電子廠SMT錫膏印刷工藝和鋼網(wǎng)擦拭紙的正確使用

發(fā)布日期：2019-03-07 作者：網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)擊：

電子廠SMT錫膏印刷工藝--SMT錫膏印刷機(jī)鋼網(wǎng)開孔設(shè)計(jì)技術(shù)指南！

電子廠SMT錫膏印刷工藝

--SMT錫膏印刷機(jī)鋼網(wǎng)開孔設(shè)計(jì)技術(shù)指南！

SMT錫膏印刷模板(stencil)又稱SMT漏板、SMT網(wǎng)版、SMT鋼網(wǎng)，它是用來定量分配焊膏或貼片膠的，是保證印刷焊膏/貼片紅膠質(zhì)量的關(guān)鍵工裝。

模板厚度與開口尺寸、開口形狀、開口內(nèi)壁的狀態(tài)等就決定了焊膏的印刷量，因此模板的質(zhì)量又直接影響焊膏的印刷量。隨著SMT向高密度和超高密度組裝發(fā)展，模板設(shè)計(jì)更加顯得重要了。

模板設(shè)計(jì)屬于SMT可制造性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一！

模板設(shè)計(jì)內(nèi)容

模板厚度

模板開口設(shè)計(jì)

模板加工方法的選擇

臺(tái)階/釋放(step/release)模板設(shè)計(jì)

混合技術(shù)：通孔/表面貼裝模板設(shè)計(jì)

免洗開孔設(shè)計(jì)

儠饘球柵陣列(PBGA)的模板設(shè)計(jì)

瘠瓷球柵陣列(CBGA)的模板設(shè)計(jì)

微型BGA/芯片級(jí)包裝(CSP)的模板設(shè)計(jì)

混合技術(shù)：表面貼裝/倒裝芯片(flip chip)的模板設(shè)計(jì)

膠的模板開孔設(shè)計(jì)

錫膏印刷機(jī)對(duì)品質(zhì)至關(guān)重要：

SMT=Printer+Mounter+Reflow, 整線生產(chǎn)過程中有超60%以上的缺陷來自于錫膏印刷：

SMT不銹鋼激光模板制作外協(xié)程序及工藝要求

1. 模板厚度設(shè)計(jì)

模板印刷是接觸印刷，模板厚度是決定焊膏量的關(guān)鍵參數(shù)。

模板厚度應(yīng)根據(jù)印制板組裝密度、元器件大小、引腳（或焊球）之間的間距進(jìn)行確定。

通常使用0.1mm～0.3mm厚度的鋼片。高密度組裝時(shí)，可選擇0.1mm以下厚度。

通常在同一塊PCB上既有1.27mm以上一般間距的元器件，也有窄間距元器件，1.27mm以上間距的元器件需要0.2mm厚，窄間距的元器件需要0.15～0.1mm厚，這種情況下可根據(jù)PCB上多數(shù)元器件的的情況決定不銹鋼板厚度，然后通過對(duì)個(gè)別元器件焊盤開口尺寸的擴(kuò)大或縮小進(jìn)行調(diào)整焊膏的漏印量。

脠求焊膏量懸殊比較大時(shí)，可以對(duì)窄間距元器件處的模板進(jìn)行局部減薄處理，

2. 模板開口設(shè)計(jì)

模板開口設(shè)計(jì)包含兩個(gè)內(nèi)容：開口尺寸和開口形狀

口尺寸和開口形狀都會(huì)影響焊膏的填充、釋放（脫膜），最終影響焊膏的漏印量。

模板開口是根據(jù)印制電路板焊盤圖形來設(shè)計(jì)的，有時(shí)需要適當(dāng)修改（放大、縮小或修改形狀），因?yàn)椴煌骷_的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸，需要的焊膏量是不一樣。

同一塊PCB上元器件尺寸懸殊越大、組裝密度越高，模板設(shè)計(jì)的難度也越大。

⑴ 模板開口設(shè)計(jì)最基本的要求

寬厚比＝開口寬度(W)/模板厚度(T)

戠積比＝開口面積/孔壁面積

矩形開口的寬厚比/面積比：

寬厚比：W/T＞1.5

面積比：L×W/2(L+W)×T＞0.66

研究證明：

戠積比＞0.66，焊膏釋放體積百分比＞80%

戠積比＜0.5，焊膏釋放體積百分比＜ 60%

影響焊膏脫膜能力的三個(gè)因素

面積比/寬厚比、開孔側(cè)壁的幾何形狀、和孔壁的光潔度

呟尺寸[寬(W)和長(zhǎng)(L)]與模板厚度(T)決定焊膏的體積

理想的情況下，焊膏從孔壁釋放（脫膜）后，在焊盤上形成完整的錫磚（焊膏圖形）

各種表面貼裝元件的寬厚比/面積比舉例

μBGA （CSP）的模板印刷推薦帶有輕微圓角的方形模板開孔。

這種形狀的開孔比圓形開孔的焊膏釋放效果更好一些。

對(duì)于寬厚比/面積比沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但接近 1.5和0.66的情況(如例2)，應(yīng)該考慮如以下1~3個(gè)選擇：

