什么是SMT钢网,钢网制作方法及钢网价格品质介

SMT钢网

SMT钢网又称钢板,它的主要功能是帮助锡膏的沉积,将准确数量的锡膏转移到光板(barePCB)上准确的位置。钢网由网框、丝网和钢片组成。钢片上有许多孔,这些孔的位置对应PCB上需要被印刷的位置。在使用时,将PCB放置于钢网的下方,将锡膏通过钢网上固定位置的小孔漏印到PCB上。锡膏阻塞在钢网上越少,沉积在PCB上就越多。因此,当在印刷过程中出现不良情况时,应首先检查钢板的情况。SMT钢网可分为激光模板,电抛光模板,电铸模板,阶梯模板,邦定模板,镀镍模板和蚀刻模板七种类型。SMT钢网制作工艺有化学蚀刻法、激光切割法和电铸成型法三种方法。

SMT钢网制作

钢网制作材料

    1. 网框

网框分活动网和固定网框,活动网框直接将钢片安装在框架上,一个网框可以反复使用;固定网框是用胶水将丝网纱粘覆在网框上,后者又通过胶水固定。固定网框较易获得均匀的钢片张力,张力大小一般为35~48N/cm2。(正常固定网框的允许张力为35牛顿—42牛顿)

    1. 网纱

网纱用于固定钢片和网框,可分为不锈钢丝网和高分子聚脂网。不锈钢丝网常用100目左右,可提供较稳定足够的张力,只是使用时间过长后,不锈钢丝网易变形失去张力;聚脂网网蝇有机物是常采用100目,它不易变形,使用寿命长久。

    1. 薄片

即用来开孔的铜片、不锈钢片、镍合金、聚脂物等。模板一般采用外国优质301/304不锈钢片,外国钢片以其优异的机械性能大大提高模板的使用寿命。

    1. 胶水

用来粘贴网框和钢片的胶水在模板中作用较大,可针对不同客户的使用情况,专门采用的胶水,此胶水可保持牢固的粘着力,并且可抵抗各种模板清洗剂的复杂清洗。

钢网制作方法

 

方法 基材 优点 缺点 适用对象
化学蚀刻法 锡磷青铜 价格低廉,锡磷青铜易加工 1.窗口图形不够好
2.孔壁不光滑
3.模板尺寸不宜过大
0.65mm以上的QFP器件
激光法 不锈钢、高分子聚酯板 1.尺寸精度高
2.窗口形状好
3.孔壁较光洁
1.价格较高
2.孔壁有时会有毛刺,需化学抛光加工
0.5mmQFP,BGA等器件
电铸法 1.尺寸精度高
2.窗口形状好
3.孔壁较光滑
1.价格昂贵
2.制作周期长
0.3mmQFP,BGA,0201以下小元件等

 

  1. 化学蚀刻法
    • 工艺流程:数据文件PCB→菲林制作→曝光→显影→蚀刻→钢片清洗→张网
    • 特点:一次成型,速度较快点;价格便宜。
    • 缺点:易形成沙漏形状(蚀刻不够)或开口尺寸变大(过度蚀刻);客观因素(经验、药剂、菲林)影响大,制作环节较多,累积误差较大,不适合fine pitch钢网制作法;制作过程有污染,不利于环保。
  2. 激光切割法
    • 工艺流程:菲林制作PCB→取坐标→数据文件→数据处理→激光切割→打磨→张网
    • 特点:数据制作精度高,客观因素影响小;梯形开口利于脱模;可做精密切割;价格适中。
    • 缺点:逐个切割,制作速度较慢。
  3. 电铸成型法
    • 工艺流程:基板上涂感光膜→曝光→显影→电铸镍→成型→钢片清洗→张网
    • 特点:孔壁光滑,特别适合超细间距钢网制作法。
    • 缺点:工艺较难控制,制作过程有污染,不利于环保;制作周期长且价格太高。

钢网工艺规范

  1. 开孔上下自然成梯形,上开孔通常比下开孔大1~5mil,有利于焊膏的释放.
  2. 开孔尺寸误差大约为0.3~0.5mil,定位精度小于0.12mil.
  3. 价格比化学蚀刻贵比电铸成型便宜.
  4. 孔壁不如电铸成型模板光滑.
  5. 通常制作模板厚度为0.12~0.3mm.
  6. 通常推荐用于元件pitch值为20mil或更小的印刷.

钢网开口设计

钢网的开口设计应考虑锡膏的脱模性,它由三个因素决定:

  1. 开口的宽厚比/面积比;
  2. 开口侧壁的几何形状;
  3. 孔壁的光洁度。

宽厚比:开口宽与钢网厚度的比率。面积比:开口面积与孔壁横截面积的比率。要获得好的脱模效果,宽厚比应大于1.5,面积比应大于0.66。

对钢网进行开口设计时,不能一味地追求宽厚比或面积比而忽略了其它工艺问题,如连锡,多锡等。另外,对于0603(1608)以上的片状元件,我们应该更多地去考虑怎样防锡珠。

钢网(SMT模板)开口设计小技巧:

  1. 细间距IC/QFP,为防止应力集中,最好两头圆角;开方形孔的BGA及0400201件也一样子。
  2. 片状元件的防锡珠开法最好选择内凹开法,这样可以有效地预防元件墓碑。
  3. 钢网设计时,开口宽度应至少保证4颗最大锡球能顺畅通过。

