什么是SMT鋼網,鋼網制作方法及鋼網價格品質介

日期:2018-06-20 / 人氣: / 來源:www.roots-apetlon.com

什么是SMT鋼網

SMT鋼網又稱鋼板,它的主要功能是幫助錫膏的沉積,將準確數量的錫膏轉移到光板(barePCB)上準確的位置。鋼網由網框、絲網和鋼片組成。鋼片上有許多孔,這些孔的位置對應PCB上需要被印刷的位置。在使用時,將PCB放置于鋼網的下方,將錫膏通過鋼網上固定位置的小孔漏印到PCB上。錫膏阻塞在鋼網上越少,沉積在PCB上就越多。因此,當在印刷過程中出現不良情況時,應首先檢查鋼板的情況。SMT鋼網可分為激光模板,電拋光模板,電鑄模板,階梯模板,邦定模板,鍍鎳模板和蝕刻模板七種類型。SMT鋼網制作工藝有化學蝕刻法、激光切割法和電鑄成型法三種方法。

SMT鋼網

SMT鋼網制作

鋼網制作材料

  1. 網框
  2. 網框分活動網和固定網框,活動網框直接將鋼片安裝在框架上,一個網框可以反復使用;固定網框是用膠水將絲網紗粘覆在網框上,后者又通過膠水固定。固定網框較易獲得均勻的鋼片張力,張力大小一般為35~48N/cm2。(正常固定網框的允許張力為35牛頓—42牛頓)
  3. 網紗
  4. 網紗用于固定鋼片和網框,可分為不銹鋼絲網和高分子聚脂網。不銹鋼絲網常用100目左右,可提供較穩定足夠的張力,只是使用時間過長后,不銹鋼絲網易變形失去張力;聚脂網網蠅有機物是常采用100目,它不易變形,使用壽命長久。
  5. 薄片
  6. 即用來開孔的銅片、不銹鋼片、鎳合金、聚脂物等。模板一般采用外國優質301/304不銹鋼片,外國鋼片以其優異的機械性能大大提高模板的使用壽命。
  7. 膠水
  8. 用來粘貼網框和鋼片的膠水在模板中作用較大,可針對不同客戶的使用情況,專門采用的膠水,此膠水可保持牢固的粘著力,并且可抵抗各種模板清洗劑的復雜清洗。

鋼網制作方法

方法 基材 優點 缺點 適用對象
化學蝕刻法 錫磷青銅 價格低廉,錫磷青銅易加工 1.窗口圖形不夠好
2.孔壁不光滑
3.模板尺寸不宜過大
0.65mm以上的QFP器件
激光法 不銹鋼、高分子聚酯板 1.尺寸精度高
2.窗口形狀好
3.孔壁較光潔
1.價格較高
2.孔壁有時會有毛刺,需化學拋光加工
0.5mmQFP,BGA等器件
電鑄法 1.尺寸精度高
2.窗口形狀好
3.孔壁較光滑
1.價格昂貴
2.制作周期長
0.3mmQFP,BGA,0201以下小元件等
  1. 化學蝕刻法
    • 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
    • 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
    • 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。

鋼網激光切割

鋼網工藝規范

  1. 開孔上下自然成梯形,上開孔通常比下開孔大1~5mil,有利于焊膏的釋放.
  2. 開孔尺寸誤差大約為0.3~0.5mil,定位精度小于0.12mil.
  3. 價格比化學蝕刻貴比電鑄成型便宜.
  4. 孔壁不如電鑄成型模板光滑.
  5. 通常制作模板厚度為0.12~0.3mm.
  6. 通常推薦用于元件pitch值為20mil或更小的印刷.

鋼網開口設計

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。

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。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。

對鋼網進行開口設計時,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。

鋼網(SMT模板)開口設計小技巧:

  1. 細間距IC/QFP,為防止應力集中,最好兩頭圓角;開方形孔的BGA及0400201件也一樣子。
  2. 片狀元件的防錫珠開法最好選擇內凹開法,這樣可以有效地預防元件墓碑。
  3. 鋼網設計時,開口寬度應至少保證4顆最大錫球能順暢通過。

鋼網的價格

由于制作的工藝不同、尺寸不同和區域不同,SMT鋼網的價格都會不一樣。

激光鋼網是SMT行業中最常用的模板,根據手工印刷和機器印刷的方式不一樣,SMT激光鋼網規格尺寸也會有不同:手工印刷常用規格:30*40 cm、37*47 cm、42*52 cm,半自動或全自動印刷常用規格:42*52 cm、45*55 cm、55*65 cm、58.4*58.4 cm、73.6*73.6 cm。

