1、光宏电子（深圳）有限公司KONWIN EELCTRONICS (SHENZHEN) CO., LTD光宏电子（昆山）有限公司KONWIN EELCTRONICS (KUNSHAN ) CO., LTDIPC-7525 通用标准SMT 模板设计/制造内部文件,严禁非法拷贝1 Page of 21目 录项目/内容 页数1、名词术语 32、模板设计 32.1 模板数据 3-52.2 复合模板 52.3 拼板模板 52.4 印锡模板开孔设计 5-92.5 印胶水模板开口设计 9-102.6 混合技术贴装与回流的模板设计 10-122.7 表面贴装/倒贴装复合模板技术 132.8 STEP-DOWN/S
2、TEP-UP 模板设计 132.9 空位模板 13-143、模板设计和印刷工艺 144、SMT 模板制作 144.1 前述 144.2 模板材料 154.3 蚀刻模板 15-164.4 激光切割模板 16-184.5 电铸成型模板 18-195、模板的清洗 195.1 清洗剂要求 19-205.2 模板常见清洗方式 205.3 化学清洗剂的选择 20参考文件 21内部文件,严禁非法拷贝2 Page of 211.名词术语1.1.1 Aperture即模板上的开孔1.1.2 Aspect Radio/Area RadioAspect Radio(宽深比)；开孔宽度（W）/模板厚度（T）Area
3、Radio（面积比）：焊盘开孔面积/孔壁面积1.1.3 边界即钢片四周的丝网，它可以是尼龙或是不锈钢丝网1.1.4 蚀刻比例蚀刻比例=蚀刻深度/侧蚀高度此参数在蚀刻模板中用来补偿蚀刻时的侧蚀量1.1.5 孔壁锥度模板开口孔壁线与垂直线的夹角1.1.6 Fiducials即模板与 PCB 板重叠对位的参考点根据印刷机的对位系统不同，Mark 点可做在印刷面或印刷面，并用黑胶填空以增强其对比度1.1.7 Foil 即制作模板的薄片，可以是钢片、镍合金、铜片，也可以是高分子聚合物1. 1.8Frame即固定/张紧薄片之铝框1.1.9 通孔焊接即插件元器件的焊接工艺1.1.10 小 BGA/CSP即中
4、心间隙小于 1mm 的球形矩阵，当元件封装心尺寸不大于 1.2 倍的本体面积尺寸时又可称作 CSP1.1.11 普通 BGA中心间距大于等于 1mm 的球形矩阵1.1.12 Step stncil同薄片上带有不同厚度的台阶式模板1.1.13 表面贴装电子元器件与 PCB 焊盘表面的连接方式，而不是通过插孔的方式联接1.1.14 超细间距即表面贴装元器件中元件引脚中心间距0.4mm2.模板设计2.1 模板数据2.1.1 尽管模板制作方法多样，但都需设计 PCB 板时的 Gerber 文件，客户需制作模板时，或通过 Modem, FTP, E-mail 或磁盘方式将文件传送到光宏电子，如文件太大，
5、将文件压缩后传送，客户最好将传给 PCB 制造商的 Gerber 文件一并传送到光宏公司，以便我司根据实际 SMT 盘大小设计修改开孔。内部文件,严禁非法拷贝3 Page of 212.1.2Gerber 格式1.GERBER 有两种格式：GERBER 数据是所有 PCB CAD 系统可以生成的，可以被所有光绘图机处理的文件可知式。GERBER 格式是 EIA 标准 RS-274D 的子集.扩展 GERBER 格式（GerberX）是 EIA 标准 RS-274D格式的超集，又叫 RS-274X。RS-274X 增强了处理多边形填充，正负图组合和自定义 D 码及其它功能。D 码文件（ASC文件
6、格式）定义了 D 码的形状、大小。. . . . . .GERBER 中带 D 码 GERBER 中不带 D 码，只有坐标位置表 1.D 码（D-CODE）与光圈（APERTURE）的对应D 码 光圈序号 D 码 光圈序号10 1 20 1311 2 21 1412 3 22 1513 4 23 1614 5 24 1715 6 25 1816 7 26 1917 8 27 2018 9 28 2119 10 29 2270 11 72 2371 12 73 24可以看出从 D10 到 D19 是按正常顺序排列的，紧跟在后面就是 D70、D71,而 D20 被排到第 13 位。从 D20 到
