В области электронного производства, особенно в технологическом процессе поверхностного монтажа (SMT),стальная сетка для печатных плат, как специальная форма SMT, напрямую влияет на качество сварки и производительность электронных изделий с точки зрения качества их производства. Глубокое понимание производства стальных сеток для печатных плат имеет большое значение для повышения уровня электронного производства.
1, определение и функция стальной сетки печатной платы
Стальная сетка для печатных плат, также известная как шаблон SMT, в основном изготовлена из нержавеющей стали. Его основная функция — способствовать точному нанесению паяльной пасты, гарантируя, что необходимое количество паяльной пасты точно переносится в назначенное место на пустой печатной плате. На производственной линии SMT паяльная паста равномерно наносится на паяльные площадки печатной платы через сетчатые отверстия стальной сетки, закладывая основу для последующего монтажа и пайки компонентов, и является ключевым звеном в обеспечении надежности и стабильности электрических соединений электронных изделий.
2. Процесс производства стальной сетки для печатных плат.
(1) Метод химического травления
Ход процесса: сначала спроектируйте и разложите стальной лист с помощью профессионального программного обеспечения для создания точных файлов данных. Впоследствии светочувствительный материал равномерно покрывают поверхность стального листа. Используя технологию прямой лазерной визуализации LDI, рисунок из файла данных напрямую проецируется на стальной лист, покрытый светочувствительным материалом, в виде лазерного луча, завершая операцию экспонирования. Далее проводится проявка для удаления неэкспонированного светочувствительного материала и обнажения участков, которые необходимо протравить. Повторно используйте раствор для травления, чтобы протравить стальной лист, чтобы сформировать сетку желаемой формы, и, наконец, завершите производство стальной сетки путем очистки стального листа и этапов растяжения сетки.
Особенности: Этот метод может быть отлит за один раз, с относительно высокой скоростью производства и низкой стоимостью. Однако она имеет очевидные дефекты, и в процессе травления легко привести к тому, что сетка приобретет форму песочных часов или увеличится размер отверстия (чрезмерное травление) из-за сложности точного контроля степени травления. Более того, на производственный процесс сильно влияют объективные факторы, такие как опыт операторов и качество химикатов, что приводит к значительному накоплению ошибок, что делает его менее подходящим для производства стальной сетки с мелким шагом. Кроме того, химикаты, используемые при химическом травлении, могут стать причиной загрязнения окружающей среды, что противоречит современным концепциям защиты окружающей среды.
(2) Метод лазерной резки
Ход процесса: создавайте точные файлы данных с помощью профессионального программного обеспечения для проектирования, используйте высокоэнергетические лазерные лучи для резки стальных листов в соответствии с файлами данных и точно вырезайте отверстия в сетке в соответствии с шаблоном проектирования. После резки стальной лист полируется для удаления заусенцев и шлака, образующихся в процессе резки, и, наконец, проводится процесс растяжения сетки.
Характеристики: Метод лазерной резки имеет преимущество высокой точности получения данных и меньше подвержен влиянию объективных факторов. Вырезанное им трапециевидное отверстие удобно для извлечения паяльной пасты из формы, обеспечивая точную резку и отвечая высоким-требованиям точности при производстве стальной сетки. Однако этот метод предполагает вырезание отверстий сетки одно за другим, что является медленным в изготовлении и относительно дорогим. Тем не менее, благодаря своим превосходным комплексным характеристикам, в настоящее время он наиболее широко используется в индустрии стальных сеток SMT.
(3) Метод гальванопластики
Ход процесса: равномерно нанесите светочувствительную пленку на подложку, используйте технологию прямой лазерной визуализации LDI для экспонирования, сформируйте определенный рисунок на светочувствительной пленке, а затем зафиксируйте рисунок путем проявления. Затем выполняется процесс гальванического никелирования для нанесения металлического никеля на определенную область, постепенно формируя желаемую форму стальной сетки. После формования очистите стальной лист от загрязнений и, наконец, выполните операцию растяжения сетки.
Особенности: Стенки стальной сетки, изготовленные методом гальванопокрытия, гладкие, особенно подходят для производства стальной сетки с ультратонким шагом, которая может удовлетворить потребности в сварке компонентов со сверхплотным расстоянием при разработке электронных продуктов в сторону миниатюризации и интеграции. Однако процесс его производства сложен, включает использование химических веществ, загрязняет окружающую среду, имеет длительный производственный цикл и высокую стоимость, что ограничивает его широкомасштабное-применение.
3, материалы, необходимые для изготовления стальной сетки печатной платы
(1) печатная плата
Предоставленная печатная плата должна иметь правильную версию и не иметь таких проблем, как деформация, повреждение или поломка. Это важный ориентир при производстве стальной сетки, гарантирующий, что расположение отверстий стальной сетки точно соответствует положению площадок для пайки печатной платы.
(2) Файл данных
Требования к формату: группы обработки обычно принимают несколько форматов данных САПР, таких как GERBER, HPGL и т. д. РАБОТА,. печатная плата,. ГВК,. КВК,. ПВК,. DXF,. PDF и т. д. Между тем, аналогично PAD2000,POWERpcb,GCCAM4.14,PROTEL,AUTOCADR14(2000),CLIENT98,CAW350W,V2001. Данные проектирования программного обеспечения также совместимы. Если файл данных слишком велик, его необходимо использовать в формате ZIP. АРЖ,. LZH и другие форматы сжатия сжимаются и передаются.
Требования к содержимому: файл данных должен включать слой паяльной пасты SMT, который должен включать данные Fiducial Mark и данные о форме печатной платы, а также данные символьного слоя для четкого различения ключевой информации, такой как передняя и задняя часть данных, категории компонентов и т. д., обеспечивая комплексную и точную поддержку данных для производства стальной сетки.
