激光钢网制作工艺介绍

SMT漏印锡膏模版的制作工艺介绍
田志学
2014年12月
SMT漏印锡膏模版的制作工艺介绍目录
¾什么是SMT漏印锡膏模版？种类？
¾SMT激光钢网的制作工艺
¾SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
¾附件1：SMT激光模版制作规范
¾附件2：Gerber文件介绍
什么是SMT漏印锡膏模版？
SMT漏印锡膏模版
PCB上板机Æ锡膏印刷机Æ元器件贴片机Æ回流焊焊接
电子表面贴装（SMT）生产线上工艺流程
SMT漏印锡膏模版也称为SMT钢网、SMT模版。

一种SMT印刷机上专用模具；主要作用是辅助锡膏的沉积。

目的是将准确数量的锡膏精准地转移到空PCB上的相应位置，达到后续焊接SMT器件的要求。

随着SMT工艺的发展，SMT钢网还被广泛的应用于胶剂工艺（如点胶）。

什么是SMT漏印锡膏模版？
什么是SMT漏印锡膏模版？分类？
SMT模版的分类
按制作工艺可分为：
¾激光模板
用激光切割开孔的方法制作的模版。

¾电铸模板
用电铸工艺成型“孔”的方法制作的模版。

¾阶梯模板
模版的不同区域具有不同厚度的（不锈钢）材料的模版。

¾镀镍模板
用表面镀镍或含镍不锈钢材料制成的模版。

¾蚀刻模板
用化学蚀刻开孔的方式制作的模版。

什么是SMT漏印锡膏模版？分类？影响SMT模板品质因素
主要有以下几个因素会影响到钢网的品质：
¾制作工艺（激光切割、蚀刻、电铸）
¾模版的材料（不锈钢材料、聚酯等）
¾开口设计（具体的焊盘漏锡形状、尺寸设计）
¾数据文件（开口原始图形的来源、与PCB的一致性等）
¾张网工艺（网框&尼龙材料、张力控制、封胶等等）
¾后处理(激光钢网打磨、超声波清洗、电化学抛光)
SMT模板制作工艺
按照钢网的“开孔”制作工艺有如下流程：
¾化学蚀刻法(chemical etch)
数据文件PCB→菲林制作→曝光→显影→蚀刻→钢片清洗→张网→封胶、包装
¾激光切割法(laser cutting)
数据文件→数据处理→激光切割→打磨→张网→封胶、包装
¾电铸成型法(electroform)
基板上涂感光膜→曝光→显影→电铸镍→成型→钢片清洗→张网→封胶、包装
SMT模板制作工艺
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程激光钢网制作流程：
¾数据文件
获取模版开口的形状、尺寸和位置。

一
般只有使用客户提供的数据文件即可。

特
殊情况，如PCB板尺寸较大，与原数据文
件有较大差异，则需要“采点”，制作数据
文件。

可以使用二次元或专门的采点设备
等方法完成。

¾数据处理
数据处理就是将数据文件按照SMT锡
膏焊接或点固定胶位置的要求，“设计开
口”。

修改的规范一般由客户提供，主要工
作可以由CircuitCAM软件自动完成。

后面
会详细介绍。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
SMT激光钢网制作流程：
¾激光切割
用数据处理完成的数据文件，激光钢网切割设备DL600S，逐个完成开口的切割。

¾打磨、抛光
激光切割完成的钢网，开口侧壁可能会有残留的灰尘、熔渣等，一般情况可以简单打磨即可完成。

特殊要求的可以用超声波清洗或者化学电抛光清洁侧壁及表面。

¾张网
若切割的为张好网的网框，打磨清洁后可以直接包装出货、或上线使用。

若为裸钢片，则需要张网，就是将钢片以一定的张力贴装在网纱上。

¾封胶、包装
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
激光钢网制作流程——CircuitCAM 数据处理
数据处理的主要任务：按照工艺的要求，将原始数据文件中的图形修改为需要的形状、尺寸和位置。

工具：主要为德中（天津）技术发展有限公司的CircuitCAM 7.x 软件，建议配置独立的电脑。

根据数据处理量的要求配置合适的内存。

其他主流配置即可。

原始数据文件：一般为GerberX文件，由客户提供。

CircuitCAM 7.x软件可以导入：Gerber、扩展Gerber、DXF、Excellon/Sieb&Meyer、LMD 、HP-GL 、Barco DPF 、ODB++ 等等。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
激光钢网制作流程——CircuitCAM 数据处理
开口设计标准
SMT漏印锡膏模版的开口设计标准主要参考IPC-7525A标准执行（参照附件）。