7、D29 依次顺延。到 D30 时光圈序号应该是 23，但是 D72、D73 被插到D30 之前，值得提一下的是 D3 到 D9 是一种特殊码，最早时是用来表示虚线、点画线等特殊段，现在已经很少用到它们了。2.1.3 文件格式文件格式中常有 M:N 以及文件坐标系统小数点前的位数加上小数点后的位数一定要等于 Gerber 文件中最长的数的位数，如（2+3=5）M:N=3:2文件坐标系统内部文件,严禁非法拷贝4 Page of 21省前零（Leading Zero）省后零 (Trailing Zero)都不省(Leading Trailing Zero Present2.1.4 文件层制作模板时须
8、用到 PCB 的 Solder Paste 层，提供丝印层（也叫字符层）时可以辨认元件的类型，在设计模板时对某此特殊种类焊盘进行处理。如模板需 Fiducial 与 PCB 对位的话，同样要提供 PCB 的 Fiducial.2. 2 复合模板当在一张模板上制作多于一个图形的模板时须指明两个图形间的相对位置，间距及到网框边的距离等要求。2.3 拼板反当要制作一张拼板模板时，须指明：A:拼板总数量B:X、Y 方向的拼距大小C：图形方向转角当图形与网框须平行或重直摆放时，须指明 PCB 是与网框长对长，长对短或相对于哪一边旋转多大角度2.4 印锡模板开孔设计2.4.1 光宏电子积累多年模板经验，对
9、不同封装元件开口设计总结如下：（单位：mm）封装 PITCH 焊盘宽 焊盘长 开口宽 开口长 钢片厚 宽深比 面积比PLCC 1.27 0.65 2.00 0.60 1.95 0.15-0.25 2.3-3.8 0.88-1.48QFP 0.65 0.35 1.50 0.3 1.45 0.15-0.175 1.7-2.0 0.71-0.83QFP 0.50 0.30 1.25 0.25 1.20 0.125-0.15 1.7-2.0 0.69-0.83QFP 0.40 0.25 1.25 0.20 1.20 0.10-0.125 1.6-2.0 0.68-0.86QFP 0.30 0.20 1
10、.00 0.15 0.95 0.075-0.125 1.5-2.0 0.65-0.860402 N/A 0.50 0.65 0.45 0.60 0.125-0.15 N/A 0.84-1.000201 N/A 0.25 0.40 0.23 0.35 0.075-0.125 N/A 0.66-0.89BGA 1.25 0.80C 0.80C 0.75C 0.75C 0.15-0.20 N/A 0.93-1.25BGA 1.00 0.38C 0.38C 0.35S 0.35S 0.115-0.135 N/A 0.67-0.78BGA 0.50 0.30C 0.30C 0.28S 0.28S 0.0
11、75-0.125 N/A 0.69-0.92Flip Chip 0.25 0.12 0.12 0.12 0.12 0.08-0.10 1.0Flip Chip 0.20 0.10 0.10 0.10 0.10 0.05-0.10 1.0Flip Chip 0.15 0.08 0.08 0.08 0.08 0.025-0.08 1.0须注意：1.假设 BGA 焊盘非阻焊层2. BGA 开口，当边长 0.35mm 时圆角为 0.075mm3.N/A 表示只考虑面积比内部文件,严禁非法拷贝5 Page of 214. C 表示圆形，S 表示正方形2.4.2 开口尺寸开口尺寸及模板厚度决定了印膏量的多
12、少，印刷时焊盘脱模难易程度决定于以下几个因素：A：开口面积/宽深比B:孔壁形状C:孔壁光滑度2.4.2.1 面积比/宽深比模板开口一般设计标准应为：面积比0.66，宽深比1.66，当开口长度远大于其宽度（如 IC 时） ，则需考虑其宽深比和面积比2.4.2.2 开口尺寸与焊盘尺寸对比通常开口相对于焊盘有所减少，良好的开孔修改及开口形状可提升印刷工艺回流能力及模板清洗 ，如适当地缩小焊盘可大大降低板偏位、回流时锡球等不良，开口四周带圆角有利于钢板清洗。2.4.3 常见几类元件焊盘的修改2.4.3.1 带引脚 SMD 元件修改（如 IC.QFP 等）一般是宽方向减少 1.2-3.1mil，长方向减
