long8.cc龙8国际 >技术中心>PCB生产制造>PCB_SMT激光钢网影响品质的因素,你知道多少?

PCB_SMT激光钢网影响品质的因素,你知道多少?

2015年03月25日 18:33:46来源:long8.cc龙8国际 作者:Levi

PCB 钢网主要有以下几个因素会影响到PCB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钢网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PCB网框、丝网、钢片、粘接胶等。PCB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PCB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PCB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PCB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,PCB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,提供PCB钢网不要叠放在一起,这样即不好拿又可能把网框压弯。


钢网简介 :

钢网(stencils)也就是SMT模板(SMT Stencil):它是一种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。

SMT工艺的发展:SMT钢网(SMT模板)还被应用于胶剂工艺。[1] 2钢网演变 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)。 


钢网分类 

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。 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。 制作激光钢网需要以下资料:

1、PCB 

2、数据文件 资料必须: PCB:版次正确,无变形、损坏、断裂; 数据文件:伟创新钢网(SMT模板)加工集团可接受多种CAD数据格式:GERBER、HPGL、*.JOB、*.PCB、*.GWK、*.CWK、*.PWK、*.DXF、*.PDF;以及下列软件设计的数据:PAD2000、POWERPCB、GCCAM4。14、PROTEL、AUTOCADR14(2000) 、CLIENT98、CAW350W、V2001。 数据过大时应压缩后传送,可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何压缩格式; 数据须含SMT solder paste layer(含有Fiducial Mark数据和PCB外形数据),还须含有字符层数据,以便检查数据的正反面、元件类别等。 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。 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。


 制作工艺 

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 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。 5开口设计 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。 什么时候考虑宽厚比,什么时候考虑面积比呢?通常,如果开口长度没有达到宽度的5倍时,应考虑用面积比来预测锡膏的脱模,其它情况考虑宽厚比。 以下是一些元件的开口范例:


元件类型PITCH焊盘宽度焊盘长度开口宽度开口长度模板厚度宽厚比面积比
QFP0.635mm0.35mm1.50mm0.30-0.31mm1.45mm0.15-0.18mm1.7-2.10.69-0.85
QFP0.50mm0.254mm1.25mm0.22-0.24mm1.20mm0.12-0.15mm1.5-2.00.62-0.83
QFP0.43mm0.20mm1.25mm0.19-0.20mm1.20mm0.10-0.12mm1.6-2.00.68-0.85
QFP0.30mm0.18mm1.00mm0.15mm0.95mm0.07-0.10mm1.5-2.10.65-0.93
BGA∮1.27mm∮0.  8mm
∮0.  75mm
0.15-0.18mm
1.0-1.25
BGA∮1.0mm∮0.5mm
∮0.  48mm
0.12-0.15mm
0.80-1.0
uBGA∮0.8mm∮0.4mm
∮0.  40mm
0.12-0.15mm
0.67-0.83
uBGA∮0.8mm∮0.4mm
□0.  38mm□0.  38mm0.12-0.15mm
0.63-0.79
uBGA∮0.5mm∮0.25mm
□0.  28mm□0.  28mm0.08-0.10mm
0.70-0.86
402
0.5mm0.65mm0.48mm0.635mm0.10-0.12mm
1.4-1.37
201
0.25mm0.40mm0.235mm0.38mm0.08-0.10mm
0.73-0.91

当然,对钢网进行开口设计时,不能一味地追求宽厚比或面积比而忽略了其它工艺问题,如连锡,多锡等。 另外,对于0603(1608)以上的片状元件,我们应该更多地去考虑怎样防锡珠。 以上主要讲了锡膏工艺钢网的开口设计,下面我们来简单介绍一下胶水工艺钢网(SMT模板)的开口设计: 胶水因其特性的缘故,开口设计经验值很重要。 印胶钢网开口一般开成长条形或圆孔;非MARK点定位时应开两个定位孔。 备注:1、长条形的宽度W应为:0.3mm≤W≤2.0mm 2、圆孔的直径为:


元件

0603

0805

1206

3212

直径(d)mm

0.36

0.55

0.8

1.0


印胶钢网的厚度一般选择0.15 mm~0.2mm 钢网(SMT模板)开口设计小技巧:

 1、细间距IC/QFP,为防止应力集中,最好两头圆角;开方形孔的BGA及0402、0201件也一样子。 

2、片状元件的防锡珠开法最好选择内凹开法,这样可以有效地预防元件墓碑。 

3、钢网设计时,开口宽度应至少保证4颗最大锡球能顺畅通过。 

4、后处理 蚀刻及电铸钢网一般不做后处理,这里讲的钢网后处理主要针对激光钢网而言。 因激光切割后会产生金属熔渣附着于也壁及开口处,所以一般要进行表面打磨;当然,打磨也不仅仅是除去熔渣(毛刺),它同时也是对钢片表面进行粗化处理,增加表面摩擦力,以利锡膏滚动,达到良好的下锡效果。 有必要地话,还可以选择“电抛光”,对完全除熔渣(毛刺)改善孔壁。 

5、清洗 SMT钢网在使用前、中、后、都要进行清洗(一般都是用SMT钢网清洗机清洗): 在使用前应抹拭; 在使用过程中也要定期擦拭钢网底部,以保持钢网脱模顺畅; 使用后更要及时清洗钢网,以便下次还能得到同样好的脱模效果。 钢网清洗方式一般有擦拭和超声波清洗: 擦拭 用预先浸泡了清洁剂的不起毛抹布(或专用钢网擦拭纸)去擦拭钢网,以清除固化的锡膏或胶剂。 特点是方便、不受时间限制、成本低; 缺点是能不彻底地清浩钢网,尤其是密间距钢网。 另外,有些印刷机带有自动擦拭功能,可设定印了几次后自动擦拭钢网底部。这个过程也是用专用的钢网擦拭纸,而且动作前机器会先喷射清洁剂在纸上。 超声波清洗 超声波清洗主要有浸泡式和喷雾式两种,还有一些厂家用一种半自动式的超声波清洗机清洗钢网。 清洗剂的选择 理想的钢网清洗剂必须是实用的、有效的、以及对人和环境都安全的,同时它还必须能够很好地清除钢网上的锡膏(胶剂)。现在有专门的钢网清洗剂,但它可能会钢网洗脱,使用时应慎重。若无特别要求,可用酒精或去离子水代替钢网专用清洁剂。 


使用 SMT钢网是一个“娇气”的精密模具,因此,使用时应注意: 

1、轻拿轻放; 2、使用前应先清洗(抹拭)钢网,以去除运输过程携带的污物; 3、锡膏或红胶要搅拌均匀,以免堵塞开孔明; 4、印刷压力调到最佳:以刮刀刚好能刮尽钢网上的锡膏(红胶)时的压力最好 5、印刷时最好使用贴板印刷; 6、刮刀行程走完后,可能地话,最好停2~3秒再脱模,且脱模速度不宜过快; 7、不可用硬物或锋利的刀具撞击钢网; 8、钢网用完后应及时清洗干净,并回包装箱,置于专用储藏架上。 


品质影响 

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。


long8.cc龙8国际
电话客服

报价下单

0765-2468 3769

0765-2468 3739

售后服务

0755-23986801

0755-23986802

投诉

0765-2468 3759

工作时间:

9:00-20:00 (周一至周六)