63.钢板开孔设计.ppt

目 錄 一、模板的作用 二、模板的結構 三、模板制造技术 四、模板设计 五、模板印刷技术的进步 一、模板的作用 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、和元件的平面性。 二、模板的結構 鋼板是一種用液體或干膜覆蓋于金屬薄片并蝕刻制成的金屬板,覆蓋層除那些需蝕刻成切口的區域外,將金屬薄片完全蓋住,蝕刻后,再將覆蓋層去除,將此金屬薄片直接粘接在框架上,稱為金屬鋼板,若是通過金屬絲網與框架進行粘接,則稱為柔性鋼板,一般建議使用柔性鋼板的粘接方式,因為金屬絲網可令鋼板在其牽引下變得平坦無彎曲. 鋼板一般由黃銅或不鏽鋼制成,早期使用黃銅是因其容易取得且易于蝕刻,但是,黃銅因為其抗強度僅為27.000 1b ,而顯得太軟,所以,黃銅制成的印刷模板在制程中,取置及貯存時均易變形受損。而不鏽鋼,因其抗強度為163.000 1b之高,故不易變形受損,因為很耐用,不鏽鋼的缺點是蝕刻為困難. 三、模板制造技术 模板制造的三个主要技术是，化学蚀刻(chemical etching)、激光切割(laser cutting)和电铸成形(electroforming)。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。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)。 化學蝕刻的缺點:这个方法对引脚间距为0.65mm或更大的元件是可接受的。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。改进锡膏释放的另一个技术是梯形截面孔(TSA, trapezoidal section apertures) ， 可以进一步提高表面光洁度，消除表面不规则 电铸成形(Electroforming) 电铸成形，一种递增而不是递减的工艺，制作出一个镍金属模板，具有独特的密封(gasketing)特性，减少锡桥和对模板底面清洁的需要。该工艺提供近乎完美的定位，没有几何形状的限制，具有内在梯形的光滑孔壁和低表面张力，改进锡膏释放。 　 电铸成形的缺点: 因为涉及一个感光工具(虽然单面)可能存在位置不正。如果电镀工艺不均匀，会失去密封效果。还有，如果清洗过程太用力，密封“块”可能会去掉。 激光切割的模板 直接从客户的原始Gerber数据产生，激光切割不锈钢模板的特点是没有摄影步骤。因此，消除了位置不正的机会。模板制作有良好的位置精度和可再生产性。Gerber文件，在作必要修改后，传送到(和直接驱动)激光机。物理干涉少，意味着出错机会少。虽然有激光光束产生的金属熔渣(蒸发的熔化金属)的主要问题，但现在的激光切割器产生很少容易清除的熔渣。激光技术是唯一允许现有的模板进行返工的工艺。 技術的进步 电子数据转移除了激光切割与电铸成形之外，模板制作中的最重要进步是电子数据转移。近如1995年，提供给模板制造商的多数图片都是胶片正片(film positive)，一比一地配合光铜上的图形。元件开孔的修饰涉及重复的摄影技巧和手工操作。该工艺也决定于所提供胶片正片的质量。最后，分步重复图片是一项繁重的任务。 　　 胶剂模板(Adhesive Stencil)电子文件也使计算机辅助设计(CAD)操作员可容易地决定一个焊盘形状的质心点。有这个能力，设计文件中锡膏层可转换成圆形和椭圆形。示元件尺寸而定(图七)。因此，可制作一块模板来“印刷”，而不是滴胶。印刷比滴胶快，将这种设备让给其它工作上面。 返工模板 一个比较近期的创新发生在返修(rework)领域。现