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鋼網(wǎng)(SMT模板)簡介

2022年11月16日 17:34:04      來源:北京仝志偉業(yè)科技有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:23

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  鋼網(wǎng)(SMT模板)簡介

  鋼網(wǎng)簡介

  鋼網(wǎng)(stencils)也就是SMT模板(SMT Stencil):它是一種SMT專用模具;其主要功能是幫助錫膏的沉積;目的是將準確數(shù)量的錫膏轉(zhuǎn)移到空PCB上準確位置。

  SMT工藝的發(fā)展,SMT鋼網(wǎng)(SMT模板)還被應用于膠劑工藝。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的演變

  鋼網(wǎng)最初是由絲網(wǎng)制成的,因此那時叫網(wǎng)板(mask)。開始是尼龍(聚脂)網(wǎng),后來由于耐用性的關系,就有鐵絲網(wǎng)、銅絲網(wǎng)的出現(xiàn),最后是不銹鋼絲網(wǎng)。但不論是什么材質(zhì)的絲網(wǎng),均有成型不好、精度不高的缺點。

  隨著SMT的發(fā)展,對網(wǎng)板要求的增高,鋼網(wǎng)就隨之產(chǎn)生。受材料成本及制作的難易程序影響,最初的鋼網(wǎng)是由鐵/銅板制成的,但也是因為易銹蝕,不銹鋼鋼網(wǎng)就取代了它們,也就是現(xiàn)在的鋼網(wǎng)(SMT Stencil)。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)分類

  按SMT鋼網(wǎng)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。

  激光鋼網(wǎng)制作所需的資料

  制作激光鋼網(wǎng)需要以下資料:

  1、PCB  2、菲林  3、數(shù)據(jù)文件

  資料必須:

  PCB:版次正確,無變形、損壞、斷裂;

  菲林:是SMD層及絲印層,注明正反面,確保未受冷受熱,無折痕;

  數(shù)據(jù)文件:偉創(chuàng)新鋼網(wǎng)(SMT模板)加工集團可接受多種CAD數(shù)據(jù)格式:GERBER、 HPGL、*.JOB、*.PCB、*.GWK、*.CWK、*.PWK、*.DXF、*.PDF;以及下列軟件設計的數(shù)據(jù):PAD2000、 POWERPCB、GCCAM4。14、PROTEL、AUTOCADR14(2000) 、CLIENT98、CAW350W、V2001。

  數(shù)據(jù)過大時應壓縮后傳送,可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何壓縮格式;

  數(shù)據(jù)須含SMT solder paste layer(含有Fiducial Mark數(shù)據(jù)和PCB外形數(shù)據(jù)),還須含有字符層數(shù)據(jù),以便檢查數(shù)據(jù)的正反面、元件類別等。

  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(shù)據(jù)格式;它是將PCB信息轉(zhuǎn)化成多種光繪機能識別的電子數(shù)據(jù),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(jié)構(gòu),GERBER格式正式學名叫“RS274格式”。它已成為PCB行業(yè)的標準格式文件。

  GERBER文件結(jié)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。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的制作工藝

  鋼網(wǎng)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(shù)據(jù)文件PCB→菲林制作→曝光→顯影→蝕刻→鋼片清洗→張網(wǎng)

  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(jīng)驗、藥劑、菲林)影響大,制作環(huán)節(jié)較多,累積誤差較大,不適合fine pitch鋼網(wǎng)制作法;制作過程有污染,不利于環(huán)保。

  2、激光切割法(laser cutting)

  工藝流程:菲林制作PCB→取坐標→數(shù)據(jù)文件→數(shù)據(jù)處理→激光切割→打磨→張網(wǎng)

  特點:數(shù)據(jù)制作精度高,客觀因素影響小;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(wǎng)

  特點:孔壁光滑,特別適合超細間距鋼網(wǎng)制作法;

  缺點:工藝較難控制,制作過程有污染,不利于環(huán)保;制作周期長且價格太高。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的開口設計

  鋼網(wǎng)的開口設計應考慮錫膏的脫模性,它由三個因素決定:

 ?、匍_口的寬厚比/面積比;②開口側(cè)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(wǎng)的制造技術決定的,前一個我們考慮的更多。

  因為激光鋼網(wǎng)很好的性價比,所以這里我們重點探討激光鋼網(wǎng)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(wǎng)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。

  什么時候考慮寬厚比,什么時候考慮面積比呢?通常,如果開口長度沒有達到寬度的5倍時,應考慮用面積比來預測錫膏的脫模,其它情況考慮寬厚比。

  以下是一些元件的開口范例:

  當然,對鋼網(wǎng)進行開口設計時,不能一味地追求寬厚比或面積比而忽略了其它工藝問題,如連錫,多錫等;

  另外,對于0603(1608)以上的片狀元件,我們應該更多地去考慮怎樣防錫珠。

  以上主要講了錫膏工藝鋼網(wǎng)的開口設計,下面我們來簡單介紹一下膠水工藝鋼網(wǎng)(SMT模板)的開口設計:

  膠水因其特性的緣故,開口設計經(jīng)驗值很重要。

  印膠鋼網(wǎng)開口一般開成長條形或圓孔;非MARK點定位時應開兩個定位孔。

  備注:1、長條形的寬度W應為:0.3mm≤W≤2.0mm

  2、圓孔的直徑為:

