SMT贴片加工模板的分类及特点详解

好的SMT贴片加工模板得到好的打印成果，然后主动化协助使其成果能够重复。”
模板的收购不仅是装置技能的第一步，它也是最重要的一步。模板的首要功能是协助锡膏的堆积(deposition)。意图是将精确数量的资料搬运到光板(bare PCB)上精确的方位。锡膏阻塞在模板上越少，堆积在SMT贴片加工电路板上就越多。　模板制造技能
模板制造的三个首要技能是，化学蚀刻(etch)、激光(laser)切开和电铸成形(electroform)。每个都有共同的长处与缺陷。化学蚀刻和激光切开是递减(substractive)的技能、电铸成形是一个递加的技能。因而，某些参数比拟，如价钱，能够是归于苹果与橘子的比拟。但，首要的思考大概是与本钱和周转时刻相适应的功能。
一般，当用于最紧的距离为0.025"以上的使用时，化学腐蚀(chem-etched)模板和其它技能相同有用。相反，当处置0.020"以下的距离时，大概思考激光切开和电铸成形的模板。尽管后边类型的SMT贴片加工模板对0.025"以上的距离也很好，但对其价钱和周期时刻能够就难说了。
化学蚀刻的模板
化学蚀刻的SMT贴片加工模板是模板国际的首要类型。它们本钱最低，周转最快。化学蚀刻的不锈钢模板的制造是通过在金属箔上涂抗蚀保护剂、用销钉定位感光东西将图形曝光在金属箔双面、然后运用双面技能一起从双面腐蚀金属箔。因为技能是双面的，腐蚀剂穿过金属所发生的孔，或开口，不仅从顶面和底面，并且也水平地腐蚀。该技能的固有特性是构成刀锋、或沙漏形状。当在0.020"以下距离时，这种形状发生一个阻止锡膏的时机，这个缺陷能够用叫做电抛光(electropolishing)的增强技能来减小。
电抛光是一种电解后端技能，“抛光”孔壁，成果外表摩擦力削减、锡膏开释杰出和空泛削减。它也可大大削减模板底面的清洁。电抛光是通过将金属箔接到电极上并把它浸入酸浴中来到达的。电流使腐蚀剂首要腐蚀孔的较粗糙外表，对孔壁的作用大于对金属箔顶面和底面的作用，成果得到“抛光”的作用。然后，在腐蚀剂对顶面和底面作用之前，将金属箔移走。这样，孔壁外表被抛光，因而锡膏将被刮刀有用地在模板外表上翻滚(而不是推进)，并填满孔洞。
关于0.020"以下距离的改善锡膏开释的另一个技能是梯形截脸庞(TSA, trapezoidal section apertures)。
梯形截脸庞(TSA)是在模板的接触面(或底面)比刮刀面(或顶面)尺度大0.001~0.002"的开孔。梯形截脸庞可用两种办法来完结：通过挑选性润饰特别组件，即双面显影东西的接触面尺度做得比刮刀面大；或许悉数梯形截脸庞的模板，它能够通过改动腐蚀剂喷雾的顶面与底面的压力设定来发生。当通过电抛光后，孔壁的几许形状可答应0.020"以下距离的锡膏开释。别的，得到的锡膏堆积是一个梯形“砖”的形状，它推进组件的安稳贴装和较少的锡桥。
向下台阶(stepdown)，或双层面(dual-level)模板，能够简略地通过化学蚀刻技能发生。该技能通过构成向下台阶的孔来削减所挑选的组件的锡量。例如，在同一描绘中，大都0.050"~0.025"距离的组件(一般需要0.007"厚度的模板)和几个 0.020"距离的QFP(quad flat pack)在一起，为了削减QFP的锡膏量，这个0.007"厚度的模板可制出一个0.005"厚度的向下台阶区域。向下台阶大概总是在模板的刮刀面，因为模板的接触面必须在整个板上水平的。尽管如此，推荐在QFP与周围组件之间供给至少0.100"的距离，以答应刮刀在模板两个水平上彻底地分配锡膏。
化学蚀刻的模板关于发生半蚀刻(half-etched)基准点(fiducial)和字幕称号也是最佳的。用于打印机视觉体系对中的基准点能够半蚀刻，然后填充黑色树脂，供给视觉体系简略辨认的、与润滑的金属布景的对比度。包括零件编号、制造日期和其它有关信息的字幕块也能够在模板上半蚀刻出来，用作标识用处。两个技能都是通过只显影双面的一半来完结的。