–增加開孔寬度

增加寬度到 8 mil(0.2mm) 將寬厚比增加到 1.6

–減少厚度

減少模板厚度到 4.4 mil(0.11mm) 將寬厚比增加到 1.6

–選擇一種有非常光潔孔壁的模板技術(shù)

激光切割+電拋光或電鑄

一般印焊膏模板開口尺寸及厚度

印焊膏模板開口特殊修改方案

Chip元件開口修改方案

IC開口修改方案

3. 模板加工方法的選擇

模板加工方法：

化學(xué)腐蝕(chem-etch)：遞減(substractive)工藝

激光切割(laser-cut)：機(jī)械加工

混合式(hybrid)：腐蝕+激光

電鑄(electroformed)：遞增的工藝

模板技術(shù)對(duì)焊膏釋放的百分比起很重要的作用，應(yīng)根據(jù)組裝密度來選擇加工方法。

通常，引腳間距為0.025 "(0.635mm)以上時(shí)，選擇化學(xué)腐蝕(chem-etched)模板；當(dāng)引腳間距在0.020" (0.5mm)以下時(shí)，應(yīng)該考慮激光切割和電鑄成形的模板。

⑴化學(xué)蝕刻模板

是通過在金屬箔上涂抗蝕保護(hù)劑（感光膠）、在金屬箔兩面曝光、顯影（將開口圖形上的感光膠去除）、堅(jiān)膜，然后使用雙面工藝同時(shí)從兩面腐蝕金屬箔。

化學(xué)蝕刻的模板是初期模板加工的主要方法。其優(yōu)點(diǎn)是成本最低，加工速度最快。由于存在側(cè)腐蝕、縱橫比率、過腐蝕、欠腐蝕等問題，因此不適合0.020" (0.5mm)以下間距的應(yīng)用。

化學(xué)蝕刻模板

(a) 喇叭口向下的梯形截面開口

(b) 梯形“磚”形狀的焊膏沉積圖形

⑵ 激光切割模板

激光切割可直接從原始Gerber數(shù)據(jù)產(chǎn)生，沒有攝影步驟。因此，消除了位置不正的機(jī)會(huì)

匠在同一塊PCB上元器件要求焊膏量懸殊比較大時(shí)，可以通過擴(kuò)大、縮小開口、修改開口形狀來增加或減少焊膏量

加工精度高，適用于0.020" (0.5mm)以下間距的較高密度的模板。

主要缺點(diǎn)是機(jī)器單個(gè)地切割出每一個(gè)孔，孔越多，花的時(shí)間越長(zhǎng)，模板成本越高。

⑶ 混合式模板

混合式(hybrid)模板工藝是指：先通過化學(xué)腐蝕標(biāo)準(zhǔn)間距的組件，然后激光切割密間距(fine-pitch)的組件。這種“混合”或結(jié)合的模板，得到兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，降低成本和更快的加工周期。另外，整個(gè)模板可以電拋光，以提供光滑的孔壁和良好的焊膏釋放。

⑷ 電鑄成形

電鑄成形是一種遞增工藝

電鑄模板的精度高，開口壁光滑，適用于超密間距產(chǎn)品，可達(dá)到1:1的縱橫比

主要缺點(diǎn)：因?yàn)樯婕耙粋€(gè)感光工具(雖然單面)可能存在位置不正；對(duì)電解液的濃度、溫度、電流、時(shí)間等工藝參數(shù)要求非常嚴(yán)格；如果電鍍工藝不均勻，會(huì)失去密封效果，可能造成電鑄工藝的失??；另外電鑄成形的速度很慢，因此成本比較高。

三種制造方法的比較

4. 臺(tái)階/釋放(step/release)模板設(shè)計(jì)

臺(tái)階/釋放模板工藝，俗稱減薄工藝

為了減少密間距QFP的焊膏量，通過事先對(duì)該區(qū)域的金屬板進(jìn)行蝕刻減薄，制出一個(gè)向下臺(tái)階區(qū)域，然后進(jìn)行激光切割。

脠求向下臺(tái)階應(yīng)該總是在模板的刮刀面（凹面向上），在QFP與周圍組件之間至少0.100“(0.254mm)的間隔，并使用橡膠刮刀。

減薄模板還應(yīng)用于有CBGA和通孔連接器場(chǎng)合。例如一塊模板除了CBGA區(qū)域的模板厚度為 8-mil，其它所有位置都是 6-mil 的厚度；又例如，一塊模板除了一個(gè)邊緣通孔連接器的厚度為 8-mil，其余部位都是 6-mil 厚度。