钢网的价格

由于制作的工艺不同、尺寸不同和区域不同,SMT钢网的价格都会不一样。

激光钢网是SMT行业中最常用的模板,根据手工印刷和机器印刷的方式不一样,SMT激光钢网规格尺寸也会有不同:手工印刷常用规格:30*40 cm、37*47 cm、42*52 cm,半自动或全自动印刷常用规格:42*52 cm、45*55 cm、55*65 cm、58.4*58.4 cm、73.6*73.6 cm。

激光钢网的价格是,37*47尺寸的一般在60—100不等,大尺寸的一般在200—400不等。对于拥有特殊精密工艺要求(比如开孔的角度、平整度以及开孔精度特殊要求的情况),需要在价格方面上浮50%~100%左右。

SMT贴片钢网对于底板材料也有要求,而且开孔规范仍需要结合SMT贴片加工工艺而定,比如文件孔径和钢网孔径按照1:1:0.8等不同的方式来决定,这个需要工艺工程师认真对PCB板的加工要求评估后决定。SMT贴片钢网的制作对于整个焊接品质影响深远,在成本不是浮高的情况下,可以择优选择品质更好的激光钢网。

影响钢网品质的因素

    1. 制作工艺

最好的工艺该属于激光切割后做电抛光处理。化学蚀刻还有电铸都存在菲林、曝光、显影等较易产生误差的工艺,而且电铸还受基板不平的影响。

    1. 材料的选用

钢网的制造需要的材料包括网框、丝网、钢片、粘接胶等。网框必须能承受一定程序的接力且有很好地水平度;丝网最好要用聚脂网,因为它能够长时间保持张力稳定;而钢片最好应该用304号,并且亚光的会比镜面的更加利于锡膏滚动。

    1. 开口的设计

钢网开口设计的好坏对钢网品质影响最大。开口设计必须考虑到制作工艺,宽厚比、面积比、经验值等。

    1. 制作资料的完整

制作资料的完整性,数据文件制作的钢网可尽可能减少误差的产生。

    1. 印刷方法的使用

不正确地印刷方法比如压力太大、印刷时钢网或者PCB不水平等,都会让钢网受到不同程度的损坏。

    1. 清洗的方法

锡膏容易固化,若不及时清洗钢网上的锡膏或者锡粉,就会堵塞钢网开口,再次印刷就将产生困难以及误差。因此,钢网由机器上取下后或者在印刷机上1小时不印刷锡膏必须及时清洗干净。

    1. 存放的条件

不同的材料都会有各异的存放环境。钢网的存放也应用特定的储存场所,不可以随意乱放,这样就可以避免钢网受到意外伤害。钢网随意叠放可能把网框压弯压坏。

如何鉴别SMT钢网的好坏

SMT钢网对SMT后期的作业有着非常重要的影响,高精度电子元器件对SMT钢网的质量要求较高,应该如何来鉴别SMT钢网的好坏呢?

    1. 开口形状

钢网板的开口形状有很多,通常为矩形、方形、圆形三种,其中矩形开口比方形和圆形开口具有更好的脱模效率,矩形开口又有垂直开口,喇叭口向上,喇叭口向下等类型,实际生产制造中钢网板不应许出现喇叭口向上的开口形状,因为喇叭口向上的开口形状容易引起脱模。

    1. 开口尺寸

为了控制焊接过程中出现焊球或桥接等质量问题,钢网板开口尺寸通常情况下比焊盘尺寸略小,特别是对于细间距器件来说,开口宽度应比相应焊盘宽度缩减15%-20%。

    1. 宽厚比

在印刷时,防止钢网阻塞很重要,当设计钢网开孔时,窗口长度小于宽度的5倍时,即L<5W时,考虑宽厚比,其他考虑面积比,宽厚比=钢网宽度/钢网厚度=W/H。对于有铅印刷,为了使钢网具有良好的漏印性,我们要求宽厚比>1.5;而在无铅印刷时,由于无铅焊膏比重较小,润湿性差,因此开口要大些,宽厚比>1.7。

    1. 面积比

若窗口长度大于宽度5倍时,即L>5W时,考虑面积比,面积比=窗口面积/窗口孔壁面积=L*W/[2(L+W)H]。对于有铅印刷,为了使钢网具有良好的漏印性,我们要求面积比>0.66;而在无铅印刷时,由于无铅焊膏比重较小,润湿性差,因此开口要大些,面积比>0.7。

    1. 材质与工艺

检查钢网的材料是否为无锈钢制作的。检查孔壁是否光滑、有无毛刺,重点检查窄间距IC引脚开口的加工质量。

根据具体情况将钢网进行操作一遍,查看钢网是否符合要求,不过这会增加成本,一般是钢网过密才采用这个方法。

如何选择SMT贴片钢网?

  1. 要求的最小间距和开孔尺寸.
  2. 模板的释放焊膏性能.
  3. 降低和预防焊膏的桥连、短路或锡量不足.
  4. 加工材料的成本、成品率和周期.
  5. 模板材料的寿命和耐用性.
  6. 要求的焊膏的厚度.

关于作者: 贴片之家

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