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，但它沒有底切問(wèn)題。模板直接從Gerber數(shù)據(jù)制作，因此開孔精度得到改善。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，把光刻膠從開孔除掉，電鑄成型的鎳箔通過(guò)彎曲從銅心上分開。 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?。該工藝提供近乎完美的定位，沒有幾何形狀的限制，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。可選擇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、最小開孔尺寸1mil。
9、開孔尺寸公差±0.1mil。
10、開孔位置核差±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)氧樹脂層壓到框架上。超過(guò)130 ℃ 的溫度會(huì)引起樹脂層軟化導(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?？諝鈬婌F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。