SMT貼片加工模板的分類及特點詳解

好的SMT貼片加工模板得到好的打印成果，然后主動化協助使其成果能夠重復。”
模板的收購不僅是裝置技能的第一步，它也是最重要的一步。模板的首要功能是協助錫膏的堆積(deposition)。意圖是將精確數量的資料搬運到光板(bare PCB)上精確的方位。錫膏阻塞在模板上越少，堆積在SMT貼片加工電路板上就越多。　模板制造技能
模板制造的三個首要技能是，化學蝕刻(etch)、激光(laser)切開和電鑄成形(electroform)。每個都有共同的長處與缺陷。化學蝕刻和激光切開是遞減(substractive)的技能、電鑄成形是一個遞加的技能。因而，某些參數比擬，如價錢，能夠是歸于蘋果與橘子的比擬。但，首要的思考大概是與本錢和周轉時刻相適應的功能。
一般，當用于最緊的距離為0.025"以上的使用時，化學腐蝕(chem-etched)模板和其它技能相同有用。相反，當處置0.020"以下的距離時，大概思考激光切開和電鑄成形的模板。盡管后邊類型的SMT貼片加工模板對0.025"以上的距離也很好，但對其價錢和周期時刻能夠就難說了。
化學蝕刻的模板
化學蝕刻的SMT貼片加工模板是模板國際的首要類型。它們本錢最低，周轉最快。化學蝕刻的不銹鋼模板的制造是通過在金屬箔上涂抗蝕保護劑、用銷釘定位感光東西將圖形曝光在金屬箔雙面、然后運用雙面技能一起從雙面腐蝕金屬箔。因為技能是雙面的，腐蝕劑穿過金屬所發生的孔，或開口，不僅從頂面和底面，并且也水平地腐蝕。該技能的固有特性是構成刀鋒、或沙漏形狀。當在0.020"以下距離時，這種形狀發生一個阻止錫膏的時機，這個缺陷能夠用叫做電拋光(electropolishing)的增強技能來減小。
電拋光是一種電解后端技能，“拋光”孔壁，成果外表摩擦力削減、錫膏開釋杰出和空泛削減。它也可大大削減模板底面的清潔。電拋光是通過將金屬箔接到電極上并把它浸入酸浴中來到達的。電流使腐蝕劑首要腐蝕孔的較粗糙外表，對孔壁的作用大于對金屬箔頂面和底面的作用，成果得到“拋光”的作用。然后，在腐蝕劑對頂面和底面作用之前，將金屬箔移走。這樣，孔壁外表被拋光，因而錫膏將被刮刀有用地在模板外表上翻滾(而不是推進)，并填滿孔洞。
關于0.020"以下距離的改善錫膏開釋的另一個技能是梯形截臉龐(TSA, trapezoidal section apertures)。
梯形截臉龐(TSA)是在模板的接觸面(或底面)比刮刀面(或頂面)尺度大0.001~0.002"的開孔。梯形截臉龐可用兩種辦法來完結：通過挑選性潤飾特別組件，即雙面顯影東西的接觸面尺度做得比刮刀面大；或許悉數梯形截臉龐的模板，它能夠通過改動腐蝕劑噴霧的頂面與底面的壓力設定來發生。當通過電拋光后，孔壁的幾許形狀可答應0.020"以下距離的錫膏開釋。別的，得到的錫膏堆積是一個梯形“磚”的形狀，它推進組件的安穩貼裝和較少的錫橋。
向下臺階(stepdown)，或雙層面(dual-level)模板，能夠簡略地通過化學蝕刻技能發生。該技能通過構成向下臺階的孔來削減所挑選的組件的錫量。例如，在同一描繪中，大都0.050"~0.025"距離的組件(一般需要0.007"厚度的模板)和幾個 0.020"距離的QFP(quad flat pack)在一起，為了削減QFP的錫膏量，這個0.007"厚度的模板可制出一個0.005"厚度的向下臺階區域。向下臺階大概總是在模板的刮刀面，因為模板的接觸面必須在整個板上水平的。盡管如此，推薦在QFP與周圍組件之間供給至少0.100"的距離，以答應刮刀在模板兩個水平上徹底地分配錫膏。
化學蝕刻的模板關于發生半蝕刻(half-etched)基準點(fiducial)和字幕稱號也是最佳的。用于打印機視覺體系對中的基準點能夠半蝕刻，然后填充黑色樹脂，供給視覺體系簡略辨認的、與潤滑的金屬布景的對比度。包括零件編號、制造日期和其它有關信息的字幕塊也能夠在模板上半蝕刻出來，用作標識用處。兩個技能都是通過只顯影雙面的一半來完結的。
化學蝕刻的約束。除了刀鋒形邊際的缺陷之外，化學腐蝕的模板有別的一個約束：縱橫比(aspect ratio)。簡略地說，該比率約束依照手邊的金屬厚度可蝕刻的最小孔開口。典型地，關于化學蝕刻的模板，縱橫比界說為1.5 : 1。因而，關于0.006"厚度的模板，最小的孔開口將是0.009"(0.006"x1.5=0.009")。相比之下，關于電鑄成形的和激光切開的模板，縱橫比為1 : 1，即通過任何一種技能可在0.006"厚度的模板上發生0.006"的開口。
電鑄成形(Electroforming)
電鑄成形，一種遞加而不是遞減的技能，制造出一個鎳金屬SMT貼片加工模板，具有共同的密封(gasketing)特性，削減錫橋和對模板底面清潔的需要。該技能供給近乎完滿的定位，沒有幾許形狀的約束，具有內涵梯形的潤滑孔壁和低外表張力，改善錫膏開釋。