5. 臺(tái)階與陷凹臺(tái)階(relief step)的模板設(shè)計(jì)

臺(tái)階與陷凹臺(tái)階模板是指在模板底面（朝PCB這一面的陷凹臺(tái)階）

臺(tái)階與陷凹臺(tái)階模板的應(yīng)用：

⑴ 用于PCB上表面有凸起或高點(diǎn)妨礙模板印刷時(shí)

謠艏將有條形碼、測(cè)試通路孔和增加性的導(dǎo)線，以及有已經(jīng)完成COB工藝的位置，用陷凹臺(tái)階保護(hù)起來。

⑵ 用于通孔再流焊、或表面貼裝/倒裝芯片的混合工藝中

謠艏在通孔再流焊中，第一個(gè)模板用6mil厚度的模板印刷表面貼裝元件的焊膏。第二個(gè)模板印刷通孔元件的焊膏（通常 15～25-mil 厚），陷凹臺(tái)階通常 10mil深。凹面向下，這個(gè)臺(tái)階防止通孔印刷期間抹掉已經(jīng)印刷好的表面貼裝元件的焊膏。

6. 免清洗工藝模板開孔設(shè)計(jì)

深圳康德威電子專業(yè)生產(chǎn)全自動(dòng)鋼網(wǎng)擦拭紙：可免費(fèi)打樣訂做！可用于MPM、DEK、KME、YAMAHA、MINAMI、JUKI、EKRA、PANASERT、FUJI、SANYO等所有全自動(dòng)印刷機(jī)型。

公司長(zhǎng)期服務(wù)珠三角、長(zhǎng)三角的知名企業(yè)及國(guó)內(nèi)外貿(mào)易商等。所生產(chǎn)的接料清潔產(chǎn)品型號(hào)最齊全，品質(zhì)有保障，價(jià)格最實(shí)在！我們始終秉承“以質(zhì)量求生存、以科技求發(fā)展，誠(chéng)信共贏”的經(jīng)營(yíng)理念，竭誠(chéng)歡迎國(guó)內(nèi)外廠商合作加盟，共同發(fā)展！

SMT鋼網(wǎng)擦拭布使用天然木漿和聚脂纖維為原料，經(jīng)獨(dú)特的水刺法加工而成，形成特有的木漿/聚脂雙層結(jié)構(gòu)，強(qiáng)韌耐用，具有高效吸水吸油性，柔軟，不掉塵，防靜電之性能。特別針對(duì)電子廠清除印刷機(jī)鋼網(wǎng)、電路板上多余錫膏及紅膠，保持線路板一塵不染，從而大大減少?gòu)U品率，極大地提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。為提高客戶的工作效率，節(jié)省開支，有效控制用量，我公司可根據(jù)客戶實(shí)際用途，選定產(chǎn)品的寬度和長(zhǎng)度。

1、使用原木之長(zhǎng)纖維木漿制造，表面毛屑接近于零，保證擦拭質(zhì)量；

2、天然木漿面與滌綸面有機(jī)結(jié)合，超強(qiáng)的清潔能力及吸水、吸液性；

3、超強(qiáng)的抗拉力，柔韌性能佳；

4、可配合各種清潔溶液使用。

5、我公司特有10000級(jí)凈化室生產(chǎn)SMT鋼網(wǎng)擦拭布，避免雜質(zhì)進(jìn)入卷布中，減少生產(chǎn)過程中由于鋼網(wǎng)擦拭中夾藏有雜質(zhì)而導(dǎo)致印刷缺陷的產(chǎn)生；

片狀包裝，尺寸有4”*4” （1200片/包）， 6”*6” （300片/包）， 9”*9” （300片/包），采用原材料有：美國(guó)杜邦、美國(guó)PGI、水刺無(wú)紡布等，適用于無(wú)自動(dòng)擦拭功能的SMT印刷工藝，適用于各型號(hào)具有自動(dòng)擦拭功能的SMT印刷工藝。

免清洗工藝模板開孔設(shè)計(jì)時(shí)為了避免焊膏污染焊膏以外的部分、減少焊錫球；另外，免清洗焊膏中的助焊劑比例較普通焊膏少一些，因此，一般要求模板開口尺寸比焊盤縮小5～10％。

7. 無(wú)鉛工藝的模板設(shè)計(jì)

