微型元件贴装工艺

日期：2025-04-05　点击数： 返回列表
PCB钢网(SMT Stencil)作为表面贴装技术(SMT)工艺中的关键工具，其制作精度和质量直接影响锡膏印刷效果，进而决定SMT贴装品质。本文将深入探讨PCB钢网的制作工艺流程、关键技术参数及工艺控制要点。

钢网基本概述
钢网主要用于SMT工艺中的锡膏印刷环节，通过精确开孔，使锡膏准确转移至PCB焊盘位置。高品质钢网需具备适当的厚度、精确的开孔尺寸、良好的释放性和足够的使用寿命。常用材料包括不锈钢(SUS304)、镍合金等，厚度通常在0.10mm-0.20mm之间，根据组件引脚间距和焊盘要求选择。
钢网制作工艺流程
1. 数据处理阶段
钢网制作始于PCB的Gerber数据处理。设计师需提取Top Paste层，并根据具体应用进行数据优化：
通过缩孔处理(aperture reduction)控制锡膏体积
针对0201、01005等微小器件进行专门优化
对BGA、QFN等特殊封装进行阶梯式或弧形开孔设计
处理焊盘共面性与锡膏均匀性问题
2. 钢板前处理
选择适当厚度和材质的不锈钢板后，需进行以下处理：
精密研磨至Ra≤0.4μm的表面粗糙度
应力消除热处理(280℃±5℃，保温40分钟)
表面清洗与钝化处理
感光材料涂覆(激光直接成像工艺则无需此步骤)
3. 开孔工艺
3.1 激光切割法(Laser-cut)
目前主流的钢网制作方法，使用Nd:YAG或光纤激光器：
激光功率：150-300W
脉冲频率：20-40kHz
光斑直径：通常为40-60μm
切割精度：±10μm
适用于精细间距器件(fine pitch)
激光参数设置直接影响开孔质量，包括切割速度、功率、频率等。切割后孔壁会形成15°-20°的锥度，有利于锡膏释放。
3.2 电化学腐蚀法(Chemical Etching)
传统工艺，通过以下步骤实现：
图片
感光胶涂布与曝光
显影形成蚀刻掩膜
FeCl?溶液腐蚀
清洗、去膜
优点是成本低，缺点是精度较差(±25μm)，孔径难以精确控制。随着微型封装普及，此工艺逐渐被淘汰。
3.3 电铸法(Electroforming)
适用于超高精度要求场景：
精度可达±5μm
孔壁光滑，锥度可控
成本高，周期长
4. 后处理工艺
开孔完成后的钢网需进行系列后处理：
去毛刺处理(Deburring)
张力调整(拉网机构平整度控制≤15μm)
表面钝化与亲锡性处理(Ni-Au复合镀层)
框架装配与张力测试(张力通常控制在35-45N/cm2)
质量检验(AOI、孔径测量、样板印刷测试)
钢网关键技术参数控制
1. 开孔面积比(Area Ratio)
AR = 焊盘面积/孔壁面积，理想值应≥0.66
对于0.4mm间距BGA，0.12mm厚钢网的AR约为0.78
对于0201封装，AR值容易低于0.66，需特殊处理
2. 长宽比(Aspect Ratio)
= 最小孔径/钢网厚度，应≥1.5，否则会影响锡膏释放性
3. 阶梯式开孔设计
针对QFN、BGA等特殊器件，可采用阶梯式或"家居式"开孔，优化锡膏体积分布
结语
PCB钢网制作工艺涉及多学科技术融合，随着电子产品微型化趋势，钢网精度要求不断提高。激光切割技术结合CAD/CAM系统，使钢网制作工艺逐步实现数字化、自动化和精确化。钢网厂商应关注材料科学进展，不断优化制程参数，以适应未来更高密度SMT工艺的挑战。


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