13、少2.0-5.1mil2.4.3.2 塑料 BGA一般圆孔直径 2mil2.4.3.3 陶瓷 BGA一般将孔径增加 2-3.1mil 或者将钢片厚度加到 0.2mm2.4.3.4 小 BGA 和 CSP如开口为正方形则边长比焊盘缩小 1mil，四角带圆倒角，一般边长为 0.25mm 时，倒0.06mm 半径的圆，边长为 0.35mm 时倒 0.075mm 半径的圆2.4.3.5 Chip 元件-电阻和电容对 Chip 元件，光宏电子在设计时导用如下开口形状，可大大降低锡球不良：（防锡珠、桥接焊盘特殊处理）（1）0805.0603 元器件处理方式内部文件,严禁非法拷贝6 Page of 21（2
14、）CN(PITCH=0.5mm)元器件处理方式（3）其他元器件处理方式2.4.3.6MELF 及小型 MELF 元件所有 MELF 及小 MELF 元件一般均采用 C 形开口方式，如图示：即焊盘缩小 15-20后中央内凹.内部文件,严禁非法拷贝7 Page of 212.4.3.7 细间距、超细间距及微型 CHIP 元件 0402、02012.4.3.7.1 细间距、超细间距模板随着小间距 QFP 在 PCBA 中的应用逐渐增多，厂商对模板的要求也越来越高，良好的开孔设计和孔壁抛光可以使焊膏下模完全，焊量合适，避免少锡、多锡、桥接等缺陷。A. Pitch=0.5mm 及 Pitch=0.40m
15、m 模板光宏电子凭借其精密的激光切割和完美的电抛光后处理工艺，以及其专业化的开孔设计，将细间距模板做得尽善尽美。1. 错位隔断法2、细腰法B. Ultra-Pitch=0.3mm 模板对于具有 0.3mm 超细间距的 PCB,一般采用电铸工艺模板，因其精密的开孔尺寸和康好的脱 模性能，可满足其印刷要求。C.0402 Chip 元件0402 器件易出现少锡、墓碑、锡珠等缺陷，光宏电子总结出一系列行之有效的开孔设计：1 220*24mil 及内切 2mil 0.48mm 的圆内部文件,严禁非法拷贝8 Page of 213 4. 20*24mil 椭圆 19*20mil 长方形内切圆弧角D0201
16、 Chip 元件0201 元件的印刷与 CSP、微型 BGA 和倒装芯片是同等重要的。0201 工艺的关键因素包括模板厚度、开孔的尺寸，锡膏类型和要求的开孔几何形状，一般面积比大于 0.6 对锡膏的释放比较充分。在设计模板开孔时，对模板的长，宽及孔边距离有比较高的要求，目前推荐使用的开孔设计是：开孔 长 宽18mil11mil,孔边间距 9mil 两边向外移 0.5mil, 当然，目前制作 0201 模板可用电铸模板，厚度常采用 0.06-0.08mm.2.5 印胶水模板开口设计胶水网钢片常采用 0.15mm-0.20mm 厚度，开口常位开元件焊盘间中心，如图示：1. CHIP 器伯常采用圆形
17、或长条形开孔：开口宽度 A0.3-0.4L 且 Amax=1.2mm.开口直径 D 且两圆孔间隙为 0.2mm.LAD元件封装 0603 0805 1206 1206 以上直径D（mm）0.35 0.55 0.8 1.0内部文件，严禁非法拷贝9 Page of 212.IC、QFP、SOT 等其他器件常也可用圆形或长条形开孔。2.6 混合技术贴装与回流的模板设计2.6.1 对于表面贴装通孔插件复合装配需回流焊接的 PCB，需要印刷足够焊膏以便回流后焊膏能填满通孔并且在插脚四周形成合理的圆角，此模板技术将不需要波峰焊接或手工焊接通孔元件工艺。设计此类模板时要考虑通孔元件的材料类型，引脚类型、引脚
18、长度和支起高度。通常有三种模板设计：A 使用特大模板开孔来印刷锡膏在通孔焊盘区域内的单一厚度模板；B.使用特大模板开孔来印刷锡膏在通孔焊盘区域内的单一厚度模板；开口宽度 A=0.3-0.4L L 为上下焊盘间隙长度为两焊盘间距大小圆孔大小视 QFP 上下、左右焊盘间隙而定C.用于在通孔焊盘区域内的印刷锡膏的厚模板（0.015”-0.025”厚度） 。厚模板是双印模板工艺中的第二块模板。模板设计的选择依靠几个因素：用于填充引脚周围已镀通孔以形成适当焊锡圆角的总的焊锡量要求，板的厚度，引脚直径，已镀通孔尺寸，通孔元件在板面分布的位置，元件间距，阻焊表面能量，锡膏活性水平，和金属可焊性。2.6.2
