การผลิตตาข่ายเหล็ก Pcb

ในด้านการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการไหลของเทคโนโลยีการยึดพื้นผิว (SMT)ตาข่ายเหล็ก pcbเนื่องจากเป็นแม่พิมพ์ SMT พิเศษ ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของคุณภาพการผลิต ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการผลิตตาข่ายเหล็ก pcb มีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงระดับการผลิตทางอิเล็กทรอนิกส์

1 ความหมายและหน้าที่ของตาข่ายเหล็ก pcb

ตาข่ายเหล็ก pcb หรือที่เรียกว่าเทมเพลต SMT ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุสแตนเลส หน้าที่หลักคือการช่วยในการสะสมของโลหะบัดกรีได้อย่างแม่นยำ ทำให้มั่นใจได้ว่าปริมาณโลหะบัดกรีที่เหมาะสมจะถูกถ่ายโอนไปยังตำแหน่งที่กำหนดบนบอร์ด PCB เปล่าอย่างถูกต้อง ในสายการผลิต SMT สารบัดกรีจะถูกพิมพ์อย่างสม่ำเสมอบนแผ่นบัดกรีของ PCB ผ่านรูตาข่ายของตาข่ายเหล็ก วางรากฐานสำหรับการติดตั้งและการบัดกรีส่วนประกอบในภายหลัง และเป็นลิงก์สำคัญในการรับรองความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของการเชื่อมต่อไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

2 กระบวนการผลิตตาข่ายเหล็ก pcb

(1) วิธีการกัดด้วยสารเคมี

ผังกระบวนการ: ขั้นแรก ออกแบบและจัดวางเหล็กแผ่นโดยใช้ซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพเพื่อสร้างไฟล์ข้อมูลที่ถูกต้อง ต่อจากนั้น วัสดุที่ไวต่อแสงจะถูกเคลือบอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวของแผ่นเหล็ก ด้วยการใช้เทคโนโลยีการสร้างภาพโดยตรงด้วยเลเซอร์ LDI รูปแบบในไฟล์ข้อมูลจะถูกฉายโดยตรงบนแผ่นเหล็กที่เคลือบด้วยวัสดุไวแสงในรูปแบบของลำแสงเลเซอร์ เสร็จสิ้นการดำเนินการรับแสง ขั้นต่อไป ดำเนินการพัฒนาเพื่อกำจัดวัสดุไวแสงที่ยังไม่ได้รับแสงออก และเผยให้เห็นบริเวณที่จำเป็นต้องแกะสลัก นำน้ำยากัดกรดกลับมาใช้ใหม่เพื่อกัดแผ่นเหล็กเพื่อสร้างรูปร่างตาข่ายที่ต้องการ และสุดท้ายก็เสร็จสิ้นการผลิตตาข่ายเหล็กโดยการทำความสะอาดแผ่นเหล็กและขั้นตอนการยืดตาข่าย

คุณสมบัติ: วิธีนี้สามารถขึ้นรูปได้ในครั้งเดียว ด้วยความเร็วในการผลิตที่ค่อนข้างรวดเร็วและต้นทุนต่ำ อย่างไรก็ตาม มีข้อบกพร่องอย่างเห็นได้ชัด และในระหว่างกระบวนการแกะสลัก อาจทำให้ตาข่ายมีรูปร่างเหมือนนาฬิกาทราย หรือขนาดช่องเปิดใหญ่ขึ้นได้ง่าย (การแกะสลักมากเกินไป) เนื่องจากความยากลำบากในการควบคุมระดับการแกะสลักอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ กระบวนการผลิตยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากปัจจัยที่เป็นวัตถุประสงค์ เช่น ประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงานและคุณภาพของสารเคมี ซึ่งส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดสะสมอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการผลิตตาข่ายเหล็กที่มีระยะพิทช์ละเอียด นอกจากนี้ สารเคมีที่ใช้ในการกัดด้วยสารเคมีอาจทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งไม่สอดคล้องกับแนวคิดการปกป้องสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน

(2) วิธีการตัดด้วยเลเซอร์

ผังกระบวนการ: สร้างไฟล์ข้อมูลที่แม่นยำผ่านซอฟต์แวร์การออกแบบระดับมืออาชีพ ใช้ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง-ในการตัดเหล็กแผ่นตามไฟล์ข้อมูล และตัดรูตาข่ายอย่างแม่นยำตามรูปแบบการออกแบบ หลังจากการตัด แผ่นเหล็กจะถูกขัดเพื่อขจัดเสี้ยนและตะกรันที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการตัด และสุดท้ายคือกระบวนการยืดตาข่าย

