非常に精密である必要があります。ここで高速フライス加工がレーザー切断に対して大きな優位性を持ちます。レーザーは精度が劣るだけでなく、深さ方向の精度にも制約があるからです。レーザー切断では、材料の深くへ進むにつれ、レーザー（単色光の強いビーム）が曲がったり、歩いたりする傾向があります。一方、高速フライス盤では非常に精密で均一な深さを維持できます。例として、DATRON M10 ProはHSK-E25ツールホルダー使用時3ミクロン未満のランアウトを実現します。大型ステップステンシルや、一枚の材料から多数のステップステンシルを製造するために広い加工エリアが必要な場合、DATRON MLCube LS（リニアスケール搭載）が同等の精度で60インチ×40インチのワークエンベロープを提供します。

ステップステンシル製造：フライス加工 vs 化学エッチング

ステップステンシル製造に用いられるもう一つのプロセスは化学エッチングです。このプロセスでは、ステンレス鋼などのステンシル材料を、選択された領域で化学エッチングにより薄くします。薄くしない（エッチングしない）すべての領域は保護フィルムで覆われます。化学エッチングは精度が劣りますが、非常に高速です。問題はコストと、率直に言って「汚れ」です。本質的に（そして法的に）、化学薬品は慎重に管理し、適切に廃棄しなければならず、製造業者にとって非常に高コストになります。

ステップステンシル製造における高速フライス加工の優位性

高速フライス加工プロセスに戻ると、焦点は最高の生産品質を達成しながら時間を節約し、ダメージと残留物のないステンシル裏面を得ることに置かれるべきです。弊社のお客様は、内蔵プローブとバキュームテーブルワークホルディングの組み合わせが、材料公差に関わらず完全に再現可能な品質をもたらし、残留物のないステンシル裏面を実現することを発見しました。

内蔵バキュームテーブルは、フライス加工プロセス中にステンレス鋼シートのような平坦な基板を保持するのに理想的です。さらに、ジョブセットアップが信じられないほど高速です。内蔵プローブは、自動部品位置決めに使用されることでセットアップ速度を向上させます。また、プローブは表面スキャンに使用され、材料厚みのばらつきを記録して、それをフライスプログラムで自動的に補正します。これにより、ステンシル上のフライス加工形状（ステップ）の深さがデッドリーアキュレート（極めて正確）になります！

• 時間短縮：レーザーより高速
• 材料構造への熱劣化なし
• 材料高速除去における絶対的かつ恒常的な精度
• 高価な化学薬品や化学廃棄物処理が不要