19、复合模板设计2.6.2.1 焊锡量用于通孔回流焊接的锡膏模板印刷的目的是，提供足够的焊锡量在回流焊接后填充通孔，并在引脚周围形成可接受的焊接圆角。有三种通常用于给通孔递送锡膏的模板设计：非台阶式模板，台阶式模板和双印模板。2.6.2.2 开口之间的最小距离开口之间的网格距离应该最大化，以消除锡桥或由于锡膏塌落引起焊锡断源。内部文件，严禁非法拷贝10 Page of 210.006”或更少的模板上的开口之间的细网格会在印刷过程中变形和拉长，下面因素中的一些将影响网格尺寸：A 开口尺寸B 模板厚度C 板的弯曲度D 刮板材料E 印刷机设定2.6.2.3 非台阶式模板这是一个单一厚度的模板，很大的开口
20、使通孔元件满足用于形成焊接点的锡膏量的要求，该模板类型的截面如图所示。以下列这种模作为例子：一个两排的连接器，0.10”间距，0.045”直径的通孔和 0.035”的引脚直径，0.048”厚度的 PCB，在 0.150”的通孔开口范围内没有其它的元件和通路孔.一块 0.085”宽，0.170” 长的开口，和 0.006”厚度的印刷模板，可以达到足够的锡膏量，以形成在 PCB 的两面有焊接圆角的焊接点。2.6.2.4 台阶式印刷当单一厚度的印刷模板不能提供适当的锡膏量来形成一个可接受的焊接点的时候，则使用台阶式印刷模板，台阶式印刷模板的应用是，多引脚排的通孔元件（三或更多）或在SMT 元件和通孔
21、元件之间具有最小不准入内区域的高密度组装板。这个模板类型的一个例子如图所示。K1 和 K2 是不准入内距离，K2 是通孔开口与台阶边缘之间的距离。K2 K1 StencilSMT padThrough-hole padThrough-holeBoardSMT padThrough-hole padThrough-holeBoard作为一条设计指导原则，K2 可以小到 0.025”。K1 是台阶边缘到台阶下降区域内内最近的开口距离，作为一条设计指导原则，K1 对每一个 0.001”的台阶下降厚度不应该小于 0.035”。内部文件，严禁非法拷贝11 Page of 21例如，0.008” 一个台阶
22、下降到 0.006”，将要求 K1 为 0.070。也可能把台阶放在模板的接触面，而不是刮板面，这种类型的台阶有时对使用金属刮刀更有效。锡膏装载式印刷刀片，但有擦拭刀片，这些擦试刀会碰上模板刮刀面的任何台阶。因此，对这类印刷头，要求接触面台阶，同样的不准入内原则用于接触面或刮刀面台阶。台阶样式取决于 PCB 样式，图中所示带有边缘连接器的 PCB，PCB 轮廓由点虚线表示，这种情况，台阶应该比所示的刮刀长度要宽，当刮刀通过刮刀面台阶的加深部分时，不会在端点被支起，金属箔会很容易地往下偏，对接触面台阶，形成良好的和 PCB 之间的接触，图中所示，通孔元件交错在 SMT 元件中间，这种情况，模板在
23、一个很大和区域包括板的区域，向下一个台阶到 0.006”.还有，台阶比刮板长度更大。在通孔元件区域，模板向上台阶到 0.008”。向上台阶可以在刮板面或者接触面。一些通孔元件有小的引脚而大的通孔或密的间距而厚的板。任何一个情况，使用前两种模板设计都可能造成锡膏量不足。双印模板可以递送大量的锡膏到已镀通孔中，在这个设计中，一块标准的 SMT 模板（ 0.006”厚）用来印刷 SMD 的焊锡块，当 SMD 锡膏还有粘性时，一块厚的模板用来印刷通孔锡膏，这要示第二台模板印刷机完成这次印刷。这个模析板可以达到所要求的厚度，一般 0.016”-0.030”.当厚度要求超过 0.020”时，激光切割、电解