IPC-7525A“Stencil Design Guidelines”標(biāo)準(zhǔn)為無(wú)鉛工藝提供相關(guān)建議。作為通用的設(shè)計(jì)指南，絲網(wǎng)開口尺寸將與PCB焊盤的尺寸相當(dāng)接近，這是為了保證在焊接后整個(gè)焊盤擁有完整的焊錫?；⌒蔚倪吔窃O(shè)計(jì)也是可以接受的一種，因?yàn)橄鄬?duì)于直角的設(shè)計(jì)，弧形的邊角更容易解決焊膏粘連的問題。

無(wú)鉛工藝的模板設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素

（無(wú)鉛焊膏和有鉛焊膏在物理特性上的區(qū)別）

無(wú)鉛焊膏的浸潤(rùn)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于有鉛焊膏；

無(wú)鉛焊膏的助焊劑含量通常要高于有鉛焊膏，無(wú)鉛合金的比重較低；

ㄠ蹵缺少鉛的潤(rùn)滑作用，焊膏印刷時(shí)填充性和脫膜性較差。

無(wú)鉛模板開口設(shè)計(jì)

開口設(shè)計(jì)比有鉛大，焊膏盡可能完全覆蓋焊盤

①對(duì)于Pitch>0.5mm的器件

一般采取1:1.02 ~ 1:1.1的開口，并且適當(dāng)增大模板厚度。

②對(duì)于Pitch≤0.5mm的器件

通常采用1:1開口，原則上至少不用縮小

③對(duì)于0402的器件

通常采用1:1開口，為防止元件底部錫絲、墓碑、回流時(shí)旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，可將焊盤開口內(nèi)側(cè)修改成弓形或圓弧形；

無(wú)鉛模板寬厚比和面積比

由于無(wú)鉛焊膏填充和脫膜能力較差，對(duì)模板開口孔壁光滑度和寬厚比/面積比要求更高，

無(wú)鉛要求：寬厚比＞1.6，面積比＞0.71

開口寬度(W)/模板厚度(T)＞1.5

開口面積(W×L)/孔壁面積[2×(L+W)×T] ＞0.66（IPC7525標(biāo)準(zhǔn)）

以上鋼板厚度選擇0.12mm-0.15mm

四周導(dǎo)電焊盤的模板開口設(shè)計(jì)

四周導(dǎo)電焊盤的模板開口設(shè)計(jì)與模板厚度的選取有直接的關(guān)系，根據(jù)PCB具體情況可選擇100 ~ 150um

茠駿葓ⅶ罪可縮小開口尺寸

茠蒏蒅其罿g口尺寸1：1

戠積比要符合IPC-7525規(guī)定。

推薦使用激光加工并經(jīng)過電拋光處理的模板。

PQFN散熱焊盤的模板開口設(shè)計(jì)

贠流焊時(shí)，由于熱過孔和大面積散熱焊盤中的氣體向外溢出時(shí)容易產(chǎn)生濺射、錫球和氣孔等各種缺陷，減小焊膏覆蓋面積可以得到改善。

對(duì)于大面積散熱焊盤，模板開口應(yīng)縮小20~50%。

焊膏覆蓋面積50~80%較合適。

對(duì)于不同的熱過孔設(shè)計(jì)需要不同的焊膏量

8. 膠劑模板(Adhesive Stencil)

膠劑模板是指用于印刷貼片膠的模板。

倠CB焊盤Gerber文件也使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)操作員可容易地決定一個(gè)焊盤形狀的質(zhì)心點(diǎn)。有這個(gè)功能可以將設(shè)計(jì)文件中焊膏層可轉(zhuǎn)換成圓形和橢圓形。因此，可制作一塊模板來“印刷” 貼片膠，來替代滴膠。印刷比滴膠速度快、一致性好。

紅膠鋼板厚度

般紅膠鋼板厚度在0.2mm 以上

紅膠開孔寬度小于8mil 時(shí)，鋼板厚度必須改為0.18mm

紅膠開孔寬度小于7mil 時(shí)，鋼板厚度必須改為0.15mm

保證開孔寬度≥鋼板厚度

9. 返工模板

返修(rework)工藝中“小型的”模板，專門設(shè)計(jì)用來返工或翻修單個(gè)組件?？少?gòu)買（或加工）單個(gè)組件的模板，如標(biāo)準(zhǔn)的QFP和球柵陣列(BGA)。

總結(jié)：

口寬度(W)/模板厚度(T)＞1.5（無(wú)鉛＞1.6）

口面積(W×L)/孔壁面積＞0.66（無(wú)鉛＞0.71）

設(shè)計(jì)模板開孔時(shí)，當(dāng)長(zhǎng)度大于寬度的五倍時(shí)考慮寬厚比，對(duì)所有其它情況考慮面積比。

寬厚比和面積比接近1.5和0.66時(shí)，對(duì)模板孔壁的光潔度就要求更重要，以保證良好的焊膏釋放。