昆山SMT钢板制造技术
发布时间：2016-07-06 08:19:45 分类：资料中心
本文介绍，昆山smt钢板制造技术，在为一个印刷制程订购钢板 (stencil) 时，有一个明确的经验曲线。当对其技术的熟悉帮助产生所希望结果的时候，钢板变成在一个另外可变的装配运作中的常量。
“好的钢板得到好的印刷结果，然后
自动化帮助使其结果可以重复。”
钢板的采购不仅是装配制程的一步，它也是重要的一步。钢板的主要功能是帮助锡膏的沈积 (deposition) 。目的是将准确数量的材料转移到光板 (bare PCB) 上准确的位置。锡膏阻塞在钢板上越少，沈积在
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，一个反应是去责备钢板。可是，应该记住，还有比钢板更重要的参数，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、钢板从 PCB 的分离 ( 密封效果 ) 、阻焊层的平面度、和组件的平面性。
钢板制造技术
钢板制造的三个主要技术是，化学蚀刻 (etch) 、激光 (laser) 切割和电铸成形 (electroform) 。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) 的制程、电铸成形是一个递增的制程。因此，某些参数比较，如价格，可能是属于苹果与橘子的比较。但主要的考虑应该是与成本和周转时间相适应的性能。
通常，当用于紧的间距为 0.025" 以上的应用时，化学腐蚀 (chem-etched) 钢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钢板。虽然后面类型的钢板对 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
化学蚀刻的钢板是钢板世界的主要类型。它们成本低，周转快。化学蚀刻的不锈钢钢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、然后使用双面制程同时从两面腐蚀金属箔。由于制程是双面的，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 ) 。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) 的增强制程来减小。
电抛光是一种电解后端制程，“抛光”孔壁，结果表面摩擦力减少、锡膏释放良好和空洞减少。它也可大大减少钢板底面的清洁。电抛光是通过将金属箔接到电极上并把它浸入酸浴中来达到的。电流使腐蚀剂首先侵蚀孔的较粗糙表面，对孔壁的作用大于对金属箔顶面和底面的作用，结果得到“抛光”的效果 ( 图二 ) 。然后，在腐蚀剂对顶面和底面作用之前，将金属箔移走。这样，孔壁表面被抛光，因此锡膏将被刮刀有效地在钢板表面上滚动 ( 而不是推动 ) ，并填满孔洞。
对于 0.020" 以下间距的改进锡膏释放的另一个技术是梯形截面孔 (TSA, trapezoidal section apertures) 。梯形截面孔 (TSA) 是在钢板的接触面 ( 或底面 ) 比刮刀面 ( 或顶面 ) 尺寸大 0.001~0.002" 的开孔 ( 图三 ) 。梯形截面孔可用两种方法来完成 ：通过选择性修饰特殊组件，即双面显影工具的接触面尺寸做得比刮刀面大；或者全部梯形截面孔的钢板，它可以通过改变腐蚀剂喷雾的顶面与底面的压力设定来产生。当通过电抛光后，孔壁的几何形状可允许 0.020" 以下间距的锡膏释放。另外，得到的锡膏沈积是一个梯形“砖”的形状，它促进组件的稳定贴装和较少的锡桥。
向下台阶 (stepdown) ，或双层面 (dual-level) 钢板，可以容易地通过化学蚀刻技术产生。该制程通过形成向下台阶的孔来减少所选择的组件的锡量。例如，在同一
设计中，多数 0.050"~0.025" 间距的组件 ( 通常要求 0.007" 厚度的钢板 ) 和几个 0.020" 间距的 QFP(quad flat pack) 在一起，为了减少 QFP 的锡膏量，这个 0.007" 厚度的钢板可制出一个 0.005" 厚度的向下台阶区域。向下台阶应该总是在钢板的刮刀面，因为钢板的接触面必须在整个板上水平的 ( 图四 ) 。尽管如此，推荐在 QFP 与周围组件之间提供至少 0.100" 的间隔，以允许刮刀在钢板两个水平上完全地分配锡膏。化学蚀刻的钢板对于产生半蚀刻 (half-etched) 基准点 (fiducial) 和字幕名称也是好的。用于印刷机视觉系统对中的基准点可以半蚀刻，然后填充黑色树脂，提供视觉系统容易识别的、与光滑的金属背景的对比度。包含零件编号、制作日期和其它有关信息的字幕块也可以在钢板上半蚀刻出来，用作标识用途。两个制程都是通过只显影双面的一半来完成的。
化学蚀刻的局限。除了刀锋形边缘的缺陷之外，化学腐蚀的钢板有另外一个局限：纵横比 (aspect ratio) 。简单地说，该比率限制按照手边的金属厚度可蚀刻的小孔开口。典型地，对于化学蚀刻的钢板，纵横比定义为 1.5 : 1 。因此，对于 0.006" 厚度的钢板，小的孔开口将是 0.009"(0.006"x1.5=0.009") 。相比之下，对于电铸成形的和激光切割的钢板，纵横比为 1 : 1 ，即通过任何一种制程可在 0.006" 厚度的钢板上产生 0.006" 的开口。
电铸成形，一种递增而不是递减的制程，制作出一个镍金属钢板，具有独特的密封 (gasketing) 特性，减少锡桥和对钢板底面清洁的需要。该制程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。通过在一个要形成开孔的基板 ( 或芯模 ) 上显影光刻胶 (photoresist) ，然后逐个原子、逐层地在光刻胶周围电镀出钢板。正如图五中所看到的，镍原子被光刻胶偏转，产生一个梯形结构。然后，当钢板从基板取下，顶面变成接触面，产生密封效果。可选择 0.001 ~ 0.012" 范围的连续的镍厚度。该制程比较理想地适合超密间距 (ultra-fine-pitch) 要求 (0.008~0.016") 或者其它应用。它可达到 1 : 1 的纵横比。
至于缺点，因为涉及一个感光工具 ( 虽然单面 ) 可能存在位置不正。如果电镀制程不均匀，会失去密封效果。还有，密封“块”可能会去掉，如果清洗过程太用力。
激光切割的钢板
直接从客户的原始 Gerber 数据产生，激光切割不锈钢钢板的特点是没有摄影步骤。因此，消除了位置不正的机会。钢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。
也有问题出现，就是孔周围出现“扇贝状”的外形，造成孔壁粗糙。虽然这会增加表面摩擦力，但粗糙都是在垂直面的。可是，近的激光机器有内部视觉系统，它允许金属箔以无边框的条件切割。这是很有意义的，因为钢板的制作可以先通过化学腐蚀标准间距的组件，然后激光切割密间距 (fine-pitch) 的组件。这种“混合”或结合的钢板，得到两种技术的优点，降低成本和更快的周转。另外，整个钢板可以电抛光，以提供光滑的孔壁和良好的锡膏释放。激光切割制程的主要缺点是机器单个地切割出每一个孔。自然，孔越多，花的时间越长，钢板成本越高。尽管如此，如果
设计允许，可以通过利用混合钢板制程来降低成本。按照激光光束的焦点，梯形孔自动产生。孔的开口实际上从钢板的接触面切割；然后钢板翻转以刮刀面朝上安装。
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