  3、印膠鋼網(wǎng)的厚度一般選擇0.15 mm~0.2mm

  鋼網(wǎng)(SMT模板)開口設計小技巧:

  1、細間距IC/QFP,為防止應力集中,兩頭圓角;開方形孔的BGA及0402、0201件也一樣子。

  2、片狀元件的防錫珠開法選擇內(nèi)凹開法,這樣可以有效地預防元件墓碑。

  3、鋼網(wǎng)設計時,開口寬度應至少保證4顆錫球能順暢通過。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的后處理

  蝕刻及電鑄鋼網(wǎng)一般不做后處理,這里講的鋼網(wǎng)后處理主要針對激光鋼網(wǎng)而言。

  因激光切割后會產(chǎn)生金屬熔渣附著于也壁及開口處,所以一般要進行表面打磨;當然,打磨也不僅僅是除去熔渣(毛刺),它同時也是對鋼片表面進行粗化處理,增加表面摩擦力,以利錫膏滾動,達到良好的下錫效果;

  有必要地話,還可以選擇“電拋光”,對除熔渣(毛刺)改善孔壁。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的清洗

  SMT鋼網(wǎng)在使用前、中、后、都要進行清洗(一般都是用SMT鋼網(wǎng)清洗機清洗):

  在使用前應抹拭;

  在使用過程中也要定期擦拭鋼網(wǎng)底部,以保持鋼網(wǎng)脫模順暢;

  使用后更要及時清洗鋼網(wǎng),以便下次還能得到同樣好的脫模效果。

  鋼網(wǎng)清洗方式一般有擦拭和超聲波清洗:

  擦拭

  用預先浸泡了清潔劑的不起毛抹布(或?qū)S娩摼W(wǎng)擦拭紙)去擦拭鋼網(wǎng),以清除固化的錫膏或膠劑。

  特點是方便、不受時間限制、成本低;

  缺點是能不地清浩鋼網(wǎng),尤其是密間距鋼網(wǎng)。

  另外,有些印刷機帶有自動擦拭功能,可設定印了幾次后自動擦拭鋼網(wǎng)底部。這個過程也是用專用的鋼網(wǎng)擦拭紙,而且動作前機器會先噴射清潔劑在紙上。

  超聲波清洗

  超聲波清洗主要有浸泡式和噴霧式兩種,還有一些廠家用一種半自動式的超聲波清洗機清洗鋼網(wǎng);

  清洗劑的選擇

  理想的鋼網(wǎng)清洗劑必須是實用的、有效的、以及對人和環(huán)境都安全的,同時它還必須能夠很好地清除鋼網(wǎng)上的錫膏(膠劑)?,F(xiàn)在有專門的鋼網(wǎng)清洗劑,但它可能會鋼網(wǎng)洗脫,使用時應慎重。若無特別要求,可用酒精或去離子水代替鋼網(wǎng)專用清潔劑。

  鋼網(wǎng)(SMT模板)的使用

  SMT鋼網(wǎng)是一個“嬌氣”的精密模具,因此,使用時應注意:

  1、輕拿輕放;

  2、使用前應先清洗(抹拭)鋼網(wǎng),以去除運輸過程攜帶的污物;

  3、錫膏或紅膠要攪拌均勻,以免堵塞開孔明;

  4、印刷壓力調(diào)到:以刮刀剛好能刮盡鋼網(wǎng)上的錫膏(紅膠)時的壓力;

  5、印刷時使用貼板印刷;

  6、刮刀行程走完后,可能地話,停2~3秒再脫模,且脫模速度不宜過快;

  7、不可用硬物或鋒利的刀具撞擊鋼網(wǎng);

  8、鋼網(wǎng)用完后應及時清洗干凈,并回包裝箱,置于專用儲藏架上。

  影響鋼網(wǎng)(SMT模板)品質(zhì)的因素

  主要有以下幾個因素會影響到鋼網(wǎng)的品質(zhì):

  1、制作工藝

  前面我們有探討鋼網(wǎng)的制作工藝,可以知道,工藝應當是激光切割后做電拋光處理?;瘜W蝕刻及電鑄都存在做壽 菲林、曝光、顯影等較易產(chǎn)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(wǎng)框、絲網(wǎng)、鋼片、粘接膠等。網(wǎng)框必須能承受一定程序的接力且有很好地水平度;絲網(wǎng)用聚脂網(wǎng),它能夠長時間保持張力穩(wěn)定;鋼片用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(wǎng)品質(zhì)影響。前面探討過,開口設計應考慮制作工藝,寬厚比、面積比、經(jīng)驗值等。

  4、制作資料

  制作資料的完整與否,也會影響到鋼網(wǎng)品質(zhì)。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(shù)據(jù)文件制作鋼網(wǎng)可盡可能減少誤差。

  5、使用方法

  正確地印刷方法能使鋼網(wǎng)品質(zhì)得到保持,反之,不正確地印刷方法如壓力過大、印刷時鋼網(wǎng)或PCB不水平等,均會使鋼網(wǎng)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(wǎng)開口,下次印刷將產(chǎn)生困難。因此,鋼網(wǎng)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(wǎng)應用特定的儲存場所,不能隨意亂放,這樣可以避免鋼網(wǎng)受到意外傷害。同時,鋼網(wǎng)不要疊放在一起,這樣即不好拿又可能把網(wǎng)框壓彎。

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