SMT鋼網(wǎng)制作工藝及材料的選擇？
鋼網(wǎng)(stencils)，也就是smt模板(smt Stencil)，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(zhǔn)確數(shù)量的錫膏轉(zhuǎn)移到空PCB上的準(zhǔn)確位置。
一、 模板材料
1、網(wǎng)框
網(wǎng)框分活動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)框，活動(dòng)網(wǎng)框直接將鋼片安裝在框架上一個(gè)網(wǎng)框可以反復(fù)使用。固定網(wǎng)框是用膠水將絲網(wǎng)紗粘覆在網(wǎng)框上，后者又通過(guò)膠水固定。固定網(wǎng)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(wǎng)框的允許張力為35牛頓—42牛頓。嘉立創(chuàng)公司采用固定網(wǎng)框，張力正常為40牛頓。)
2、網(wǎng)紗
網(wǎng)紗用于固定鋼片和網(wǎng)框，可分為不銹鋼絲網(wǎng)和高分子聚脂網(wǎng)。不銹鋼絲網(wǎng)常用100目左右，可提供較穩(wěn)定足夠的張力。只是使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后，不銹鋼絲網(wǎng)易變形失去張力。聚脂網(wǎng)網(wǎng)蠅有機(jī)物是常采用100目，它不易變形。使用壽命長(zhǎng)久。
3、薄片
即用來(lái)開(kāi)孔的銅片、不銹鋼片、鎳合金、聚脂物等。嘉立創(chuàng)科技的模板統(tǒng)一采用美國(guó)優(yōu)質(zhì)304不銹鋼片，該鋼片以其優(yōu)異的機(jī)械性能大大提高模板的使用壽命。
4、膠水
用來(lái)粘貼網(wǎng)框和鋼片的膠水在模板中作用較大。
二、蝕刻模板
金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個(gè)陽(yáng)性圖形通過(guò)從兩面的化學(xué)研磨為蝕刻的。在這個(gè)過(guò)程中，蝕刻不僅在所希望的垂直方向進(jìn)行而且在橫向也有。這叫做底切，開(kāi)孔比希望的略大。因?yàn)?0/50從兩面進(jìn)行蝕刻，其結(jié)果是幾乎直線的孔壁，在中間有微微沙漏形的收窄。
因?yàn)殡娢g刻模板孔壁可能不平滑。電拋光，即后工序孔壁處理一個(gè)微蝕刻工藝，是達(dá)到平滑孔壁的一個(gè)方法。另一個(gè)達(dá)到較平滑孔壁的方法是鍍鎳層。拋光后光滑的表面對(duì)錫膏的釋放是好的，但可能引起錫膏越過(guò)模板表面而不在刮刀前滾動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)選擇性地拋光孔壁，而不是對(duì)整個(gè)模板表面進(jìn)行處理。鍍鎳進(jìn)一步改善平滑度和印刷性能。
三、激光切割模板
激光切割是一種減去工藝，但它沒(méi)有底切問(wèn)題。模板直接從Gerber數(shù)據(jù)制作，因此開(kāi)孔精度得到改善。數(shù)據(jù)可按需要調(diào)整以改變尺寸，更好的過(guò)程控制也會(huì)改善開(kāi)孔精度。激光切割模板的孔壁的垂直。 激光切割的模板會(huì)產(chǎn)生粗糙的邊緣。因?yàn)樵谇懈钇陂g汽化的金屬變成金屬渣。這可能引起錫膏阻塞。更平滑的孔壁可通過(guò)電拋光后處理。激光切割的模板，如果沒(méi)有預(yù)先對(duì)需要較薄的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)腐蝕，就不能制成臺(tái)階式多級(jí)模板。