具体厂家因器件、印刷设备、锡膏、经验、特殊要求等因素，都有自己的开口规范。

考虑的主要因素有：印制板元器件密度、元器件种类、钢片的厚度、防锡珠设计。

此外，点胶钢网设计比较简单。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
SMT钢网(模板）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。

三个因素中，后两个因素由钢网（模板）的制造技术决定的，前一个我们将会考虑的更多。

我们认识宽厚比和面积比。

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。

一般地说，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。

一般情况下若焊盘长度小于5倍宽度，则考虑宽厚比，否则考虑本面积比。

当然，对钢网（模板）进行开口设计时，不能简单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。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
简单介绍一下胶水工艺钢网(SMT模板)的开口设计：
胶水因其特性的缘故，开口设计经验值很重要。

印胶钢网（模板）开口一般开成长条形或圆孔;非MARK点定位时应开两个定位孔。

备注：
长条形的宽度W应为：0.3mm≤W≤2.0mm
圆孔的直径见下表
印胶钢网（模板）的厚度一般选择0.15mm～0.2mm
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程钢网(SMT模板)开口设计小技巧：
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0402、0201件也一样子。

片状元件的防锡珠开法最好选择
内凹开法。

钢网（模板）设计时，开口宽度
应至少保证4颗最大锡球能顺畅通
过。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
CircuitCAM 7.2 软件的元器件自动编辑库
确定了开孔设计规范之后，可以使用CircuitCAM建立“开孔设计库”，从而在后续实现“一键”完成开孔修改工作。

之后，设置光斑直径、入刀点等，计算激光切割路径。

此外，还需要设置靶标、文字等辅助数据的加工数据。

导出激光切割设备使用的数据文件
这样就完成数据处理工作。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
激光钢网制作流程——激光切割钢网开孔
激光切割钢网分两种情况情况：
¾张好网的网框切割开孔
这种情况比较简单，一般激光切割完成后，也仅仅需要简单打磨即可上线使用。

更加快捷、方便！当然，需要提前准备好足够数量的各种规格的网框。

¾用装夹制具安装裸钢片切割开孔
这种情况比较常见。

使用设备自带的夹具，将钢片装夹到夹具上，在装入设备。

然后导入相应的数据文件，分配加工刀具（参数）。

若按照规范操作，设备具备自动匹配的功能。

最后设备就可以自行完成开孔的切割加工了。

切割是需要注意激光切割是由背面开始切割的，也就是印刷面的反面，这样主要是为了获得较好的锥度。

一般正反面控制在0.01即可。

切割的房间最好准备好如下项目：印刷面
检验台
放大镜50X~100X
物料架
清洁用手持吸尘器
切割面
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
激光钢网制作流程——打磨、抛光
蚀刻及电铸钢网一般不做后处理，这里讲的钢网后处理主要针对激光钢网而言。

因激光切割后会产生金属熔渣附着于也壁及开口处，所以一般要进行表面打磨;当然，打磨也不仅仅是除去熔渣(毛刺)，它同时也是对钢片表面进行粗化处理，增加表面摩擦力，以利锡膏滚动，达到良好的下锡效果;主要有如下项目：
打磨台
机械打磨机（220VAC电源）
打磨台
砂纸
有必要地话，还可以选择“电抛光”，对完全除熔渣(毛刺)改善孔壁。

电抛光需要使用专门的抛光设备或抛光池。

药液也许需要提前准备。

主要有如下项目：
电抛光设备（功率较大）
药液
手套
冲洗池（或设备自带清洗）
气枪（用于清洁）
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
激光钢网制作流程——张网
激光切割开口用裸钢片，需要提前准备好纱网网框，然后张网。

主要流程如下：
绷网机绷网
网框封胶
贴网、封胶
固化
去除中间网纱
尼龙网四周封胶、或直接贴银龙胶带
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程激光钢网制作流程——张网：用绷网机绷网
绷网机
为绷网的主要设备，按照操作要求将网纱固定好后，
调试好压力，也就是绷网张力即可。

一般张力在35~48N/cm2。

网框
采用空心铝材焊接而成。

一般分如下尺寸(单位：
mm)：736X736X30、580X580X25、370X470X25等规格。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
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；聚脂网常采用100目，它不易变形，使用寿命长久。

压缩空气
一般6.5bar左右。

主要用于绷网机。

SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
绷网操作过程
¾绷网
即是将网纱固定在绷网机四周的夹头上，气动张紧即可。

一般需要一定的时间使网纱疲劳，求后续使用时获得稳定的张力。

¾贴网框
¾封胶、固化
¾割网
将纱网沿框外沿割下
激光钢网制作流程——贴网
工具：
刮刀、AB胶、美纹胶带、银龙胶带
具体操作：
Æ固定钢网在网框上
Æ网纱一侧按图示区域封胶
Æ烘干、自然放干
Æ撕网纱
Æ网纱区域封胶、烘干
Æ
贴银龙胶带
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
SMT漏印锡膏模版激光工艺流程
附件1：SMT激光模版制作规范
德中（天津）技术发展有限公司
SMT激光漏印锡膏模版制作规范
一、目的
制订本规范目的在于清晰了解SMT模板制作流程，有效进行管理控制。