24、抛光的开口由于其优良的孔壁、几何形状。可提供较好的锡膏释放和全面的印刷性能。这个模板的接触面的任何前面印刷有 SMD 焊锡块的区域，蚀刻至少 0.010”的深度。双印通孔模板的截面如图所示。内部文件，严禁非法拷贝12 Page of 212.7 表面贴装倒贴装复合模板技术近来在 PCB 和柔性电路板中越来越多用到倒装元件，如手机，通讯，LCD，PCMCLA 等，尤其是后者用倒贴装元件，TSOP，及微型 CHIP 元件较多，在生产中要求同时将 SMD 元件及倒贴装元件回流焊接。2.7.1 混合模板技术的二次印刷首先 0.05mm 到 0.075mm（0.13 到 0.18 的开口）的模板先印好
25、Flip Chip 的焊膏或胶水，然后马上用 0.18mm 模板印刷，此模板局部应有 0.10mm 深的空隙。2.8 Step-Down/Step-up 模板设计随着 Fine-Pitch 元件的不断应用，台阶式模板（Step-Stencil ）应用而生，当45mmBGA 需要 0.1mm 钢片时才能得到 0.66 以上的面积比，但同一 PCB 上其他元件则需要 0.13-0.15 厚，因此就必须在此 0.15mm 模板 BGA 处作一个 0.1mm 薄的 Step-Down 此台阶可在印刷面或非印刷面。2.8.1 局部加厚模板与上述相反，当一陶瓷 BGA 需 0.2mm 厚模板以得到更多焊膏
26、时，就需在 0.15mm的模板上加厚，要做此类模板，就要将一整张模板从 0.2mm 蚀到 0.15mm（除 BGA 处区域之外） ，一般设计模板邻台阶高度不超过 0.05mm.还有很多地方可用此模板如过孔连接器等。2.9 空位模板有些模板需在非印刷面做一些凹槽，他们作用在于：1作空位槽以让出板上的贴签，一般凹位深度为 0.08mm；2作空位槽以让出凸出的测试孔，以便模板与 PCB 紧贴；3二次印刷模板；内部文件，严禁非法拷贝13 Page of 21有些模板需作较深的空位槽，如在印刷插孔元件时，需 0.5mm 的钢板，故其非印刷面要做出一个 0.3mm 深的空位槽以便让出 PCB 板上前一次印
27、刷的焊膏。3模板设计和印刷工艺模板材料要求选用受力变形小的金属材料（如不锈钢板，黄铜板） ，并根据焊盘尺寸确定模板的厚度和开口尺寸；PCB 要求静态挠曲度小于 0.3%,焊盘也应清洁，光滑；焊膏要求有适宜的粘度（一般为 800000-1100000 厘泊）和均匀的颗粒大小；印刷机必须能进行可重复的、精确的定位，还要设定合适的印刷压力和速度，刮刀要有足够的硬度和合适的运行角度（一般 6065 度） 。常见的印刷不良与可能的原因分析如下：缺陷类型 可能原因锡膏对焊盘位移 PCB 与模板未对准，模板或电路板不良锡膏桥 锡膏过多，开孔偏大锡膏模糊 模板底面有锡膏，与电路板面间隙太多 锡膏面积缩小 开孔
28、有干锡膏、刮板速度太快锡膏面积太大 刮板压力太大、孔眼损坏锡膏量多，高度太高 模板变形、与电路板之间污浊锡膏下塌 刮板速度太快，锡膏温度太高，吸入潮汽锡膏高度变化大 模板变形、刮板速度太快，分开控制速度太快锡膏量少 刮板速度太快，塑料刮刀扣刮刮出锡膏另外，产生焊膏缺陷的原因还有模板开孔孔壁的形状及其光滑度，模板钢片的张力等。4 .SMT 模板制作4.1 前述在表面贴装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准。在手工或半自动印刷机中，锡
29、膏是手工地放在模板上，这时印刷刮板（Squeegee）处于模板的另一端，在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中,印刷刮板向下压在模板上，使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏通过模板上的开孔印刷到焊盘上。模板印刷过程为接触（On-Contact）印刷。当使用全金属模板和刮刀时，使用接触印刷。内部文件，严禁非法拷贝14 Page of 21刮板（Squeegee ）类型刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量，应该仔监测。刮板边缘应该锋利和直线，刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘，而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的（Smeared）印刷，甚至可能损坏刮板和模板，