四、電拋光模板
拋光是一種電解后處理工藝，“拋光”孔壁，結(jié)果表面摩擦力減少錫膏釋放良好和空洞減少。它也可大大減少模板底面的清潔。電拋光是通過(guò)將金屬箔接到電極上并把它浸入酸液中反應(yīng)來(lái)達(dá)到的。電流使腐蝕劑首先侵蝕孔的較粗糙表面，至孔壁的作用大于對(duì)金屬鉑頂面和底面的作用，結(jié)果得到“拋光”的效果。然后，在腐蝕劑對(duì)頂面和底面作用之前，將金屬鉑移走。這樣孔壁表面被拋光。因此錫膏將被刮刀有效地在模板表面上滾動(dòng)(而不是推動(dòng)并填滿孔洞。
五、電鑄成型模板
制作模板的第三種工藝是一種加成工藝，最普遍地叫電鑄成型。在這個(gè)工藝，鎳沉積在銅質(zhì)的陰極心上形成開(kāi)孔。一種光敏干肖片疊層在銅箔上，大約0.25厚度，膠片用紫外光通過(guò)有模板圖案的遮光膜進(jìn)行聚合。經(jīng)過(guò)顯影后在銅質(zhì)心上產(chǎn)生陰極圖案。只有模板開(kāi)孔處保持用光刻膠覆蓋。然后在光刻膠的周圍通過(guò)鍍鎳形成了模板在達(dá)到所希望的模板厚度后，把光刻膠從開(kāi)孔除掉，電鑄成型的鎳箔通過(guò)彎曲從銅心上分開(kāi)。 電鑄成形具有獨(dú)特的密封特性，減少錫橋?qū)δ０宓酌娴那鍧嵉男枰Ｔ摴に囂峁┙跬昝赖亩ㄎ?，沒(méi)有幾何形狀的限制，具有內(nèi)在梯形的光滑孔壁和低表面摩擦力，以便于錫膏釋放。 其過(guò)程如下：通過(guò)在一個(gè)要形成開(kāi)孔的基板(或蕊模)上顯影光刻膠，然后逐個(gè)原子、逐層地在光刻膠周圍電鍍出模板。鎳原子被光刻膠偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)梯形結(jié)構(gòu)。然后，當(dāng)模板從基板取下，頂面變成接觸面產(chǎn)生密封效果?？蛇x擇0.001-0.012//范圍的連續(xù)的鎳厚度。該工藝適合超密間距。例如0.008-0.16或者其它應(yīng)用。它可達(dá)到1：1的縱橫比。
六、電鑄模板特性
1、采用鎳質(zhì)材料模板表面粘力較小利于焊膏脫模。
2、模板表面及錐形孔壁便于控制以利于焊球滾動(dòng)及脫模。
3、極高的位置精度和極底的開(kāi)孔誤差特別適合于超細(xì)間距焊盤。
4、孔壁光滑無(wú)需毛刺后工藝工序處理。
5、比不銹鋼板硬度增加30%使用壽命可達(dá)50萬(wàn)次以上。
6、電鑄板沒(méi)有錫球極大地降低了網(wǎng)板清洗的時(shí)間和次數(shù)。
7、鎳質(zhì)硬度>500VH。
8、最小開(kāi)孔尺寸1mil。
9、開(kāi)孔尺寸公差±0.1mil。
10、開(kāi)孔位置核差±0.1mil。
七、模板的清洗
模板清潔已經(jīng)在表面貼裝和通孔技術(shù)中扮演越來(lái)越重要的角色。密間距與超密間距的零件，與其它先進(jìn)封裝一起，都給模板清潔帶來(lái)新的重要要求。為了在印刷密間距過(guò)程中達(dá)以持續(xù)的高品質(zhì)和精度的可再生水平，模板上一定不能有錫膏殘留物。
