SMT貼片加工中使用的金屬模板(Stencil)又稱漏板、鋼板、鋼網,用來定量分配焊膏,是保證SMT貼片焊膏印刷質量的關鍵治具。模板就是在一塊金屬片上,用化學方式蝕刻出鏤空或激光刻板機刻出漏孔,用鋁合金邊框繃邊,做成合適尺寸的金屬板。
根據SMT貼片模板材料和固定方式,模板可分為3類:網目/乳膠模板、全金屬模板、柔性金屬模板。網目/乳膠模板的制作方法與絲網板相同,只是開孔部分要完全蝕刻透,即開孔處的網目也要蝕刻掉,這將使絲網的穩定性變差,另外這種SMT加工模板的價格也較貴。全金屬SMT加工模板是將金屬鋼板直接固定在框架上,它不能承受張力,只能用于接觸式印刷,也叫剛性金屬模板,這種模板的壽命長,但價格也貴。柔性金屬模板是將金屬模板用聚酯并以(30~223)N/cm2的張力張在網框上,絲網的寬度為30~40mm,以保證鋼板在使用中有一定的彈性,這種模板目前應用最廣泛。
SMT加工中金屬模板一般用彈性較好的鎳、黃銅或不銹鋼薄板制成。不銹鋼模板在硬度、承受應力、蝕刻質量、印刷效果和使用壽命等方面都優于黃銅模板,而鎳電鑄模價格最高,因此,不銹鋼模板在焊膏印刷中被廣為采用。
SMT貼片中金屬模板的開孔方法主要有化學腐蝕法、激光切割法和電鑄法3種。目前絕大多數貼片加工廠中都是用激光切割法制作的SMT貼片加工模板,除了少量先進的細間距CSP、對焊膏量局部要求較多的通孔回流器件不能使用外,幾乎可以覆蓋所有SMT元器件。模板開口尺寸大小直接關系到焊膏印刷質量,從而影響焊接質量。開口形狀則會影響焊膏的脫模效果,不銹貼片加工鋼模板的開口設計要素如下。
(1)開口形狀:SMT貼片模板開口通常有矩形、方形和圓形3種。矩形開口比方形和圓形開口具有更好的脫模效率。開口垂直或喇叭口向下時焊膏釋放順利,如圖所示:
(2)開口尺寸設計:為了控制焊接過程中出現焊料球或橋接等焊接缺陷,模板開口的尺寸通常情況下比焊盤圖形尺寸略小。SMT貼片加工廠印刷錫鉛焊膏時,一般模板開口尺寸=0.92*焊盤尺寸。
(3)模板寬厚比和面積比:SMT貼片加工廠焊膏印刷過程中,當焊膏與PCB焊盤之間的粘合力大于焊膏與開口壁之間的摩擦力時,就有良好的印刷效果。
(4)SMT貼片金屬模板的厚度:模板的厚度直接關系到印刷后的焊膏量,對電子產品焊接質量影響也很大,通常情況下,如果沒有BGA、CSP、FC等器件存在,模板厚度一般取0.15mm就可以了。
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