指导和规范印锡膏和胶水模板的设计。

二、使用范围.
适用于焊锡钢网和印胶钢钢的设计、制造及检验.本规范内锡膏钢网开口设计标准只对没有钢网GERBER DATA 只有基板GERBER DATA 和客户没有要求时有效。

附件1：SMT激光模版制作规范
三、材料、制作工艺、文件格式
3．1、铝框材料
铝框材料为 2.2mm 的空心梯形铝框。

标准网框边长分别为
600mm*550mm 、
620mm*450mm 和584.2mm*584.2mm(23*23in),铝框的型材为30mm*40mm.印刷机型号网框尺寸网框型材
DEK265600*550mm30*40mmDEK248584*584mm30*40mmMINAMI MK-8783V600*550mm30*40mmEKRA600*550mm30*40mm
附件1：SMT激光模版制作规范
3．2、钢片材料
钢片材料优选SUS304 不锈钢板片，具体厚度由钢网申请者提供。

3．3、张网用钢丝网
钢丝网用材料为不锈钢钢丝，其目数应不低于100 目，其最小张力不低于项38N/CM。

3．4、胶水在钢网的正面，在钢片与丝网结合部位及丝网与网框结合部位，必须用强度足够的胶
水粘合，所用的胶水应不与清洗钢网用的清洗溶剂（工业酒精、二甲苯、丙酮等）起化学反应。

上胶宽度保证在在2-3CM 之内。

3．5、制作工艺钢网生产工艺为激光切割加电解抛光.
3．6、文件
由申请担当提供GERBER DATA 和空基板。

如果是FPC，必须提供已贴附好基板的过炉托盘。

附件1：SMT激光模版制作规范四、钢网外形及标识的要求
4．1、外形图
当PCB 尺寸超过可开口范围
时，与申请担当协商钢网的外形
尺寸，其标准不受上述尺寸的限
制。

附件1：SMT激光模版制作规范
4．2、PCB 位置要求
一般情况下，PCB 中心，钢片中心，钢网外框中心需重合，三者中心距最大值不超过
3.0mm。

PCB,钢片，钢网外框的轴线在方向上应一致，任何两条轴线角度偏差不超过2°。

4．3、钢网标识内容及位置
钢网标识应位于钢片A 面的左下角（如图一所示），其内容与格式如下例所示：（缺省，可自行制定标准）
4．4、MARK 点
钢网非印刷面需制作至少二个MARK 点，钢网与印制板上的MARK 点位置应一致。

选择MARK 点应优先PCB 辅助边上的MARK 点，两MARK 点尽可能成对角。

对于激光制作的钢网，其MARK 点采用表面烧结的方式制作，大小如图三。

附件1：SMT激光模版制作规范5．1、印锡钢网开口
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
QFN 中间的接地焊盘90%开口，如果中间接地焊盘长或宽大于4mm 时，且另一边大于2.5mm，此时开网络状，网格线宽为0.3mm，可视焊盘大小而均分，网格大小为3mm 左右。

附件1：SMT激光模版制作规范
大焊盘
如果焊盘长或宽大于4mm 时，且另一边大于2.5mm，此时开网络状，网格线宽为0.3mm，可视焊盘大小而均分，网格大小为3mm 左右，对于长度超过6mm，而宽度大于或小于2.5mm 时，都需要架桥。

特例
如果钢网焊盘开口中间或边上有钻孔时，要避孔时，在钻孔的实际尺寸加大0.1mm。

不在以上规范之列的焊盘钢网开口设计，除非客户确认说明，否则均按焊盘1：1 的关系设计
钢网开口。

附件1：SMT激光模版制作规范
5．2、FPC
由于FPC 基板和普通的基有在材质上面有很大的差异，FPC 基板钢网开口设计与普通基板开口设计也有一定的差异，处理完后面积统一缩小5%，减少出现锡珠。

附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
5．3、印胶钢网开口设计
5 ．3 ．1 、CHIP
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范5 ．3 ．2 、晶体
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
附件1：SMT激光模版制作规范
5.4、Step模板设计
（1）局部减薄（Step Down）模板
当需要利用一个薄的模板来印刷细间距器件，一个更厚点的模板来印刷其他元件时, 我们就可以选择这类模板制作方式
（2）局部增厚（Step up）模板
当需要在模板的一个小区域印刷更厚点的锡膏的时候，我们就可以选择这类模板制作方式。