八、清洗劑要求 清洗劑必須是實(shí)用、有效、并且對(duì)工人的作業(yè)環(huán)境都是安全的。它們必須能夠清除在誤印裝配A-和B0兩面上的各種錫膏和助焊劑殘留、未固化的膠等其它雜質(zhì)。模板過(guò)框必須可以適合于清洗條件如溫度、時(shí)間、機(jī)械能量和清潔化學(xué)品等。邊框由酯纖維組成它是通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂層壓到框架上。超過(guò)130 ℃ 的溫度會(huì)引起樹(shù)脂層軟化導(dǎo)致模板缺陷。另外如果以受長(zhǎng)時(shí)間的高溫清洗過(guò)程鋁框架、不銹鋼片的聚酯纖維之間的溫度膨脹系數(shù)可能使密間距開(kāi)孔變形。
九、模板下的擦拭
有效的浴劑是可能溶解錫膏中的助焊劑和粘合劑并具有高于110 ℃ 閃點(diǎn)的溶劑。溶劑棒在整個(gè)紙寬上施加一定量的溶劑，重要的是紙與溶劑的特性要匹配，以減少紙上溶劑的吸收和溶劑的消耗。一旦施加溶劑之后，真空系統(tǒng)幫助從模板的開(kāi)孔中去掉殘留錫膏。 擦拭頻率一般由以下各因素所決定：包括模板類型、錫膏、PCB基板的共面性和印刷機(jī)設(shè)定。密間距、高密度模板在大多數(shù)電拋光后提供滑的表面，但要求底部擦拭維持高合格率。 模板清潔度對(duì)于植球工藝較關(guān)鍵。含有小顆粒的粘性錫膏和微小的模板開(kāi)孔一起可以降低擠壓錫膏的轉(zhuǎn)移率。在一次的印刷行程之后，模板開(kāi)孔內(nèi)層可能積聚很多錫膏殘留，這些可能很快干燥并污染下面印刷行程的錫膏沉淀。
由于這個(gè)原因，在每次印刷之間推薦作徹底的模板清潔。建議使用不起毛邊的布和溶劑擦拭模板底部。
十、模板清洗常見(jiàn)方式
不起毛抹布可用預(yù)先浸泡的不起毛抹布和清潔溶劑來(lái)清除大多數(shù)的污點(diǎn)。抹布相對(duì)容易地、迅速地去掉未固化的錫膏和膠劑。其優(yōu)點(diǎn)是低成本、溶劑定量應(yīng)用、以便于回收利用。 隨著引腳間距變得更密，印刷品質(zhì)須要求。不起毛預(yù)浸泡的抹布不能持續(xù)的從密間距孔中清除錫膏或膠劑。如果錫膏在重新使用模板之前干燥填入開(kāi)孔內(nèi)，將造成板的定位不好。
浸泡。超聲波攪動(dòng)和水清潔劑一起，對(duì)清潔超細(xì)間距模板和失調(diào)的模板比較可行。沖擊能量必須使用清潔溶劑有效地將污垢從開(kāi)孔的密間距模板的蝕刻區(qū)清除。水溶清潔劑可以在低濃度和低溫下使用防止模板脫層和膨脹。
氣噴霧模板清洗系統(tǒng)是設(shè)計(jì)用于溶劑、半水性和全水性化學(xué)清洗劑。這些系統(tǒng)通常使用一個(gè)單一的容器進(jìn)行洗滌和沖刷。用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的棒對(duì)模板或裝配表面的進(jìn)行噴霧沖擊。空氣噴霧系統(tǒng)通過(guò)子系統(tǒng)肩負(fù)起錫球過(guò)濾以防止再沉淀。
化學(xué)清洗劑的選擇，例如VOC 清洗劑，該技術(shù)使用無(wú)機(jī)增潔劑強(qiáng)化后的清洗劑。建議使用的3-10%的濃度，這些清洗劑對(duì)大多數(shù)未固化的錫膏都有效。這種清洗劑技術(shù)濕潤(rùn)了錫膏、將樹(shù)脂粘合劑溶解到清潔溶劑內(nèi)，使錫球從表面去除。這些溶劑可以在25℃室溫范圍內(nèi)工作。
印刷密間距和超密間距的模板要求在工藝過(guò)程中清潔模板底面以防止少量的錫膏干燥和在開(kāi)孔周圍積累殘留物。使用不起毛的紙卷與專門設(shè)計(jì)的溶劑一起可以清除這些殘留物。