SMT钢网制作工艺及材料的选择

SMT钢网是什么有什么作用呢?

　　钢网(stencils)，也就是SMT模板(SMT Stencil)，是一种SMT专用模具。其主要功能是帮助锡膏的沉积;目的是将准确数量的锡膏转移到空PCB上的准确位置。

钢网

　　一、 模板材料

　　1、网框

　　网框分活动网和固定网框，活动网框直接将钢片安装在框架上一个网框可以反复使用。固定网框是用胶水将丝网纱粘覆在网框上，后者又通过胶水固定。固定网框较易获得均匀的钢片张力，张力大小一般为35~48N/cm2。(正常固定网框的允许张力为35牛顿—42牛顿。嘉立创公司采用固定网框，张力正常为40牛顿。)

　　2、网纱

　　网纱用于固定钢片和网框，可分为不锈钢丝网和高分子聚脂网。不锈钢丝网常用100目左右，可提供较稳定足够的张力。只是使用时间过长后，不锈钢丝网易变形失去张力。聚脂网网蝇有机物是常采用100目，它不易变形。使用寿命长久。

　　3、薄片

　　即用来开孔的铜片、不锈钢片、镍合金、聚脂物等。嘉立创科技的模板统一采用美国优质304不锈钢片，该钢片以其优异的机械性能大大提高模板的使用寿命。

　　4、胶水

　　用来粘贴网框和钢片的胶水在模板中作用较大。

　　二、蚀刻模板

　　金属模板和柔性金属模板是使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨为蚀刻的。在这个过程中，蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行而且在横向也有。这叫做底切，开孔比希望的略大。因为50/50从两面进行蚀刻，其结果是几乎直线的孔壁，在中间有微微沙漏形的收窄。

　　因为电蚀刻模板孔壁可能不平滑。电抛光，即后工序孔壁处理一个微蚀刻工艺，是达到平滑孔壁的一个方法。另一个达到较平滑孔壁的方法是镀镍层。抛光后光滑的表面对锡膏的释放是好的，但可能引起锡膏越过模板表面而不在刮刀前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔壁，而不是对整个模板表面进行处理。镀镍进一步改善平滑度和印刷性能。

　　三、激光切割模板

　　激光切割是一种减去工艺，但它没有底切问题。模板直接从Gerber数据制作，因此开孔精度得到改善。数据可按需要调整以改变尺寸，更好的过程控制也会改善开孔精度。激光切割模板的孔壁的垂直。 激光切割的模板会产生粗糙的边缘。因为在切割期间汽化的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过电抛光后处理。激光切割的模板，如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀，就不能制成台阶式多级模板。

　　四、电抛光模板

　　抛光是一种电解后处理工艺，“抛光”孔壁，结果表面摩擦力减少锡膏释放良好和空洞减少。它也可大大减少模板底面的清洁。电抛光是通过将金属箔接到电极上并把它浸入酸液中反应来达到的。电流使腐蚀剂首先侵蚀孔的较粗糙表面，至孔壁的作用大于对金属铂顶面和底面的作用，结果得到“抛光”的效果。然后，在腐蚀剂对顶面和底面作用之前，将金属铂移走。这样孔壁表面被抛光。因此锡膏将被刮刀有效地在模板表面上滚动(而不是推动并填满孔洞。

　　五、电铸成型模板

　　制作模板的第三种工艺是一种加成工艺，最普遍地叫电铸成型。在这个工艺，镍沉积在铜质的阴极心上形成开孔。一种光敏干肖片叠层在铜箔上，大约0.25厚度，胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后在铜质心上产生阴极图案。只有模板开孔处保持用光刻胶覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板在达到所希望的模板厚度后，把光刻胶从开孔除掉，电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开。 电铸成形具有独特的密封特性，减少锡桥对模板底面的清洁的需要。该工艺提供近乎完美的定位，没有几何形状的限制，具有内在梯形的光滑孔壁和低表面摩擦力，以便于锡膏释放。 其过程如下：通过在一个要形成开孔的基板(或蕊模)上显影光刻胶，然后逐个原子、逐层地在光刻胶周围电镀出模板。镍原子被光刻胶偏转，产生一个梯形结构。然后，当模板从基板取下，顶面变成接触面产生密封效果。可选择0.001-0.012//范围的连续的镍厚度。该工艺适合超密间距。例如0.008-0.16或者其它应用。它可达到1：1的纵横比。

