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SMT钢网的制作分类以及开孔介绍

  • 发表时间:2021-07-08 08:39:09
  • 来源:PCB
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钢网最初是由丝网制成的,因此那时叫网板(mask)。开始是尼龙(聚脂)网,后来由于耐用性的关系,就有铁丝网、铜丝网的出现,最后是不锈钢丝网。但不论是什么材质的丝网,均有成型不好、精度不高的缺点。

随着SMT的发展,对网板要求的增高,钢网就随之产生。受材料成本及制作的难易程序影响,最初的钢网是由铁/铜板制成的,但也是因为易锈蚀,不锈钢钢网就取代了它们,也就是现在的钢网(SMT Stencil)。
按SMT钢网的制作工艺可分为:激光模板,电抛光模板,电铸模板,阶梯模板,邦定模板,镀镍模板,蚀刻模板。

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激光模板(LaserStencil)
激光钢网模板是目前SMT钢网行业中最常用的模板,其特点是:
直接采用数据文件制作,减少了制作误差环节;
SMT模板开口位置精度极高:全程误差≤±4μm;
SMT模板的开口具有几何图形,有利于锡膏的印刷成型。
下面我们重点讲一下GERBER文件;
GERBER文件是美国GERBER公司提出的一种数据格式;它是将PCB信息转化成多种光绘机能识别的电子数据,亦称光绘文件。GERBER文件是一种有X、Y坐标和附加命令的软件结构,GERBER格式正式学名叫“RS274格式”。它已成为PCB行业的标准格式文件。
GERBER文件结合Aperture list(亦称D-Code)文件,定义了图形的起始点以及图形形状及大小。D-Code定义了电路中线路、孔、焊盘或别的图形的大小及形状。
GERBER文件有两种类型:RS274D及RS274X
RS274D含X、Y DATA,不含D-Code文件;
RS274X含X、Y DATA, D-Code文件也定义在该文件里。

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电抛光模板(E.P.Stencil)
电抛光模板是在激光切割后,通过电化学的方法,对钢片进行后处理,以改善开口孔壁。其特点是:
1、孔壁光滑,对超细间距的QFP/BGA/CSP尤其适合。
2、减少SMT模板的擦拭次数,大大提高工作效率 。
电铸模板(E.F.Stencil)
为顺应电子产品短、小、轻、薄的要求,超细体积(如0201)和超密间距(如 ūBGA、CSP)被广泛应用,这样一来,SMT钢网行业对印刷模板也提出了更高的要求, 电铸模板应运而生。
我公司制作的电铸模板特点是:在同一张模板上可做成不同厚度。
阶梯模板(StepStencil)
因同一PCB上各类元件焊接时对锡膏量要求的不同,就要求同一SMT模板部分区域厚度不同,这就产生了STEP-DOWN&STEP-UP工艺模板。
STEP-DOWN模板
对模板进行局部减薄,以减少特定元件焊接时的锡量。
邦定模板(BondingStencil)
PCB上已固定了COB器件,但仍要进行印锡的贴片工艺,这就需要用到Bonding模板。
Bonding模板就是在模板所对应的PCB bonding位处加做一个小盖,以避开COB器件达到平整印刷的目的。
镀镍模板(Ni.P.Stencil)
为了减少锡膏与孔壁之间的摩擦力,便于脱模,进一步改善锡膏的释放效果, 在2004年初,伟创新公司在传统减成工艺“电抛光”模板基础上,增加了特别的后 处理加成工艺——“镀镍”,并获得专利。镀镍模板结合了激光模板与电铸模板的优点。
蚀刻模板
采用美国原装进口301型钢片制造,蚀刻钢网适用于角位及间距大于等于0.4MM的PCB板印刷,适合需抄板及菲林使用,可同时使用CAD/CAM及曝光方式,视不同的零件可进行缩放,不需根据零件位的多少计算价格.制作时间快捷。价格较激光模板便宜.便于客户的菲林存档。

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钢网的制作工艺有:化学蚀刻法(chemical etch)、激光切割法(laser cutting)、电铸成型法(electroform)。
1、化学蚀刻法(chemical etch)
工艺流程:数据文件PCB→菲林制作→曝光→显影→蚀刻→钢片清洗→张网
特点:一次成型,速度较快点;价格便宜。
缺点:易形成沙漏形状(蚀刻不够)或开口尺寸变大(过度蚀刻);客观因素(经验、药剂、菲林)影响大,制作环节较多,累积误差较大,不适合fine pitch钢网制作法;制作过程有污染,不利于环保。
2、激光切割法(laser cutting)
工艺流程:菲林制作PCB→取坐标→数据文件→数据处理→激光切割→打磨→张网
特点:数据制作精度高,客观因素影响小;梯形开口利于脱模;可做精密切割;价格适中。
缺点:逐个切割,制作速度较慢。
3、电铸成型法(electroform)
工艺流程:基板上涂感光膜→曝光→显影→电铸镍→成型→钢片清洗→张网
特点:孔壁光滑,特别适合超细间距钢网制作法。
缺点:工艺较难控制,制作过程有污染,不利于环保;制作周期长且价格太高。
钢网的开口设计应考虑锡膏的脱模性,它由三个因素决定:
①开口的宽厚比/面积比;②开口侧壁的几何形状;③孔壁的光洁度。
三个因素中,后两个因素同钢网的制造技术决定的,前一个我们考虑的更多。
因为激光钢网很好的性价比,所以这里我们重点探讨激光钢网的开口设计。
首先,我们认识宽厚比和面积比:
宽厚比:开口宽与钢网厚度的比率。
面积比:开口面积与孔壁横截面积的比率,如下图示:
一般地说,要获得好的脱模效果,宽厚比应大于1.5,面积比应大于0.66。

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主要有以下几个因素会影响到钢网的品质:
1、制作工艺
前面我们有探讨钢网的制作工艺,可以知道,最好的工艺应当是激光切割后做电抛光处理。化学蚀刻及电铸都存在做寿 菲林、曝光、显影等较易产生误差的工艺,而且电铸还受基板不平的影响。
2、使用的材料
包括网框、丝网、钢片、粘接胶等。网框必须能承受一定程序的接力且有很好地水平度;丝网最好用聚脂网,它能够长时间保持张力稳定;钢片最好用304号,且亚光的会比镜面的更加利于锡膏(胶剂)滚动;粘接胶必须强度足够且能耐一定的腐蚀。
3、开口设计
开口设计的好坏对钢网品质影响最大。前面探讨过,开口设计应考虑制作工艺,宽厚比、面积比、经验值等。
4、制作资料
制作资料的完整与否,也会影响到钢网品质。资料越全越好。同时,资料并存时应明确以哪个为准。还有,一般来讲以数据文件制作钢网可尽可能减少误差。
5、使用方法
正确地印刷方法能使钢网品质得到保持,反之,不正确地印刷方法如压力过大、印刷时钢网或PCB不水平等,均会使钢网受到损坏。
6、清洗
锡膏(胶剂)比较容易固化,若不及时清洗会堵塞钢网开口,下次印刷将产生困难。因此,钢网由机器上取下后或者在印刷机上1小时不印刷锡膏应及时清洗干净。
7、储存
钢网应用特定的储存场所,不能随意乱放,这样可以避免钢网受到意外伤害。同时,钢网不要叠放在一起,这样即不好拿又可能把网框压弯。

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