SMT鋼網制作
2015-07-02 09:59:53 Author：admin Hits：8084
前述： 在表面貼裝裝配的回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接。有許多變量，如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中基板放在工作臺上機械地或真空夾緊定位用定位銷或視覺來對準。 在手工或半自動印刷機中錫膏是手工地放在模板上這時印刷刮刀處于模板的另一端。在自動印刷機中錫膏是自動分配套工程。...
前述：
在表面貼裝裝配的回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接。有許多變量，如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中基板放在工作臺上機械地或真空夾緊定位用定位銷或視覺來對準。 在手工或半自動印刷機中錫膏是手工地放在模板上這時印刷刮刀處于模板的另一端。在自動印刷機中錫膏是自動分配套工程。在印刷過程中印刷刮刀向下壓在模板上使模板底面接觸到電路板頂面。當刮刀走過所開孔的整個圖形區域長度時錫膏通過模板上的開孔印刷到焊盤上。 模板印刷過程為接觸印刷。 刮刀的磨損、壓力和硬度決定印刷質量，應該仔細監測。刮刀邊緣應該鋒利和直線。刮刀壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣，而刮刀壓力高或很軟的刮板將引起斑點狀的印刷，甚至可能損壞刮刀和模板。過高的壓力也傾向于從寬的開孔中挖出錫膏，引起焊錫圓角不夠。常見有兩種刮刀類型橡膠或聚氨酯刮刀和金屬刮刀。當使用橡膠刮刀時使用橡膠硬度計為70°—90°硬度的刮刀。當使用過高的壓力時將會導致滲入到模板底部的錫膏造成錫橋。故要求頻繁的底部抹擦，增大了工作量。為了防止底部滲透，焊盤開口在印刷時必須提供密封作用。這也取決于模板開孔壁的粗糙度。 隨著更密間距元件的使用，金屬刮刀的用量在增加。它們由不銹鋼或黃銅制作具有平的刀片形狀，使用的印刷角度為60°—65°。一些刮刀涂有潤滑材料,因為使用較小的角度因此不需要鋒利。它們比橡膠刮板成本要貴得多，并可能引起模板磨損。
使用不同的刮刀類型在使用標準元件的密腳元件的印刷電路裝置（PCA）中是有區分的。錫膏量的要求對每一種元件有很大的不同。密間距元件要求比標準表面貼裝元件少得多的焊錫量。通過焊盤面積和厚度來控制錫膏量。
一、 模板材料
1、網框
網框分活動網和固定網框，活動網框直接將鋼片安裝在框架上一個網框可以反復使用。固定網框是用膠水將絲網紗粘覆在網框上，后者又通過膠水固定。固定網框較易獲得均勻的鋼片張力，張力大小一般為35~48N/cm2。（正常固定網框的允許張力為35牛頓—42牛頓。嘉立創公司采用固定網框，張力正常為40牛頓。）
2、網紗
網紗用于固定鋼片和網框，可分為不銹鋼絲網和高分子聚脂網。不銹鋼絲網常用100目左右，可提供較穩定足夠的張力。只是使用時間過長后，不銹鋼絲網易變形失去張力。聚脂網網蠅有機物是常采用100目，它不易變形。使用壽命長久。
3、薄片
即用來開孔的銅片、不銹鋼片、鎳合金、聚脂物等。嘉立創科技的模板統一采用美國優質304不銹鋼片，該鋼片以其優異的機械性能大大提高模板的使用壽命。
4、膠水
用來粘貼網框和鋼片的膠水在模板中作用較大。嘉立創科技針對不同客戶的使用情況，專門采用丹麥AB膠水及日本黃膠水，此膠水可保持牢固的粘著力，并且可抵抗各種模板清洗劑的復雜清洗。
二、蝕刻模板
金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個陽性圖形通過從兩面的化學研磨為蝕刻的。在這個過程中，蝕刻不僅在所希望的垂直方向進行而且在橫向也有。這叫做底切，開孔比希望的略大。因為50/50從兩面進行蝕刻，其結果是幾乎直線的孔壁，在中間有微微沙漏形的收窄。
因為電蝕刻模板孔壁可能不平滑。電拋光，即后工序孔壁處理一個微蝕刻工藝，是達到平滑孔壁的一個方法。另一個達到較平滑孔壁的方法是鍍鎳層。拋光后光滑的表面對錫膏的釋放是好的，但可能引起錫膏越過模板表面而不在刮刀前滾動。這個問題可通過選擇性地拋光孔壁，而不是對整個模板表面進行處理。鍍鎳進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，但它沒有底切問題。模板直接從Gerber數據制作，因此開孔精度得到改善。數據可按需要調整以改變尺寸，更好的過程控制也會改善開孔精度。激光切割模板的孔壁的垂直。 激光切割的模板會產生粗糙的邊緣。因為在切割期間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電拋光后處理。激光切割的模板，如果沒有預先對需要較薄的區域進行化學腐蝕，就不能制成臺階式多級模板。