激光鋼網的價格是,37*47尺寸的一般在60—100不等,大尺寸的一般在200—400不等。對于擁有特殊精密工藝要求(比如開孔的角度、平整度以及開孔精度特殊要求的情況),需要在價格方面上浮50%~100%左右。

SMT貼片鋼網對于底板材料也有要求,而且開孔規范仍需要結合SMT貼片加工工藝而定,比如文件孔徑和鋼網孔徑按照1:1:0.8等不同的方式來決定,這個需要工藝工程師認真對PCB板的加工要求評估后決定。SMT貼片鋼網的制作對于整個焊接品質影響深遠,在成本不是浮高的情況下,可以擇優選擇品質更好的激光鋼網。

影響鋼網品質的因素

  1. 制作工藝
  2. 最好的工藝該屬于激光切割后做電拋光處理?;瘜W蝕刻還有電鑄都存在菲林、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。
  3. 材料的選用
  4. 鋼網的制造需要的材料包括網框、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;絲網最好要用聚脂網,因為它能夠長時間保持張力穩定;而鋼片最好應該用304號,并且亞光的會比鏡面的更加利于錫膏滾動。
  5. 開口的設計
  6. 鋼網開口設計的好壞對鋼網品質影響最大。開口設計必須考慮到制作工藝,寬厚比、面積比、經驗值等。
  7. 制作資料的完整
  8. 制作資料的完整性,數據文件制作的鋼網可盡可能減少誤差的產生。
  9. 印刷方法的使用
  10. 不正確地印刷方法比如壓力太大、印刷時鋼網或者PCB不水平等,都會讓鋼網受到不同程度的損壞。
  11. 清洗的方法
  12. 錫膏容易固化,若不及時清洗鋼網上的錫膏或者錫粉,就會堵塞鋼網開口,再次印刷就將產生困難以及誤差。因此,鋼網由機器上取下后或者在印刷機上1小時不印刷錫膏必須及時清洗干凈。
  13. 存放的條件
  14. 不同的材料都會有各異的存放環境。鋼網的存放也應用特定的儲存場所,不可以隨意亂放,這樣就可以避免鋼網受到意外傷害。鋼網隨意疊放可能把網框壓彎壓壞。

如何鑒別SMT鋼網的好壞

SMT鋼網對SMT后期的作業有著非常重要的影響,高精度電子元器件對SMT鋼網的質量要求較高,應該如何來鑒別SMT鋼網的好壞呢?

  1. 開口形狀
  2. 鋼網板的開口形狀有很多,通常為矩形、方形、圓形三種,其中矩形開口比方形和圓形開口具有更好的脫模效率,矩形開口又有垂直開口,喇叭口向上,喇叭口向下等類型,實際生產制造中鋼網板不應許出現喇叭口向上的開口形狀,因為喇叭口向上的開口形狀容易引起脫模。
  3. 開口尺寸
  4. 為了控制焊接過程中出現焊球或橋接等質量問題,鋼網板開口尺寸通常情況下比焊盤尺寸略小,特別是對于細間距器件來說,開口寬度應比相應焊盤寬度縮減15%-20%。
  5. 寬厚比
  6. 在印刷時,防止鋼網阻塞很重要,當設計鋼網開孔時,窗口長度小于寬度的5倍時,即L<5W時,考慮寬厚比,其他考慮面積比,寬厚比=鋼網寬度/鋼網厚度=W/H。對于有鉛印刷,為了使鋼網具有良好的漏印性,我們要求寬厚比>1.5;而在無鉛印刷時,由于無鉛焊膏比重較小,潤濕性差,因此開口要大些,寬厚比>1.7。
  7. 面積比
  8. 若窗口長度大于寬度5倍時,即L>5W時,考慮面積比,面積比=窗口面積/窗口孔壁面積=L*W/[2(L+W)H]。對于有鉛印刷,為了使鋼網具有良好的漏印性,我們要求面積比>0.66;而在無鉛印刷時,由于無鉛焊膏比重較小,潤濕性差,因此開口要大些,面積比>0.7。
  9. 材質與工藝
  10. 檢查鋼網的材料是否為無銹鋼制作的。檢查孔壁是否光滑、有無毛刺,重點檢查窄間距IC引腳開口的加工質量。

根據具體情況將鋼網進行操作一遍,查看鋼網是否符合要求,不過這會增加成本,一般是鋼網過密才采用這個方法。

如何選擇SMT貼片鋼網?

  1. 要求的最小間距和開孔尺寸.
  2. 模板的釋放焊膏性能.
  3. 降低和預防焊膏的橋連、短路或錫量不足.
  4. 加工材料的成本、成品率和周期.
  5. 模板材料的壽命和耐用性.
  6. 要求的焊膏的厚度.

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作者:電子產品加工


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