30、过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏，引起焊锡圆角不够。常见有两种刮板类型：橡胶或聚氨酯（Polyurethane）刮板和金属刮板，当使用橡胶刮板时，使用 7090 橡胶硬度计（Durometer）硬度的刮板，当使用过高的压力时，渗入到模板底部的锡膏可能造成锡桥，故要求频繁的底部抹擦。为了防止底部渗透，焊盘开口在印刷时必须提供密封（Gasketing）作用，这取决于模板开孔壁的粗糙度。随着更密间距元件的使用，金属刮刀的用量在增加，它们由不锈钢或铜制成，具有平的刀片形状，使用的印刷角度为 30-45。 。一些刮刀涂有润滑材料，因为使用较低的压力，它们不会从开孔中挖出锡膏，还因为是金属的，它们不
31、象橡胶刮板那样容易磨损，因此不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多，并可以第引起模板磨损。使用不同的刮板类型在使用标准元件和密脚元件的印刷电路装配（PCA）中是有区分的。锡膏量的要求对每一种元件有很大的不同。密间距元件要示比标准表面贴装元件少得多的焊锡量，焊盘面积和厚度控制锡膏量。 4.2 模板材料4.2.1 网框网框分活动网框和固定网框，活动网框直接将钢片安装在框上，一个网框可以反复使用；固定网框是用胶水将丝网布粘覆在网框上，后者又通过胶水与钢片相联。固定网框较易获得均匀的钢片张力，张力大小一般为 352Ncm 24.2.2 网布网布用于固定钢片和网框，可分为不锈钢丝网和高分子聚脂网。不锈钢丝
32、网常用100 目左右，可提供较稳定足够的张力，只是使用时间过长后， 不锈钢丝易变形失去张力；聚脂网是有机物，常采有 100 目，它不易变形，使用寿命长久。4.2.3 薄片即用来开孔的铜片、不锈钢片、镍合金片、聚脂物等。激光模板常采用不锈钢片，光宏电子激光模板统一采用日本优质 304 不锈钢片，该钢片以其优异的机械性能大大提高模板的使用寿命。4.2.4 胶水用来粘贴网框和钢片的胶水在模板中作用较大，光宏电子针对不同的客户的使用情况，专门采用日本双组份 AB 胶水及美国 3M 保护胶水，此胶水可保持牢固的粘着力。并且可抵抗各种模板清洗剂的复杂清洗。4.3 蚀刻模板金属模板和柔性金属模板是使用两个阳
33、性图形通过从两面的化学研磨来蚀刻的。在这个过程中，蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行，而且在横向也有，这叫做底切（Undercutting）-开孔比希望的较大，造成额外的焊锡沉积。因为 5050 从两面进行蚀刻，其结果是几乎直线的孔壁，在中间有微微沙漏形的收窄。因为电蚀刻模板孔可能不平滑，电抛光，一个微蚀刻工艺，是达到平滑孔壁的一个方法。内部文件，严禁非法拷贝15 Page of 21另一个达到平滑孔壁的方法是镀镍层（Nickel plating） 。抛光或平滑的表面对锡膏的释放是好的，但可能引起锡膏越过模板表面而不在刮板前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔而不是整个模板表面来避免。镀镍进一步改善
34、平滑度和印刷性能。4.3.1 其加工工艺如下：不锈钢板双面贴感光膜感光膜外侧贴菲林曝光显影双面蚀刻去膜成型4.3.2 蚀刻模板的局限蚀刻模板有它成本低、周转快一些优点，但其局限性是较明显的：A开孔周边刀锋形边缘；B纵横比（Aspect Ratio） 。简单地说，该比率限制按照手边的金属厚度可蚀刻的最小孔开口。典型化学蚀刻的模板，纵横比定义为 1.5:1。因此，对于 0.006”厚度的模板，最小的孔开口将是 0.009”(0.006”1.5=0.009”)。相比之下，对于电铸成形的和激光切割的模板，纵横比为 1：1，即通过任何一种工艺可在 0.006”厚度的模板上产生0.006”的开口。4.4