通過在一個要構成開孔的基板(或芯模)上顯影光刻膠(photoresist)，然后逐一原子、逐層地在光刻膠周圍電鍍出模板。正如圖五中所看到的，鎳原子被光刻膠偏轉，發生一個梯形布局。然后，當模板從基板取下，頂面變成接觸面，發生密封作用。可挑選0.001 ~ 0.012" 規模的接連的鎳厚度。該技能比擬理想地合適超密距離(ultra-fine-pitch)需要(0.008~0.016")或許其它使用。它可到達1 : 1的縱橫比。
至于缺陷，因為觸及一個感光東西(盡管單面)能夠存在方位不正。若是電鍍技能不均勻，會失掉密封作用。還有，密封“塊”能夠會去掉，若是清潔進程太用力。
激光切開的模板
直接從客戶的原始Gerber數據發生，激光切開不銹鋼模板的特點是沒有拍攝過程。因而，SMT貼片加工消除了方位不正的時機。模板制造有杰出的方位精度和可再生產性。Gerber文件，在作必要修正后，傳送到(和直接驅動)激光機。物理干與少，意味著犯錯時機少。盡管有激光光束發生的金屬熔渣(蒸騰的熔化金屬)的首要疑問，但如今的激光切開器發生很少簡略鏟除的熔渣。
也有疑問呈現，就是孔周圍呈現“扇貝狀”的外形，SMT貼片加工形成孔壁粗糙。盡管這會添加外表摩擦力，但粗糙都是在筆直面的。可是，比來的激光機器有內部視覺體系，它答應金屬箔以無邊框的條件切開。這是很有含義的，因為模板的制造能夠先通過化學腐蝕規范距離的組件，然后激光切開密距離(fine-pitch)的組件。這種“混合”或聯系的模板，得到兩種技能的長處，降低本錢和更快的周轉。別的，整個模板能夠電拋光，以供給潤滑的孔壁和杰出的錫膏開釋。激光切開技能的首要缺陷是機器單個地切開出每一個孔。天然，孔越多，花的時刻越長，模板本錢越高。盡管如此，若是描繪答應，能夠通過使用混合模板技能來降低本錢。依照激光光束的焦點，梯形孔主動發生。孔的開口實際上從模板的接觸面切開；然后模板翻轉以刮刀面朝上裝置。
激光技能是僅有答應現有的模板進行返工的技能，SMT貼片加工如增強孔、擴大現有的孔或增強基準點。
其它前進
除了激光切開與電鑄成形之外，模板制造中的最重要前進是電子數據搬運。近如1995年，供給給模板制造商的大都圖像都是膠片正片(film positive)，一比一地合作光銅上的圖形。組件開孔的潤飾觸及重復的拍攝竅門和手工操作。該技能也決議于所供給膠片正片的質量。最終，分步重復圖像是一項深重的使命。
今日，通過調制解調器(modem)和電子郵件的電子文件傳送是即時供給圖形數據的最常見辦法。挑選性潤飾、分步重復圖形、和幾許形狀變換能夠簡略并且精確地完結。還有，因為消除了膠片正片的郵遞，周轉時刻簡直能夠削減一整天。
有了Gerber文件的傳送，焊盤(pad)的幾許形狀能夠從正方形和矩形改動成“home plate”、“格子”、“拉鏈”等形狀，作為削減錫膏量的一種辦法。通過修正幾許形狀來調理錫膏量，聯系挑選正確的金屬板厚度，也能夠消除臺階(stepdown)板的需要。單一厚度的模板，通過恰當描繪，從技能的視點看總是比雙級東西非常好。
膠劑模板(Adhesive Stencil)
電子文件也使計算機輔助描繪(CAD)操作員可簡略地決議一個焊盤形狀的質心點。有這個才能，描繪文件中錫膏層可變換成圓形和橢圓形。示組件尺度而定。因而，可制造一塊模板來“打印”，而不是滴膠。打印比滴膠快，將這種設備讓給其它作業上面。
返工模板
一個比擬近期的立異發生在返修(rework)范疇。如今有“小型的”模板，專門描繪用來返工或翻修單個組件。可采辦單個組件的SMT貼片加工模板，如規范的QFP和球柵陣列(BGA)。當然也有相應的刮板，或小型刮刀。
價錢比擬
化學腐蝕模板的價錢是有結構尺度唆使的。盡管金屬箔是模板制造進程中的要點，但結構是單一的、最貴的固定本錢。其尺度很大程度上由打印機類型決議。可是，大大都打印機可接收不止一個結構尺度。(結構尺度是工業規范)。大都模板供貨商堅持必定庫存的規范結構，尺度規模從5×5" ~ 29×29"。因為空的金屬箔本錢沒有結構的那幺多，金屬厚度對價錢沒有影響。并且因為一切孔都是一起蝕刻的，其數量也是無關緊要的。
電鑄成形模板價錢首要是由金屬厚度唆使的。電鍍到所期望的厚度是首要的思考：厚的模板比薄的模板本錢低。
激光切開模板價錢是依照描繪的孔數。
激光一次切開一個孔，即孔越多，本錢越高。還要加上所需要的結構尺度。一個用激光切開密距離和化學腐蝕規范距離組件的混合模板，當需要許多開孔時，能夠是本錢有用的辦法。可是，關于少于2500個孔的描繪，徹底用激光切開整個模板或許更本錢低。
定論
不論現代外表貼裝裝置的需要能夠是什幺，SMT貼片加工當前有一個模板技能滿意這個需要。一些討論過的立異，如梯形截臉龐、混合模板和電子數據傳送的優勢，都在曩昔三或四年得到開展和改善。SMT貼片加工模板工業傳統上現已不僅對新的需要快速反應，并且在這些跋涉中的開展中走在前面。