SMT模板（钢网）的概述及特点

文章摘要：本文介绍，在为一个印刷工艺订购模板(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，模板变成在一个另外可变的装配运作中的常量。“好的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转移到光板(bare PCB)上准确的位置。锡膏阻塞在模板上越少，沉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，第一个反应是去责备模板。可是，应该记住，还有比模板更重要的参数，可影响其性能。这些变量包括印刷机、锡膏的颗粒大小和黏

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　　本文介绍，在为一个印刷工艺订购模板(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，模板变成在一个另外可变的装配运作中的常量。

　　“好的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转移到光板(bare PCB)上准确的位置。锡膏阻塞在模板上越少，沉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，第一个反应是去责备模板。可是，应该记住，还有比模板更重要的参数，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、模板从PCB的分离(密封效果)、阻焊层的平面度、和组件的平面性。

　　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)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(chem-etched)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、然后使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(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。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)模板，可以容易地通过化学蚀刻技术产生。该工艺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(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(half-etched)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。

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