ลักษณะเฉพาะ: วิธีการตัดด้วยเลเซอร์มีข้อดีคือมีความแม่นยำในการผลิตข้อมูลสูง และได้รับผลกระทบจากปัจจัยวัตถุประสงค์น้อยกว่า การตัดช่องเปิดสี่เหลี่ยมคางหมูโดยวิธีนี้มีประโยชน์สำหรับการบัดกรีแบบบัดกรี ทำให้สามารถตัดได้อย่างแม่นยำและตรงตามข้อกำหนดที่มีความแม่นยำสูง-สำหรับการผลิตตาข่ายเหล็ก อย่างไรก็ตาม วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการเจาะรูตาข่ายทีละอัน ซึ่งผลิตได้ช้าและมีราคาค่อนข้างแพง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดีเยี่ยม ปัจจุบันจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมตาข่ายเหล็ก SMT

(3) วิธีการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า

ผังกระบวนการ: ใช้ฟิล์มไวแสงบนพื้นผิวอย่างสม่ำเสมอ ใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพโดยตรงด้วยเลเซอร์ LDI สำหรับการเปิดรับแสง สร้างรูปแบบเฉพาะบนฟิล์มไวแสง จากนั้นแก้ไขรูปแบบผ่านการพัฒนา ต่อไปเป็นกระบวนการชุบนิกเกิลด้วยไฟฟ้าเพื่อฝากโลหะนิกเกิลไว้ในบริเวณเฉพาะ แล้วค่อยๆ ขึ้นรูปเป็นรูปร่างตาข่ายเหล็กที่ต้องการ หลังจากการขึ้นรูป ให้ทำความสะอาดแผ่นเหล็กเพื่อขจัดสิ่งสกปรก และสุดท้ายดำเนินการยืดตาข่าย

ลักษณะเด่น: ผนังตาข่ายเหล็กที่ผลิตโดยวิธีการชุบด้วยไฟฟ้ามีความเรียบ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตตาข่ายเหล็กที่มีระยะห่างละเอียดเป็นพิเศษ- ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการในการเชื่อมของส่วนประกอบที่มีระยะห่างหนาแน่นเป็นพิเศษในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ไปสู่การย่อขนาดและการบูรณาการ อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตของบริษัทนั้นยาก โดยเกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมี สร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และมีวงจรการผลิตที่ยาวนานและมีต้นทุนสูง ซึ่งทำให้จำกัด-การใช้งานในวงกว้าง

3 วัสดุที่จำเป็นสำหรับการทำตาข่ายเหล็ก pcb

(1) พีซีบี

PCB ที่ให้มาจะต้องมีเวอร์ชันที่ถูกต้องและไม่มีปัญหา เช่น การเสียรูป ความเสียหาย หรือการแตกหัก เป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการผลิตตาข่ายเหล็ก เพื่อให้มั่นใจว่าเลย์เอาต์ของรูตาข่ายเหล็กตรงกับตำแหน่งของแผ่นบัดกรี PCB อย่างถูกต้อง

(2) ไฟล์ข้อมูล

ข้อกำหนดด้านรูปแบบ: โดยทั่วไปกลุ่มการประมวลผลจะยอมรับรูปแบบข้อมูล CAD หลายรูปแบบ เช่น GERBER, HPGL งาน,. พีซีบี,. จีดับบลิวเค. ซีดับบลิวเค. พีดับบลิวเค. ดีเอ็กซ์เอฟ. PDF ฯลฯ ในขณะเดียวกันก็คล้ายกับ PAD2000, POWERpcb, GCCAM4.14, PROTEL, AUTOCADR14 (2000), CLIENT98, CAW350W, V2001 ข้อมูลการออกแบบซอฟต์แวร์ก็เข้ากันได้เช่นกัน เมื่อไฟล์ข้อมูลมีขนาดใหญ่เกินไป จะต้องใช้ไฟล์ ZIP, เออาร์เจ. LZH และรูปแบบการบีบอัดอื่นๆ จะถูกบีบอัดและส่ง

ข้อกำหนดเนื้อหา: ไฟล์ข้อมูลจะต้องมีชั้นวางประสาน SMT ซึ่งควรรวมข้อมูล Fiducial Mark และข้อมูลรูปร่าง pcb ตลอดจนข้อมูลชั้นตัวอักษรเพื่อแยกแยะข้อมูลสำคัญอย่างชัดเจน เช่น ด้านหน้าและด้านหลังของข้อมูล หมวดหมู่ส่วนประกอบ ฯลฯ ซึ่งให้การสนับสนุนข้อมูลที่ครอบคลุมและแม่นยำสำหรับการผลิตตาข่ายเหล็ก