　　六、电铸模板特性

　　1、采用镍质材料模板表面粘力较小利于焊膏脱模。

　　2、模板表面及锥形孔壁便于控制以利于焊球滚动及脱模。

　　3、极高的位置精度和极底的开孔误差特别适合于超细间距焊盘。

　　4、孔壁光滑无需毛刺后工艺工序处理。

　　5、比不锈钢板硬度增加30%使用寿命可达50万次以上。

　　6、电铸板没有锡球极大地降低了网板清洗的时间和次数。

　　7、镍质硬度>500VH。

　　8、最小开孔尺寸1mil。

　　9、开孔尺寸公差±0.1mil。

　　10、开孔位置核差±0.1mil。

　　七、模板的清洗

　　模板清洁已经在表面贴装和通孔技术中扮演越来越重要的角色。密间距与超密间距的零件，与其它先进封装一起，都给模板清洁带来新的重要要求。为了在印刷密间距过程中达以持续的高品质和精度的可再生水平，模板上一定不能有锡膏残留物。

　　八、清洗剂要求 清洗剂必须是实用、有效、并且对工人的作业环境都是安全的。它们必须能够清除在误印装配A-和B0两面上的各种锡膏和助焊剂残留、未固化的胶等其它杂质。模板过框必须可以适合于清洗条件如温度、时间、机械能量和清洁化学品等。边框由酯纤维组成它是通过环氧树脂层压到框架上。超过130 ℃ 的温度会引起树脂层软化导致模板缺陷。另外如果以受长时间的高温清洗过程铝框架、不锈钢片的聚酯纤维之间的温度膨胀系数可能使密间距开孔变形。

　　九、模板下的擦拭

　　有效的浴剂是可能溶解锡膏中的助焊剂和粘合剂并具有高于110 ℃ 闪点的溶剂。溶剂棒在整个纸宽上施加一定量的溶剂，重要的是纸与溶剂的特性要匹配，以减少纸上溶剂的吸收和溶剂的消耗。一旦施加溶剂之后，真空系统帮助从模板的开孔中去掉残留锡膏。 擦拭频率一般由以下各因素所决定：包括模板类型、锡膏、PCB基板的共面性和印刷机设定。密间距、高密度模板在大多数电抛光后提供滑的表面，但要求底部擦拭维持高合格率。 模板清洁度对于植球工艺较关键。含有小颗粒的粘性锡膏和微小的模板开孔一起可以降低挤压锡膏的转移率。在一次的印刷行程之后，模板开孔内层可能积聚很多锡膏残留，这些可能很快干燥并污染下面印刷行程的锡膏沉淀。

　　由于这个原因，在每次印刷之间推荐作彻底的模板清洁。建议使用不起毛边的布和溶剂擦拭模板底部。

　　十、模板清洗常见方式

　　不起毛抹布可用预先浸泡的不起毛抹布和清洁溶剂来清除大多数的污点。抹布相对容易地、迅速地去掉未固化的锡膏和胶剂。其优点是低成本、溶剂定量应用、以便于回收利用。 随着引脚间距变得更密，印刷品质须要求。不起毛预浸泡的抹布不能持续的从密间距孔中清除锡膏或胶剂。如果锡膏在重新使用模板之前干燥填入开孔内，将造成板的定位不好。

　　浸泡。超声波搅动和水清洁剂一起，对清洁超细间距模板和失调的模板比较可行。冲击能量必须使用清洁溶剂有效地将污垢从开孔的密间距模板的蚀刻区清除。水溶清洁剂可以在低浓度和低温下使用防止模板脱层和膨胀。

　　气喷雾模板清洗系统是设计用于溶剂、半水性和全水性化学清洗剂。这些系统通常使用一个单一的容器进行洗涤和冲刷。用一个旋转的棒对模板或装配表面的进行喷雾冲击。空气喷雾系统通过子系统肩负起锡球过滤以防止再沉淀。

　　化学清洗剂的选择，例如VOC 清洗剂，该技术使用无机增洁剂强化后的清洗剂。建议使用的3-10%的浓度，这些清洗剂对大多数未固化的锡膏都有效。这种清洗剂技术湿润了锡膏、将树脂粘合剂溶解到清洁溶剂内，使锡球从表面去除。这些溶剂可以在25℃室温范围内工作。

　　印刷密间距和超密间距的模板要求在工艺过程中清洁模板底面以防止少量的锡膏干燥和在开孔周围积累残留物。使用不起毛的纸卷与专门设计的溶剂一起可以清除这些残留物。