SMT模板(钢网)简介

SMT钢网（模板）SMT stencil

SMT钢网（stencil）也称作SMT模板（SMT Stencil）：一种SMT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上的准确位置。

随着SMT工艺的发展，SMT钢网（SMT模板）还被广泛的应用于胶剂工艺。

一、钢网(SMT模板)的演变

钢网最初是由丝网制成的，因此那时叫网板(mask)。开始是尼龙(聚脂)网，后来由于耐用性的关系，就有铁丝网、铜丝网的出现，最后是不锈钢丝网。但不论是什么材质的丝网，均有成型不好、精度不高的缺点。

随着SMT的发展，对网板要求的增高，钢网就随之产生。受材料成本及制作的难易程序影响，最初的钢网是由铁/铜板制成的，但也是因为易锈蚀，不锈钢钢网就取代了它们，也就是现在的钢网(SMT Stencil)。

二、钢网(SMT模板)分类

按SMT钢网的制作工艺可分为：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，蚀刻模板。

激光钢网制作所需的资料

制作激光钢网需要以下资料：

1、PCB

2、菲林

3、数据文件

资料必须：

PCB：版次正确，无变形、损坏、断裂;

菲林：是SMD层及丝印层，注明正反面，确保未受冷受热，无折痕;

数据文件：鑫格瑞激光钢网(SMT模板)可接受各种CAD数据格式：GERBER、HPGL、*.JOB、*.PCB、*.GWK、*.CWK、*.PWK、*.DXF、*.PDF;以及下列软件设计的数据：PAD2000、POWERPCB、GCCAM4。14、PROTEL、AUTOCADR14(2000) 、CLIENT98、CAW350W、V2001。

数据过大时应压缩后传送，可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何压缩格式;

数据需要含SMT solder paste layer(含有Fiducial Mark 数据和PCB外形数据)，还需要含有字符层数据，以便检查数据的正反面、元件类别等。

下面我们简单地介绍一下最常用的GERBER格式文件;

GERBER文件是美国GERBER公司提出的一种数据格式;它是将PCB信息转化成多种光绘机能识别的电子数据，亦称光绘文件。GERBER文件是一种有X、Y坐标和附加命令的软件结构，GERBER格式正式学名叫“RS274格式”。它已成为PCB行业的标准格式文件。

GERBER文件结合Aperture list(亦称D-Code)文件，定义了图形的起始点以及图形形状及大小。D-Code定义了电路中线路、孔、焊盘或别的图形的大小及形状。

GERBER文件有两种类型：RS274D及RS274X

RS274D含X、Y DATA，不含D-Code文件;

RS274X含X、Y DATA， D-Code文件也定义在该文件里。

三、SMT钢网(SMT模板)的制作工艺

SMT钢网（模板）的制作工艺有：化学蚀刻法(chemical etch)、激光切割法(laser cutting)、电铸成型法(electroform)。

1、化学蚀刻法(chemical etch)

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(laser cutting)

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(electroform)

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。

四、SMT钢网(SMT模板)的开口设计

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。

因为激光钢网（模板）很好的性价比，所以这里我们重点探讨激光钢网（模板）的开口设计。

首先，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。

什么时候考虑宽厚比，什么时候考虑面积比呢?通常，如果开口长度没有达到宽度的5倍时，应考虑用面积比来预测锡膏的脱模，其它情况考虑宽厚比。

以下是一些元件的开口范例：

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。

以上主要讲了锡膏工艺钢网（模板）的开口设计，下面我们来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：1、长条形的宽度W应为：0.3mm≤W≤2.0mm

2、圆孔的直径为：

3、印胶钢网（模板）的厚度一般选择0.15 mm～0.2mm

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040

2、0201件也一样子。

2、片状元件的防锡珠开法最好选择内凹开法。

3、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。

五、钢网(SMT模板)的后处理

蚀刻及电铸钢网（SMT模板）一般不做后处理，这里讲的钢网（SMT模板）后处理主要针对激光钢网（SMT模板）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;

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。

六、钢网(SMT模板)的清洗