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。電拋光是通過將金屬箔接到電極上并把它浸入酸液中反應來達到的。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金屬鉑頂面和底面的作用，結果得到“拋光”的效果。然后，在腐蝕劑對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（而不是推動并填滿孔洞。
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。在這個工藝，鎳沉積在銅質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，膠片用紫外光通過有模板圖案的遮光膜進行聚合。經過顯影后在銅質心上產生陰極圖案。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鍍鎳形成了模板在達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彎曲從銅心上分開。 電鑄成形具有獨特的密封特性，減少錫橋對模板底面的清潔的需要。該工藝提供近乎完美的定位，沒有幾何形狀的限制，具有內在梯形的光滑孔壁和低表面摩擦力，以便于錫膏釋放。 其過程如下：通過在一個要形成開孔的基板（或蕊模）上顯影光刻膠，然后逐個原子、逐層地在光刻膠周圍電鍍出模板。鎳原子被光刻膠偏轉，產生一個梯形結構。然后，當模板從基板取下，頂面變成接觸面產生密封效果。可選擇0.001-0.012//范圍的連續的鎳厚度。該工藝適合超密間距。例如0.008-0.16或者其它應用。它可達到1：1的縱橫比。
六、電鑄模板特性
1、采用鎳質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間距焊盤。
4、孔壁光滑無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50萬次以上。
6、電鑄板沒有錫球極大地降低了網板清洗的時間和次數。
7、鎳質硬度>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
模板清潔已經在表面貼裝和通孔技術中扮演越來越重要的角色。密間距與超密間距的零件，與其它先進封裝一起，都給模板清潔帶來新的重要要求。為了在印刷密間距過程中達以持續的高品質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 清洗劑必須是實用、有效、并且對工人的作業環境都是安全的。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。模板過框必須可以適合于清洗條件如溫度、時間、機械能量和清潔化學品等。邊框由酯纖維組成它是通過環氧樹脂層壓到框架上。超過130 ℃ 的溫度會引起樹脂層軟化導致模板缺陷。另外如果以受長時間的高溫清洗過程鋁框架、不銹鋼片的聚酯纖維之間的溫度膨脹系數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 ℃ 閃點的溶劑。溶劑棒在整個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設定。密間距、高密度模板在大多數電拋光后提供滑的表面，但要求底部擦拭維持高合格率。 模板清潔度對于植球工藝較關鍵。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移率。在一次的印刷行程之后，模板開孔內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
不起毛抹布可用預先浸泡的不起毛抹布和清潔溶劑來清除大多數的污點。抹布相對容易地、迅速地去掉未固化的錫膏和膠劑。其優點是低成本、溶劑定量應用、以便于回收利用。 隨著引腳間距變得更密，印刷品質須要求。不起毛預浸泡的抹布不能持續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，將造成板的定位不好。
浸泡。超聲波攪動和水清潔劑一起，對清潔超細間距模板和失調的模板比較可行。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是設計用于溶劑、半水性和全水性化學清洗劑。這些系統通常使用一個單一的容器進行洗滌和沖刷。用一個旋轉的棒對模板或裝配表面的進行噴霧沖擊。空氣噴霧系統通過子系統肩負起錫球過濾以防止再沉淀。
化學清洗劑的選擇，例如VOC 清洗劑，該技術使用無機增潔劑強化后的清洗劑。建議使用的3-10%的濃度，這些清洗劑對大多數未固化的錫膏都有效。這種清洗劑技術濕潤了錫膏、將樹脂粘合劑溶解到清潔溶劑內，使錫球從表面去除。這些溶劑可以在25℃室溫范圍內工作。
印刷密間距和超密間距的模板要求在工藝過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計的溶劑一起可以清除這些殘留物。