(3) Подробное объяснение файлов GERBER.
Файл GERBER был предложен американской компанией GERBER, которая преобразует информацию о печатной плате в электронные данные, которые можно распознать с помощью различных функций оптического рисования, также известных как файлы оптического чертежа. Это программная структура с координатами X, Y и дополнительными командами, официально известная как «формат RS274», которая стала файлом стандартного формата в индустрии печатных плат. Файл GERBER необходимо использовать вместе с файлом списка Aperture, которые вместе определяют начальную точку, форму и размер изображения. D-Код определяет размер и форму графики, например линий, отверстий и площадок в схеме. Файлы GERBER делятся на два типа: RS274D и RS274X. RS274D содержит X и YDATA, но не включает файлы кода D-; RS274X одновременно содержит содержимое файлов X, YDATA и D-Code.
4, конструкция открытия стальной сетки
Конструкция отверстия из стальной сетки напрямую влияет на эффект извлечения паяльной пасты из формы, который в основном определяется тремя факторами: соотношением ширины и толщины/площади отверстия, геометрической формой боковой стенки отверстия и гладкостью стенки отверстия. Последние два фактора в основном определяются технологией изготовления стальной сетки, в то время как соотношение ширины и толщины и соотношение площади проема являются ключевыми факторами в процессе проектирования.
(1) Отношение ширины к толщине и соотношение площади
Определение: Отношение ширины к толщине означает отношение ширины проема к толщине стальной сетки; Коэффициент площади — это отношение площади отверстия к площади поперечного-сечения стенки отверстия. Вообще говоря, для достижения хорошего эффекта извлечения из формы отношение ширины к толщине должно быть больше 1,5, а соотношение площадей должно быть больше 0,66. Когда длина отверстия не превышает 5-кратную ширину, соотношение площадей используется для прогнозирования ситуации извлечения паяльной пасты из формы, в то время как в других случаях учитывается соотношение ширины и толщины.
Пример открытия компонента: В качестве примера рассмотрим обычные компоненты, такие как компоненты QFP, когда шаг составляет 0,635 мм, ширина площадки составляет 0,35 мм, ширина отверстия обычно составляет 0,30–0,31 мм, а толщина шаблона составляет 0,15–0,18 мм. В настоящее время отношение ширины к толщине находится в пределах 1,7-2,1, а соотношение площади - в пределах 0,69-0,85; Для компонентов BGA, если диаметр площадки составляет 1,27 мм, диаметр отверстия обычно составляет 0,75 мм, толщина шаблона составляет 0,15–0,18 мм, а соотношение площадей составляет 1,0–1,25. Различные компоненты имеют разные стандарты конструкции отверстий в зависимости от их размера, расстояния и других характеристик.
(2) Особенности проектирования
Для микросхемных компонентов с номерами выше 0603 (1608) при проектировании следует уделять особое внимание предотвращению появления капель припоя. Компоненты IC/QFP с мелким шагом: чтобы предотвратить концентрацию напряжений, лучше всего иметь закругленные углы на обоих концах отверстия; То же самое относится к компонентам BGA и 0402, 0201 с квадратными отверстиями. Компонент в форме чипа использует вогнутый метод открытия, чтобы эффективно предотвратить явление образования надгробий компонента. В то же время ширина отверстия конструкции стальной сетки должна обеспечивать плавное прохождение как минимум 4 жестяных шариков.
(3) Конструкция отверстия стальной сетки с клеевым процессом
Решающее значение имеет опыт проектирования проемов из стальной сетки с использованием клеевой технологии. Отверстие в клейкой стальной сетке обычно выполнено в виде длинной полосы или круглого отверстия. Если используется позиционирование точек без MARK, необходимо открыть два позиционирующих отверстия. Ширина W удлиненного отверстия обычно составляет от 0,3 до 2,0 мм; Диаметр круглого отверстия варьируется в зависимости от компонента, например, компонент 0603 соответствует диаметру круглого отверстия 0,36 мм, а компонент 0805 соответствует 0,55 мм. Толщина клейкой стальной сетки обычно выбирается в пределах 0,15–0,2 мм.
5, постобработка стальной сетки
Травление и гальваническое покрытие стальной сетки обычно не требуют последующей-обработки, которая в основном предназначена для лазерной стальной сетки. Из-за образования металлического шлака, налипающего на стенки отверстий и отверстий при лазерной резке, обычно требуется полировка поверхности. Шлифование позволяет не только удалить шлак, но и сделать поверхность стального листа шероховатой, увеличить поверхностное трение, облегчить накатывание паяльной пасты и улучшить эффект пайки. При необходимости можно также выбрать «электрическую полировку» для дальнейшего удаления шлака и улучшения качества стенки отверстия.
6. Очистка и обслуживание стальной сетки.
Во время использования стальной сетки на сетке и поверхности останется паяльная паста или клей. Если не выполнить очистку вовремя, это повлияет на последующее качество печати и даже заблокирует сетку. Общие методы очистки включают протирание и ультразвуковую очистку. Для протирания обычно используется безворсовая ткань, предварительно пропитанная чистящим средством, чтобы вручную удалить затвердевшую паяльную пасту или клей. Ультразвуковая очистка делится на погружную и распылительную. Другие производители используют полуавтоматическую ультразвуковую чистящую машину. Кроме того, при ежедневном использовании следует уделять внимание тому, чтобы избегать чрезмерного давления на стальную сетку и обеспечивать ровность стальной сетки и печатной платы во время печати, чтобы сохранить качество стальной сетки и продлить срок ее службы.