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SMT鋼網的制作分類以及開孔介紹

  • 發表時間:2021-07-08 08:39:09
  • 來源:PCB
  • 人氣:1090
鋼網最初是由絲網制成的,因此那時叫網板(mask)。開始是尼龍(聚脂)網,后來由于耐用性的關系,就有鐵絲網、銅絲網的出現,最后是不銹鋼絲網。但不論是什么材質的絲網,均有成型不好、精度不高的缺點。

隨著SMT的發展,對網板要求的增高,鋼網就隨之產生。受材料成本及制作的難易程序影響,最初的鋼網是由鐵/銅板制成的,但也是因為易銹蝕,不銹鋼鋼網就取代了它們,也就是現在的鋼網(SMT Stencil)。
按SMT鋼網的制作工藝可分為:激光模板,電拋光模板,電鑄模板,階梯模板,邦定模板,鍍鎳模板,蝕刻模板。

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激光模板(LaserStencil)
激光鋼網模板是目前SMT鋼網行業中最常用的模板,其特點是:
直接采用數據文件制作,減少了制作誤差環節;
SMT模板開口位置精度極高:全程誤差≤±4μm;
SMT模板的開口具有幾何圖形,有利于錫膏的印刷成型。
下面我們重點講一下GERBER文件;
GERBER文件是美國GERBER公司提出的一種數據格式;它是將PCB信息轉化成多種光繪機能識別的電子數據,亦稱光繪文件。GERBER文件是一種有X、Y坐標和附加命令的軟件結構,GERBER格式正式學名叫“RS274格式”。它已成為PCB行業的標準格式文件。
GERBER文件結合Aperture list(亦稱D-Code)文件,定義了圖形的起始點以及圖形形狀及大小。D-Code定義了電路中線路、孔、焊盤或別的圖形的大小及形狀。
GERBER文件有兩種類型:RS274D及RS274X
RS274D含X、Y DATA,不含D-Code文件;
RS274X含X、Y DATA, D-Code文件也定義在該文件里。

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電拋光模板(E.P.Stencil)
電拋光模板是在激光切割后,通過電化學的方法,對鋼片進行后處理,以改善開口孔壁。其特點是:
1、孔壁光滑,對超細間距的QFP/BGA/CSP尤其適合。
2、減少SMT模板的擦拭次數,大大提高工作效率 。
電鑄模板(E.F.Stencil)
為順應電子產品短、小、輕、薄的要求,超細體積(如0201)和超密間距(如 ūBGA、CSP)被廣泛應用,這樣一來,SMT鋼網行業對印刷模板也提出了更高的要求, 電鑄模板應運而生。
我公司制作的電鑄模板特點是:在同一張模板上可做成不同厚度。
階梯模板(StepStencil)
因同一PCB上各類元件焊接時對錫膏量要求的不同,就要求同一SMT模板部分區域厚度不同,這就產生了STEP-DOWN&STEP-UP工藝模板。
STEP-DOWN模板
對模板進行局部減薄,以減少特定元件焊接時的錫量。
邦定模板(BondingStencil)
PCB上已固定了COB器件,但仍要進行印錫的貼片工藝,這就需要用到Bonding模板。
Bonding模板就是在模板所對應的PCB bonding位處加做一個小蓋,以避開COB器件達到平整印刷的目的。
鍍鎳模板(Ni.P.Stencil)
為了減少錫膏與孔壁之間的摩擦力,便于脫模,進一步改善錫膏的釋放效果, 在2004年初,偉創新公司在傳統減成工藝“電拋光”模板基礎上,增加了特別的后 處理加成工藝——“鍍鎳”,并獲得專利。鍍鎳模板結合了激光模板與電鑄模板的優點。
蝕刻模板
采用美國原裝進口301型鋼片制造,蝕刻鋼網適用于角位及間距大于等于0.4MM的PCB板印刷,適合需抄板及菲林使用,可同時使用CAD/CAM及曝光方式,視不同的零件可進行縮放,不需根據零件位的多少計算價格.制作時間快捷。價格較激光模板便宜.便于客戶的菲林存檔。

