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SMT模板的分类及特点详解
时间: 2019-07-09 23:14 浏览次数:
;好的SMT模板得到好的印刷结果,然后自动化帮助使其结果可以重复。 ; 模板的采购不仅是装配工艺的第一步,它也是最重要的一步。模板的主要功能是帮助锡膏的沉积(deposition)。目的是

;好的SMT模板得到好的印刷结果,然后自动化帮助使其结果可以重复。 ; 
模板的采购不仅是装配工艺的第一步,它也是最重要的一步。模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(Material)转移到光板(bare PCB)上准确的位置(position )。锡膏阻塞在模板上越少,沉积在SMT加工电路板(Printed Circuit Board)上就越多。 

模板制造技术 
模板制造的三个主要技术是,化学蚀刻(etch)、激光(LASER)(laser)切割和电铸成形(electroform)。每个都有独特(释义:特有的、特别的)的优点与不好的地方。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。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,当用于最紧的间距为0.025"以上的应用时,化学腐蚀(chemetched)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。 
化学蚀刻的模板 
化学蚀刻的SMT加工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�**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。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。 
电抛光是一种电解后端工艺, ;抛光 ;孔壁,结果表面摩擦力减少、锡膏释放良好和空洞减少。SMT贴是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它也可大大减少模板底面的清洁。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�**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。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(又称镘刀)有效地在模板表面上滚动(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)是在模板的接触面(或底面)比刮刀(又称镘刀)面(或顶面)尺寸大0.001~0.002"的开孔。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模板,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,得到的锡膏沉积(sedimentation)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(duallevel)模板,可以容易地通过化学蚀刻技术产生。SMT贴是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。该工艺通过形成向下台阶的孔来最大化减少所选择(xuanze)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"厚度的模板)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"厚度的模板可制出一个0.005"厚度的向下台阶区域。向下台阶应该总是在模板的刮刀面,因为模板的接触面必须在整个板上水平的。尽管如此,推荐在QFP与周围组件之间提供至少0.100"的间隔,以允许刮刀在模板两个水平上完全地分配锡膏。 
化学蚀刻的模板对于产生半蚀刻(halfetched)基准点(fiducial)和字幕名称也是最好的。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模板上半蚀刻出来,用作标识用途。两个工艺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,化学腐蚀的模板有另外一个局限: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最小孔开口。典型地,对于化学蚀刻的模板,纵横比定义为1.5 : 1。因此,对于0.006"厚度的模板,最小的孔开口将是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模板,纵横比为1 : 1,即通过任何一种工艺可在0.006"厚度的模板上产生0.006"的开口。 
电铸成形
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。 
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模板。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,当模板从基板取下,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。该工艺比较理想地适合超密间距(ultrafinepitch)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(指关联到,牵涉到)一个感光工具(虽然单面)可能存在位置不正。SMT贴是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。如果电镀工艺不均匀(jūn yún),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。 
激光分割的模板 
直接从客户的原始Gerber数据产生,激光分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(Produce)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,最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,因为模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(finepitch)的组件。这种 ;混合 ;或结合的模板,得到两种技术的优点,降低成本和更快的周转。另外,整个模板可以电抛光(polishing),以提供光滑的孔壁和良好的锡膏释放。激光切割工艺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,模板成本越高。尽管如此,如果设计允许,可以通过利用混合模板工艺来降低成本。按照激光光束的焦点,梯形孔自动产生。孔的开口实际上从模板的接触面切割;然后模板翻转以刮刀(又称镘刀)面朝上安装。 
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。 
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幺多,金属厚度对价格没有影响(influence)。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�**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。 
激光分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。 
 
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