(3) คำอธิบายโดยละเอียดของไฟล์ GERBER

ไฟล์ GERBER ถูกเสนอโดยบริษัทอเมริกัน GERBER ซึ่งแปลงข้อมูล pcb เป็นข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับรู้ได้ด้วยฟังก์ชั่นการวาดภาพด้วยแสงต่างๆ หรือที่เรียกว่าไฟล์การวาดภาพด้วยแสง เป็นโครงสร้างซอฟต์แวร์ที่มีพิกัด X, Y และคำสั่งเพิ่มเติม เรียกอย่างเป็นทางการว่า "รูปแบบ RS274" ซึ่งกลายเป็นไฟล์รูปแบบมาตรฐานในอุตสาหกรรม PCB ไฟล์ GERBER จะต้องใช้ร่วมกับไฟล์รายการ Aperture ซึ่งร่วมกันกำหนดจุดเริ่มต้น รูปร่าง และขนาดของกราฟิก รหัส D- ระบุขนาดและรูปร่างของกราฟิก เช่น เส้น รู และแพดในวงจร ไฟล์ GERBER แบ่งออกเป็นสองประเภท: RS274D และ RS274X RS274D มี X และ YDATA แต่ไม่มีไฟล์ D-Code RS274X มีเนื้อหาของไฟล์ X, YDATA และ D- Code พร้อมกัน

4, การออกแบบการเปิดตาข่ายเหล็ก

การออกแบบช่องเปิดตาข่ายเหล็กส่งผลโดยตรงต่อผลการรื้อถอนของสารบัดกรี โดยส่วนใหญ่จะพิจารณาจากปัจจัย 3 ประการ ได้แก่ อัตราส่วนความกว้างต่อความหนา/อัตราส่วนพื้นที่ของช่องเปิด รูปทรงเรขาคณิตของผนังช่องเปิด และความเรียบของผนังรู ปัจจัยสองประการหลังส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยเทคโนโลยีการผลิตตาข่ายเหล็ก ในขณะที่อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาและอัตราส่วนพื้นที่ของช่องเปิดคือข้อพิจารณาที่สำคัญในกระบวนการออกแบบ

(1) อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาและอัตราส่วนพื้นที่

คำจำกัดความ: อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาหมายถึงอัตราส่วนของความกว้างของช่องเปิดต่อความหนาของตาข่ายเหล็ก อัตราส่วนพื้นที่หมายถึงอัตราส่วนของพื้นที่เปิดต่อพื้นที่หน้าตัด-ของผนังหลุม โดยทั่วไป เพื่อให้ได้ผลการขึ้นรูปที่ดี อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาควรมากกว่า 1.5 และอัตราส่วนพื้นที่ควรมากกว่า 0.66 เมื่อความยาวช่องเปิดไม่ถึง 5 เท่าของความกว้าง อัตราส่วนพื้นที่จะถูกใช้เพื่อคาดการณ์สถานการณ์การถอดแบบบัดกรี ในขณะที่ในกรณีอื่นๆ จะพิจารณาอัตราส่วนความกว้างต่อความหนา

ตัวอย่างการเปิดส่วนประกอบ: ยกตัวอย่างส่วนประกอบทั่วไป เช่น ส่วนประกอบ QFP เมื่อ PITCH เท่ากับ 0.635 มม. ความกว้างของแผ่นคือ 0.35 มม. ความกว้างของช่องเปิดโดยทั่วไปได้รับการออกแบบให้เป็น 0.30-0.31 มม. และความหนาของเทมเพลตคือ 0.15-0.18 มม. ในขณะนี้ อัตราส่วนความกว้างต่อความหนาอยู่ระหว่าง 1.7-2.1 และอัตราส่วนพื้นที่อยู่ระหว่าง 0.69-0.85 สำหรับส่วนประกอบ BGA หากเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นคือ Φ 1.27 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางช่องเปิดปกติจะอยู่ที่ Φ 0.75 มม. ความหนาของเทมเพลตคือ 0.15-0.18 มม. และอัตราส่วนพื้นที่อยู่ระหว่าง 1.0-1.25 ส่วนประกอบต่างๆ มีมาตรฐานการออกแบบช่องเปิดที่แตกต่างกัน โดยขึ้นอยู่กับขนาด ระยะห่าง และคุณลักษณะอื่นๆ

