材料选择与前期准备
贴片钢网的核心材料通常选用不锈钢,常见材质包括304和316L不锈钢。304不锈钢成本较低且具备良好的耐腐蚀性,适用于普通环境;316L不锈钢在耐酸性和抗腐蚀性方面表现更优,适合高精度或特殊工艺需求。钢片厚度一般在0.1-0.15毫米之间,需根据元件引脚间距选择——间距小于0.4毫米的精密元件宜采用0.1毫米薄钢片。
制作前需确认PCB设计文件的准确性,重点检查焊盘尺寸、位置及开口形状。工程师需将Gerber文件导入专用排版软件,通过光学定位点校准确保图形与钢网边框精准对应。部分特殊元件需单独设置开口参数,例如BGA封装的圆形开口需设计内凹结构以控制锡膏释放量。
化学蚀刻工艺
传统化学蚀刻采用三氯化铁或硝酸溶液作为腐蚀剂。将覆盖感光胶的钢片置于曝光机中,通过紫外线照射使设计图形显影。显影后未固化部分被药水溶解,形成镂空图形区域。腐蚀过程需严格控制溶液浓度和温度,0.12毫米钢片典型蚀刻时间为12-15分钟。
此工艺制作的钢网开口呈梯形截面,有利于锡膏脱模。但存在侧壁粗糙度较高的问题,通常在蚀刻后进行电解抛光处理。化学蚀刻适合制作0.5毫米以上间距的元件钢网,制作周期约6-8小时,成本相对较低但精度受限于化学反应的均匀性。
激光切割技术
现代激光切割机采用500W以上光纤激光器,通过数控系统驱动切割头完成图形加工。切割路径规划需考虑热影响区控制,采用螺旋式走刀方式可减少钢片变形。切割过程中使用高压氮气吹扫熔渣,确保开口边缘光滑度达到Ra0.8μm以下。
激光工艺能实现0.3毫米以下的微间距开口,精度可达±15μm。针对异形焊盘可实时调整切割参数,例如QFN元件的十字分隔开口。设备配备CCD视觉系统,通过模板匹配算法自动补偿材料形变,定位精度控制在±25μm范围内。单张钢网制作时间缩短至2-3小时,适合小批量多品种生产。
电铸成型工艺
电铸法通过电沉积在芯模表面生成镍钴合金层。首先在导电基板上涂覆光刻胶,经曝光显影形成负片图形。电铸槽内保持55-60℃恒温,镍离子在电场作用下沉积至未遮光区域。沉积速度约15μm/小时,制作0.1毫米钢网需连续电铸6-7小时。
该方法制作的钢网具有天然的锥形开口结构,内壁粗糙度低于Ra0.5μm。镍钴合金的硬度可达HV450,使用寿命是普通钢网的3-5倍。特别适用于0.2mm pitch以下的CSP封装元件,但制作成本较高且生产周期较长,多用于高端电子产品制造。
混合工艺应用
结合不同工艺优势的复合技术逐渐普及。例如采用激光切割主图形,再用电解法对开口侧壁进行抛光处理。或对化学蚀刻钢网进行激光精修,在保持成本优势的同时提升关键区域的加工精度。部分厂商开发出激光+电铸的阶梯钢网,在BGA区域使用电铸工艺,其他区域采用激光切割。
多层钢网技术通过叠加不同厚度的钢片实现阶梯开口。底层0.08mm钢片处理精密元件,上层0.15mm钢片对应大型焊盘。使用特殊夹具进行层压对准,层间定位精度需控制在±30μm以内。这种结构能有效解决同一PCB上元件高度差导致的印刷压力不均问题。
质量检测标准
成品钢网需通过三项关键测试:使用50倍光学显微镜检查开口尺寸,公差不得超过设计值的±10%;张力测试仪检测钢网平整度,中心区域与四角张力差需小于3N/cm;使用厚度规测量开口区域钢片厚度,允许误差范围为标称值的±5%。
精密钢网还需进行锡膏释放试验,在标准印刷参数下测试连续20次印刷的锡膏体积一致性。高密度钢网要求三次印刷后锡膏覆盖率达到95%以上,桥接缺陷率不超过0.5%。检测合格的产品需在边框处打刻永久性标识,包含钢网编号、厚度、制作日期等信息。
维护保养要点
使用后应立即用无纺布蘸取专用清洗剂擦拭钢网,避免锡膏残留堵塞开口。顽固污渍可用超声波清洗机处理,但需注意频率控制在28kHz以下,清洗时间不超过5分钟。存储环境湿度应保持在40-60%之间,防止钢片氧化生锈。
定期使用张力计检测钢网机械性能,当张力值下降至20N/cm以下时需要报废。长期存放的钢网应垂直悬挂于专用架,避免叠放造成的永久变形。维修时禁止使用硬物刮擦开口部位,微小堵塞可用激光清洗机局部处理,修复后需重新进行张力测试。
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