鋼網(SMT模板)簡介

　　鋼網簡介

　　鋼網(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;目的是將準確數量的錫膏轉移到空PCB上準確位置。

　　SMT工藝的發展，SMT鋼網(SMT模板)還被應用于膠劑工藝。

　　鋼網(SMT模板)的演變

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

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

　　鋼網(SMT模板)分類

　　按SMT鋼網的制作工藝可分為：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。

　　激光鋼網制作所需的資料

　　制作激光鋼網需要以下資料：

　　1、PCB　　2、菲林　　3、數據文件

　　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;

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

　　數據過大時應壓縮后傳送，可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何壓縮格式;

　　數據須含SMT solder paste layer(含有Fiducial Mark數據和PCB外形數據)，還須含有字符層數據，以便檢查數據的正反面、元件類別等。

　　下面我們重點講一下GERBER文件;

　　GERBER文件是美國GERBER公司提出的一種數據格式;它是將PCB信息轉化成多種光繪機能識別的電子數據，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構，GERBER格式正式學名叫“RS274格式”。它已成為PCB行業的標準格式文件。

　　GERBER文件結合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(SMT模板)的制作工藝

　　鋼網的制作工藝有：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(laser cutting)

　　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

　　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(SMT模板)的開口設計

　　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。

　　三個因素中，后兩個因素同鋼網的制造技術決定的，前一個我們考慮的更多。

　　因為激光鋼網很好的性價比，所以這里我們重點探討激光鋼網的開口設計。

　　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的開口設計，下面我們來簡單介紹一下膠水工藝鋼網(SMT模板)的開口設計：

　　膠水因其特性的緣故，開口設計經驗值很重要。

　　印膠鋼網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、印膠鋼網的厚度一般選擇0.15 mm～0.2mm

　　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0402、0201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(SMT模板)的后處理

　　蝕刻及電鑄鋼網一般不做后處理，這里講的鋼網后處理主要針對激光鋼網而言。

　　因激光切割后會產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”，對完全除熔渣(毛刺)改善孔壁。

　　鋼網(SMT模板)的清洗

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

　　在使用前應抹拭;

　　在使用過程中也要定期擦拭鋼網底部，以保持鋼網脫模順暢;

　　使用后更要及時清洗鋼網，以便下次還能得到同樣好的脫模效果。

　　鋼網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(或專用鋼網擦拭紙)去擦拭鋼網，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;

　　缺點是能不徹底地清浩鋼網，尤其是密間距鋼網。

　　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底部。這個過程也是用專用的鋼網擦拭紙，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;

　　清洗劑的選擇

　　理想的鋼網清洗劑必須是實用的、有效的、以及對人和環境都安全的，同時它還必須能夠很好地清除鋼網上的錫膏(膠劑)。現在有專門的鋼網清洗劑，但它可能會鋼網洗脫，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專用清潔劑。

　　鋼網(SMT模板)的使用

　　SMT鋼網是一個“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，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、印刷壓力調到最佳：以刮刀剛好能刮盡鋼網上的錫膏(紅膠)時的壓力最好;

　　5、印刷時最好使用貼板印刷;

　　6、刮刀行程走完后，可能地話，最好停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;

　　8、鋼網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(SMT模板)品質的因素

　　主要有以下幾個因素會影響到鋼網的品質：

　　1、制作工藝

　　前面我們有探討鋼網的制作工藝，可以知道，最好的工藝應當是激光切割后做電拋光處理。化學蝕刻及電鑄都存在做壽 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。

　　2、使用的材料

　　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;絲網最好用聚脂網，它能夠長時間保持張力穩定;鋼片最好用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品質影響最大。前面探討過，開口設計應考慮制作工藝，寬厚比、面積比、經驗值等。

　　4、制作資料

　　制作資料的完整與否，也會影響到鋼網品質。資料越全越好。同時，資料并存時應明確以哪個為準。還有，一般來講以數據文件制作鋼網可盡可能減少誤差。

　　5、使用方法

　　正確地印刷方法能使鋼網品質得到保持，反之，不正確地印刷方法如壓力過大、印刷時鋼網或PCB不水平等，均會使鋼網受到損壞。

　　6、清洗

　　錫膏(膠劑)比較容易固化，若不及時清洗會堵塞鋼網開口，下次印刷將產生困難。因此，鋼網由機器上取下后或者在印刷機上1小時不印刷錫膏應及時清洗干凈。

　　7、儲存

　　鋼網應用特定的儲存場所，不能隨意亂放，這樣可以避免鋼網受到意外傷害。同時，鋼網不要疊放在一起，這樣即不好拿又可能把網框壓彎。