(2) ข้อควรพิจารณาในการออกแบบพิเศษ

สำหรับส่วนประกอบที่คล้ายชิปที่สูงกว่า 0603 (1608) การออกแบบควรเน้นที่ปัญหาการป้องกันเม็ดบีดบัดกรี ส่วนประกอบ IC/QFP พิทช์ละเอียด เพื่อป้องกันการรวมตัวของความเครียด วิธีที่ดีที่สุดคือมีมุมโค้งมนที่ปลายทั้งสองด้านของช่องเปิด เช่นเดียวกับส่วนประกอบ BGA และ 0402, 0201 ที่มีรูสี่เหลี่ยม ส่วนประกอบที่มีรูปทรงคล้ายชิปใช้วิธีการเปิดแบบเว้าเพื่อป้องกันปรากฏการณ์หลุมศพของส่วนประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน ความกว้างของช่องเปิดของการออกแบบตาข่ายเหล็กควรให้แน่ใจว่าลูกบอลดีบุกสูงสุดอย่างน้อย 4 ลูกสามารถผ่านได้อย่างราบรื่น

(3) การออกแบบช่องเปิดตาข่ายเหล็กกระบวนการกาว

ประสบการณ์ในการออกแบบช่องเปิดตาข่ายเหล็กโดยใช้เทคโนโลยีกาวถือเป็นสิ่งสำคัญ การเปิดตาข่ายเหล็กกาวโดยทั่วไปจะออกแบบให้เป็นแถบยาวหรือรูกลม หากใช้การวางตำแหน่งจุดที่ไม่ใช่ MARK จะต้องเปิดรูระบุตำแหน่งสองรู ความกว้าง W ของช่องเปิดที่ยาวมักจะอยู่ระหว่าง 0.3 มม. ถึง 2.0 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางของรูกลมจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ เช่น ส่วนประกอบ 0603 ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางรูกลม 0.36 มม. และส่วนประกอบ 0805 ตรงกับ 0.55 มม. โดยทั่วไปความหนาของตาข่ายเหล็กกาวจะถูกเลือกเป็น 0.15 มม. - 0.2 มม.

5, หลังการรักษาตาข่ายเหล็ก

โดยทั่วไปแล้ว การแกะสลักและการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนหลัง- ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ตาข่ายเหล็กด้วยเลเซอร์เป็นหลัก เนื่องจากการก่อตัวของตะกรันโลหะที่เกาะติดกับผนังรูและช่องเปิดในระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์ จึงมักจะต้องมีการขัดพื้นผิว การบดไม่เพียงแต่สามารถกำจัดตะกรันเท่านั้น แต่ยังทำให้พื้นผิวของแผ่นเหล็กหยาบขึ้น เพิ่มแรงเสียดทานของพื้นผิว อำนวยความสะดวกในการรีดของสารบัดกรี และปรับปรุงผลการบัดกรี หากจำเป็น สามารถเลือก "การขัดด้วยไฟฟ้า" เพื่อขจัดตะกรันเพิ่มเติมและปรับปรุงคุณภาพของผนังรูได้

6, การทำความสะอาดและบำรุงรักษาตาข่ายเหล็ก

ในระหว่างการใช้ตาข่ายเหล็ก สารบัดกรีหรือกาวจะยังคงอยู่บนตาข่ายและพื้นผิว หากไม่ทำความสะอาดทันเวลาจะส่งผลต่อคุณภาพการพิมพ์ในภายหลังและยังปิดกั้นตาข่ายอีกด้วย วิธีการทำความสะอาดทั่วไป ได้แก่ การเช็ดและการทำความสะอาดอัลตราโซนิก การเช็ดมักจะใช้ผ้าที่ไม่มีขุยชุบสารทำความสะอาดไว้ล่วงหน้าเพื่อขจัดคราบบัดกรีหรือกาวที่แข็งตัวออกด้วยตนเอง การทำความสะอาดอัลตราโซนิกแบ่งออกเป็นประเภทแช่และประเภทสเปรย์ และผู้ผลิตรายอื่นๆ ใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกกึ่ง-อัตโนมัติ นอกจากนี้ในการใช้งานประจำวันควรให้ความสนใจเพื่อหลีกเลี่ยงแรงกดดันที่มากเกินไปบนตาข่ายเหล็กและรับประกันระดับของตาข่ายเหล็กและ pcb ในระหว่างการพิมพ์เพื่อรักษาคุณภาพของตาข่ายเหล็กและยืดอายุการใช้งาน