35、激光切割（Laser-Cut）模板激光切割是另一种减去（Subtractive）工艺，但它没有底切问题，模板直接从 Gerber数据制作，因此开孔精度得到改善，数据可按需要调整以改变尺寸，更好的过程控制也会改善开孔精度，激光切割模板的另一个优点是孔壁可成锥形，化学蚀刻的模板也可以成锥形如果只从一面腐蚀,但是开孔尺寸可能太大，板面的开口稍微比刮板面的大一点 的锥形开孔0.001”-0.002”,产生大约 2。 的角度） ，对锡膏释放更容易。内部文件，严禁非法拷贝16 Page of 21刮胶面 激光出射面印刷面 激光入射面激光切割可以制作出小至 0.004”的开孔宽度，精度达到 0.0005”,
36、因此很适合于超密间距（Ultra-Fine-Pitch）的元件印刷，激光切割的模板也会产生粗糙的边缘，因为在切割期间汽化的金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过电抛光后处理激光切割的模板如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀，就不能制成台阶式多级模板。BA4.4.1 其加工工艺如下：4.4.2 激光模板的特点激光模板以其工序简单，极高的加工精度，优异的脱模性能，基本取代粗糙的化学蚀刻模板。1焊盘开口位置精度可达 0.005mm；2孔壁较光滑，粗糙度可达 0.001mm；3开孔锥角为 2-4。 度，易于焊膏脱模；4可制作 Pitch=0.4mm 及小间距 CPS,圆度可达 99以上；4
37、在线自动检测CCD 系统加孔，扩孔4.4.3 电抛光模板抛光是一种电解后处理工艺， “抛光”孔壁，结果表面摩擦力减少、锡膏释放良好和空洞减少，它也可大大减少模板底面的清洁。电抛光是通过将金属箔接到电极上并把它浸入酸液中来达到的。电流使腐蚀剂首先侵蚀孔的较粗糙表面，对孔壁的作用大于对金属箔顶面和底面的作用，结果得到“抛光”的效果。然后，在腐蚀对顶面和底面作用之前，将金属箔移走。这样，孔壁表面被抛光，因此锡膏将被刮刀有效地在模板表面上滚动（而不是推动） ，并填满孔洞。内部文件，严禁非法拷贝17 Page of 214.4.3.1 其加工工艺如下： GERBER 数据转化激光切割成型激光切割钢板钢片
38、表面除油尖端放电去毛刺4.4.3.2 电抛光模板的特点1保持激光模板精密切割尺寸及倒锥形开孔形状；2实现零毛刺孔壁，最适用与具有细间距 超细间距的模板印刷。3模板清洗容易，可减少清洗次数。4.5 电铸成型模板（Electroformed Stencil）制作模板的第三种工艺是一种加成工艺，最普遍地叫做电铸成型。在这个工艺中，镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔，一种光敏干胶片叠层在铜箔上（大约 0.25”厚度） 。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。以过显影后，在铜质上产生阴极图案，只有模板开孔保持用光刻胶（Photo resist）覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板。在达到所希望
39、的模板厚度后，把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开。电铸成形具有独特的密封（Gasketing）特性，减少锡桥和对模板底成清洁的需要，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成张力，改进锡膏释放。其过程如下：通过在一个要形成开孔的基板（或芯模）上显影光刻胶（Photo Resist）,然后逐个原子、逐层地在光刻胶周围电镀出模板。镍原子被光刻胶偏转，产生一个梯形结构。然后,当模板从基板取下,顶面变成接触面,产生密封效果.可选择 0.001-0.012”范围的连续的镍厚度.该工艺适合超密间距(Ultra-Fine-Pitch)要求(0.008-0