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鋼網的制作工藝有:化學蝕刻法(chemical etch)、激光切割法(laser cutting)、電鑄成型法(electroform)。
1、化學蝕刻法(chemical etch)
工藝流程:數據文件PCB→菲林制作→曝光→顯影→蝕刻→鋼片清洗→張網
特點:一次成型,速度較快點;價格便宜。
缺點:易形成沙漏形狀(蝕刻不夠)或開口尺寸變大(過度蝕刻);客觀因素(經驗、藥劑、菲林)影響大,制作環節較多,累積誤差較大,不適合fine pitch鋼網制作法;制作過程有污染,不利于環保。
2、激光切割法(laser cutting)
工藝流程:菲林制作PCB→取坐標→數據文件→數據處理→激光切割→打磨→張網
特點:數據制作精度高,客觀因素影響??;梯形開口利于脫模;可做精密切割;價格適中。
缺點:逐個切割,制作速度較慢。
3、電鑄成型法(electroform)
工藝流程:基板上涂感光膜→曝光→顯影→電鑄鎳→成型→鋼片清洗→張網
特點:孔壁光滑,特別適合超細間距鋼網制作法。
缺點:工藝較難控制,制作過程有污染,不利于環保;制作周期長且價格太高。
鋼網的開口設計應考慮錫膏的脫模性,它由三個因素決定:
①開口的寬厚比/面積比;②開口側壁的幾何形狀;③孔壁的光潔度。
三個因素中,后兩個因素同鋼網的制造技術決定的,前一個我們考慮的更多。
因為激光鋼網很好的性價比,所以這里我們重點探討激光鋼網的開口設計。
首先,我們認識寬厚比和面積比:
寬厚比:開口寬與鋼網厚度的比率。
面積比:開口面積與孔壁橫截面積的比率,如下圖示:
一般地說,要獲得好的脫模效果,寬厚比應大于1.5,面積比應大于0.66。

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主要有以下幾個因素會影響到鋼網的品質:
1、制作工藝
前面我們有探討鋼網的制作工藝,可以知道,最好的工藝應當是激光切割后做電拋光處理。化學蝕刻及電鑄都存在做壽 菲林、曝光、顯影等較易產生誤差的工藝,而且電鑄還受基板不平的影響。
2、使用的材料
包括網框、絲網、鋼片、粘接膠等。網框必須能承受一定程序的接力且有很好地水平度;絲網最好用聚脂網,它能夠長時間保持張力穩定;鋼片最好用304號,且亞光的會比鏡面的更加利于錫膏(膠劑)滾動;粘接膠必須強度足夠且能耐一定的腐蝕。
3、開口設計
開口設計的好壞對鋼網品質影響最大。前面探討過,開口設計應考慮制作工藝,寬厚比、面積比、經驗值等。
4、制作資料
制作資料的完整與否,也會影響到鋼網品質。資料越全越好。同時,資料并存時應明確以哪個為準。還有,一般來講以數據文件制作鋼網可盡可能減少誤差。
5、使用方法
正確地印刷方法能使鋼網品質得到保持,反之,不正確地印刷方法如壓力過大、印刷時鋼網或PCB不水平等,均會使鋼網受到損壞。
6、清洗
錫膏(膠劑)比較容易固化,若不及時清洗會堵塞鋼網開口,下次印刷將產生困難。因此,鋼網由機器上取下后或者在印刷機上1小時不印刷錫膏應及時清洗干凈。
7、儲存
鋼網應用特定的儲存場所,不能隨意亂放,這樣可以避免鋼網受到意外傷害。同時,鋼網不要疊放在一起,這樣即不好拿又可能把網框壓彎。

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