1.钢板开孔技术简介解析

SMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技术中心钢板开孔技朮简介目录一序言二钢板的作用三钢板的结构四钢板的演变五钢板的制造技术六造制技术的比较目前,随着世界高科技的飞速发展﹐电子产品已向小型化和高功能化发展﹐短小轻薄是全世界的主流趋势﹐所以印刷电路板也愈来愈高精度化﹒SMT技术已成为主流﹒最近更是随着超精密Pitch(≦0.4mm)的零件的应用.对我们锡膏印刷制程提出强有力的挑战.同时对钢板设计的要求也越来越高.序言钢板的作用钢板的主要功能是帮助锡膏的沉积(deposition)。目的是将准确数量的材料转移到光板(barePCB)上准确的位置。锡膏阻塞在钢板上越少，沉积在电路板上就越多。因此，当在印刷过程中某个东西出错的时候，第一个反应是去责备模板。可是，应该记住，还有比模板更重要的参数，可影响其性能。这些变量包括印刷机、锡膏的颗粒大小和黏度、刮刀的类型、材料、硬度、速度和压力、模板从PCB的分离(密封效果)、阻焊层的平面度、和组件的平面性。钢板的定义

：一种SMT专用模具（又称模板）钢板的结构

钢板是一种用液体或干膜覆盖于金属薄片并蚀刻制成的金属板,覆盖层除那些需蚀刻成切口的区域外,将金属薄片完全盖住,蚀刻后,再将覆盖层去除,将此金属薄片直接粘接在框架上,称为金属钢板,若是通过金属丝网与框架进行粘接,则称为柔性钢板,一般建议使用柔性钢板的粘接方式,因为金属丝网可令钢板在其牵引下变得平坦无弯曲.钢板的基本组成部分钢板网框钢板金属板部分钢板张网部分金属板与张网连接钢板的结构钢板的结构网框钢片丝网A.钢片﹕钢片材质的好坏直接影响钢板使用寿命和印刷效果﹐选用钢片材质﹕SUS304H﹐使用寿命达到20万次以上特点﹕硬度高﹐无磁性﹐耐腐蚀。B.丝网﹕丝网选用100目钢丝网﹐张力大平整度好﹐热膨胀系数与不锈钢片相匹配不易变形。

钢板的结构网框钢片丝网

绷网采用红胶+铝胶带方式，在铝框与胶粘接处，须均匀刮上一层保护漆（S224）。同时，为保证网板有足够的张力(规定不小于30牛顿/cm)和良好的平整度C.网框:框架尺寸根据印刷机的要求而定，以DEK265和MPMUP3000机型为例，框架尺寸为29′*29′(inch),采用铝合金,框架型材规格为1.5′*1.5′(inch)钢板一般由黄铜或不锈钢制成,早期使用黄铜是因其容易取得且易于蚀刻,但是,黄铜因为其抗强度仅為27.0001b,而显得太软,所以,黄铜制成的印刷模板在制程中,取置及贮存时均易变形受损。而不锈钢,因其抗强度为163.0001b之高,故不易变形受损,因为很耐用,不锈钢的缺点是蚀刻为困難.模板的结构模板的演变尼龙/聚脂网板铁/铜丝网板铁/铜模板不锈钢模板网板（MASK）模板（STENCIL）钢板制造技术钢板制造的三个主要技术是，化学蚀刻(chemicaletching)、激光切割(lasercutting)和电铸成形(electroforming)。每个都有独特的优点与缺点。化学蚀刻和激光切割是递减(substractive)的工艺、电铸成形是一个递增的工艺。通常，当用于最紧的间距为0.025"以上的应用时，化学腐蚀(chem-etched)模板和其它技术同样有效。相反，当处理0.020"以下的间距时，应该考虑激光切割和电铸成形的模板。虽然后面类型的模板对0.025"以上的间距也很好，但对其价格和周期时间可能就难说了。化学蚀刻的钢板

化学蚀刻的模板是模板世界的主要类型。它们成本最低，周转最快。化学蚀刻的不锈钢模板的制作是通过在金属箔上涂抗蚀保护剂、用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面、然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔。由于工艺是双面的，腐蚀剂穿过金属所产生的孔，或开口，不仅从顶面和底面，而且也水平地腐蚀。该技术的固有特性是形成刀锋、或沙漏形状(图一)。化学蚀刻的缺点:

这个方法对引脚间距为0.65mm或更大的组件是可接受的。当在0.020“以下间距时，这种形状产生一个阻碍锡膏的机会，这个缺陷可以用叫做电抛光(electropolishing)的增强工艺来减小。改进锡膏释放的另一个技术是梯形截面孔(TSA,trapezoidalsectionapertures)，可以进一步提高表面光洁度，消除表面不规则电铸成形(Electroforming)电铸成形，一种递增而不是递减的工艺，制作出一个镍金属模板，具有独特的密封(gasketing)特性，减少锡桥和对模板底面清洁的需要。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张力，改进锡膏释放。

电铸成形的缺点:

因为涉及一个感光工具(虽然单面)可能存在位置不正。如果电镀工艺不均匀，会失去密封效果。还有，如果清洗过程太用力，密封“块”可能会去掉。激光切割的模板直接从客户的原始Gerber数据产生，激光切割不锈钢模板的特点是没有摄影步骤。因此，消除了位置不正的机会。模板制作有良好的位置精度和可再生产性。Gerber文件，在作必要修改后，传送到(和直接驱动)激光机。物理干涉少，意味着出错机会少。虽然有激光光束产生的金属熔渣(蒸发的熔化金属)的主要问题，但现在的激光切割器产生很少容易清除的熔渣。激光技术是唯一允许现有的模板进行返工的工艺。钢板(Stencil)开孔动技术三種工艺流程的比较﹕三種工艺流程的比较﹕钢板(Stencil)开孔动技术SL-600*600切割机1）大理石基座的固体刚性结构保证了加工的高精度和高稳定性2）X轴Y轴线性光栅校准系统保证位置精度，全程误差<+5um,重复精度〈+3um，分辩率0.5um。激光钢板制作管制项目:1)光斑大小2)波长3)频率4)切割速度5)金属板厚度6)张网方式7)张网力量8)金属板扭曲度激光切割

钢

板的后处理去除开口处熔渣（毛刺）增加表面摩擦力，以利锡膏滚动，达到良好下锡表面打磨有必要地话，可选择电抛光以完全去除熔渣，改善孔壁电抛光与电铸媲美的电抛光模板激光切割钢板制作所需的资料空基板数据文件菲林激光切割钢板制作所需的资料空基板菲林版次正确，无变形/损坏/断裂SMD及丝印层，无折痕，未受冷受热激光切割钢板制作所需的资料数据文件数据文件须含SMTsolderpastelayer(含有FiducialMark数据和PCB外形数据）还须含有字符层数据，以便检查正反面、组件类别等数据过大时应压缩后传送，可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何压缩格式GEBER、HPGL、*.JOB、*.PCB、*.GWK、*.CWK、*.PWK、*.DXFPADS2000、POWERPCB、GCCAM4.14、PROTEL、AUTOCADR14(2000)、CLIENT98、CAM350V、V2001激光切割钢板制作所需的资料GERBER文件学名：RS274格式它是将PCB信息转化成多种光绘机能识别电子数据，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文件结合Aperturelist(亦称D-Code)文件，定义了图形形状及大小。D-Code定义了电路中的线路、孔、焊盘或别的图形的大小及形状RS274X：含X、Y坐标，也含D-Code文件RS274D：含X、Y坐标，不含D-Code文件GERBER文件类型技术的进步电子数据转移

除了激光切割与电铸成形之外，模板制作中的最重要进步是电子数据转移。近如1995年，提供给模板制造商的多数图片都是胶片正片(filmpositive)，一比一地配合光铜上的图形。组件开孔的修饰涉及重复的摄影技巧和手工操作。该工艺也决定于所提供胶片正片的质量。最后，分步重复图片是一项繁重的任务。

胶剂模板(AdhesiveStencil)

电子文件也使计算机辅助设计(CAD)操作员可容易地决定一个焊盘形状的质心点。有这个能力，设计文件中锡膏层可转换成圆形和椭圆形。示组件尺寸而定(图七)。因此，可制作一块模板来“印刷”，而不是滴胶。印刷比滴胶快，将这种设备让给其它工作上面。技术的进步返工模板一个比较近期的创新发生在返修(rework)领域。现在有“小型的”模板，专门设计用来返工或翻修单个组件。可购买单个组件的模板，如标准的QFP和球栅阵列(BGA)。当然也有相应的刮板，或小型刮刀。技术的进步价格比较

化学腐蚀模板的价格是有框架尺寸驱使的。虽然金属箔是模板制作过程中的重点，但框架是单一的、最贵的固定成本。其尺寸很大程度上由印刷机类型决定。可是，大多数印刷机可接纳不止一个框架尺寸。(框架尺寸是工业标准)。多数模板供应商保持一定库存的标准框架，尺寸范围从5x5"~29x29"。因为空的金属箔成本没有框架的那么多，金属厚度对价格没有影响。并且由于所有孔都是同时蚀刻的，其数量也是无关紧要的。电铸成形模板价格主要是由金属厚度驱使的。电镀到所希望的厚度是主要的考虑：厚的模板比薄的模板成本低。激光切割模板价格是按照设计的孔数激光一次切割一个孔，即孔越多，成本越高。还要加上所要求的框架尺寸。一个用激光切割密间距和化学腐蚀标准间距组件的混合模板，当要求许多开孔时，可能是成本有效的方法。可是，对于少于2500个孔的设计，完全用激光切割整个模板也许更成本低。价格比较几种钢板的比较STENCIL相关知识了解----电抛光钢板特性蚀刻钢板切片普通激光切割钢板切片电抛光激光钢板切片钢板制作

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工程单位负责制定<<无铅钢板制作规範>>,该规范须清楚说明钢片厚度,开孔制作方式及钢板上对应PCB各种PAD的开口形状及开口大小等要求,并将最新的<<无铅钢板制作规范>>及时送达钢板制作厂商

目前一般无铅钢网厚度为0.13mm

制作方式为激光切割+电抛光钢板的制作方案比较金属钢板的种类和制作方案Etching法激光切割法激光切割Additive法保护膜形成Etching保护膜电镀结束结束结束金属钢板不同种类的特征Etching法Additive法激光切割法成本发货期限耐力性拔出