40、.016”)或者其它应用.它可达到 1:1 的纵横比.内部文件，严禁非法拷贝18 Page of 214.5.1 其加工工艺如下:基板侧覆感光膜光敏干胶片曝光显影薄片剥离/打磨浸液/原子转移4.5.2 电铸模板特性1 采用镍质材料，模板表面粘力较小，利于焊膏脱模。2 模板表面及锥形孔壁便于控制，以利于焊球滚动及脱模。3 极高的位置精度和极低的开孔误差，特别适合于超细间距焊盘。4 孔壁光滑，无需毛刺后工序处理。5 比不锈钢钢板硬度增加 30%，使用寿命可达 50 万次以上。6 电铸板没有锡球及桥接等不良，极大地降低了网板清洗的时间和次数。7 镍质硬度500VH8 最小开孔尺寸 1mil9 开孔尺
41、寸公差 0.1mil10. 开孔位置偏差+0.1mil5.模板的清洗模板清洁已经在表面贴装和通孔（Through-Hole）技术中扮演越来越重要的角色。密间距（ Fine-Pitch）与超密间距（Ultra-Fine-Pitch）的零件，与其它先进封装一起，都给模板清洗带来新的重要要求。为了在印刷密间距的过程中达到持续的高品质和精度的可再生水平，模板上一定不能有锡膏残留物。5.1 清洗剂要求清洗剂必须是实用的、有效的，对工人和环境都安全的。它们还必须能够清除在误印装配 A-和 B-两面上的各种锡膏和助焊剂残留、未固化的胶等其他杂质。模板边框必须可以适合于清洗条件：温度、时间、机械能量和清洁化学
42、品等。边框由聚酯纤维组成，它是通过环氧树脂层压到框架上。超过 130F 的温度将引起树脂层软化，导致模板缺陷。另外，如果经受长时间的高温清洗过程，铝框架、不锈钢片和聚酯纤维之间的温度膨胀系数可能使密间距开孔变形。内部文件，严禁非法拷贝19 Page of 21模板下的擦拭有效的溶剂是可以溶解锡膏中的助焊剂和粘合剂并具有高于 110。 F 闪点的溶剂，溶剂棒在整个纸宽上施加一定量的溶剂，重要的是纸与溶剂的特性要匹配，以减少纸上溶剂的吸收和溶剂的消耗。一旦施加溶剂之后，真空系统帮助从模板的开孔中去掉残留锡膏。擦拭频率一般由以下各所决定，包括模板类型、锡膏、PCB 基板的共面性和印刷机设定。密间距、
43、高密度模板是激光切割的，在大多数情况中电抛光提供光滑的表面，但要求底部擦拭来维持高合格率。模板清洁度对于植球工艺较关键。含有小颗粒的粘性锡膏和微小的模板开孔一起可以降低挤压锡膏的转移率。在一次的印刷行程中之后，模板开孔内层可能积聚很多锡膏残留，这些可能很快干燥并污染下面印刷行程的锡膏沉淀。由于这个原因，在每次印刷之间推荐作彻底的模板清洁。建议使用不起毛布和溶剂擦拭模板底部。5.2 模板清洗常见方式5.2.1 不起毛抹布。可用预先浸泡的不起毛抹布和清洁溶剂来清除大多数的污点。抹布相对容易地、迅速的去掉未固化的锡膏和胶剂。其优点是低成本、溶剂定量应用、可包含住废物和容易使用。随着引脚间距变得更密，
44、印刷品质须更高要求。不起毛预浸泡的抹布不能持续的从密间距开孔中清除锡膏或胶剂，如果锡膏在重新使用模板之前干燥在开孔内，将造成板的定位不好。5.2.2 浸泡。超声波搅动，和水清洁剂一起，对清洁密间距模板和失调的板比较可行。冲击能量必须将清洁溶剂有效地从开孔和密间距模板的蚀刻区清除污垢。水溶清洁剂可以在低浓度和低温度的下使用。防止模板脱层和膨胀。5.2.3 空气喷雾模板清洗系统是设计用于溶剂、半水性和全水性化学清洗剂的，这些系统通常使用一个单一的容器进行洗涤和冲涮。用一个旋转的棒对模板或装配表面的进行喷雾冲击。空气喷雾系统通常具有子系统将锡球过滤，以防止再沉淀。5.3 化学清洗剂的选择VOC 顺应
45、的。该技术使用无机增洁剂强化的清洗剂。建议使用的 310的使用浓度，这些清洗剂对大多数未固化的锡膏都有效。须应的清洗剂技术湿润了锡膏、将树脂粘合剂溶解到清洁溶剂内，使锡球从表面去。这些溶剂可在室温到 125。 F 温度范围内工作。印刷密间距和超密间距的模板要求在工艺过程中清洁模板底面。以防止少量的锡膏干燥和在开孔周围积累残留物。使用不起毛的纸卷与专门设计的溶剂一起可以清除这些残留物。内部文件，严禁非法拷贝20 Page of 21参考文献：1 IPC7525 Guide for SMT Stencil Design 2.Technology Forum of SMT Assembly 3.光宏电子 SMT 模板设计制作规范 内部文件，严禁非法拷贝21Page of 21