化学蚀刻的约束。除了刀锋形边际的缺陷之外，化学腐蚀的模板有别的一个约束：纵横比(aspect ratio)。简略地说，该比率约束依照手边的金属厚度可蚀刻的最小孔开口。典型地，关于化学蚀刻的模板，纵横比界说为1.5 : 1。因而，关于0.006"厚度的模板，最小的孔开口将是0.009"(0.006"x1.5=0.009")。相比之下，关于电铸成形的和激光切开的模板，纵横比为1 : 1，即通过任何一种技能可在0.006"厚度的模板上发生0.006"的开口。
电铸成形(Electroforming)
电铸成形，一种递加而不是递减的技能，制造出一个镍金属SMT贴片加工模板，具有共同的密封(gasketing)特性，削减锡桥和对模板底面清洁的需要。该技能供给近乎完满的定位，没有几许形状的约束，具有内涵梯形的润滑孔壁和低外表张力，改善锡膏开释。
通过在一个要构成开孔的基板(或芯模)上显影光刻胶(photoresist)，然后逐一原子、逐层地在光刻胶周围电镀出模板。正如图五中所看到的，镍原子被光刻胶偏转，发生一个梯形布局。然后，当模板从基板取下，顶面变成接触面，发生密封作用。可挑选0.001 ~ 0.012" 规模的接连的镍厚度。该技能比拟理想地合适超密距离(ultra-fine-pitch)需要(0.008~0.016")或许其它使用。它可到达1 : 1的纵横比。
至于缺陷，因为触及一个感光东西(尽管单面)能够存在方位不正。若是电镀技能不均匀，会失掉密封作用。还有，密封“块”能够会去掉，若是清洁进程太用力。
激光切开的模板
直接从客户的原始Gerber数据发生，激光切开不锈钢模板的特点是没有拍摄过程。因而，SMT贴片加工消除了方位不正的时机。模板制造有杰出的方位精度和可再生产性。Gerber文件，在作必要修正后，传送到(和直接驱动)激光机。物理干与少，意味着犯错时机少。尽管有激光光束发生的金属熔渣(蒸腾的熔化金属)的首要疑问，但如今的激光切开器发生很少简略铲除的熔渣。
也有疑问呈现，就是孔周围呈现“扇贝状”的外形，SMT贴片加工形成孔壁粗糙。尽管这会添加外表摩擦力，但粗糙都是在笔直面的。可是，比来的激光机器有内部视觉体系，它答应金属箔以无边框的条件切开。这是很有含义的，因为模板的制造能够先通过化学腐蚀规范距离的组件，然后激光切开密距离(fine-pitch)的组件。这种“混合”或联系的模板，得到两种技能的长处，降低本钱和更快的周转。别的，整个模板能够电抛光，以供给润滑的孔壁和杰出的锡膏开释。激光切开技能的首要缺陷是机器单个地切开出每一个孔。天然，孔越多，花的时刻越长，模板本钱越高。尽管如此，若是描绘答应，能够通过使用混合模板技能来降低本钱。依照激光光束的焦点，梯形孔主动发生。孔的开口实际上从模板的接触面切开；然后模板翻转以刮刀面朝上装置。
激光技能是仅有答应现有的模板进行返工的技能，SMT贴片加工如增强孔、扩大现有的孔或增强基准点。
其它前进
除了激光切开与电铸成形之外，模板制造中的最重要前进是电子数据搬运。近如1995年，供给给模板制造商的大都图像都是胶片正片(film positive)，一比一地合作光铜上的图形。组件开孔的润饰触及重复的拍摄窍门和手工操作。该技能也决议于所供给胶片正片的质量。最终，分步重复图像是一项深重的使命。
今日，通过调制解调器(modem)和电子邮件的电子文件传送是即时供给图形数据的最常见办法。挑选性润饰、分步重复图形、和几许形状变换能够简略并且精确地完结。还有，因为消除了胶片正片的邮递，周转时刻简直能够削减一整天。
有了Gerber文件的传送，焊盘(pad)的几许形状能够从正方形和矩形改动成“home plate”、“格子”、“拉链”等形状，作为削减锡膏量的一种办法。通过修正几许形状来调理锡膏量，联系挑选正确的金属板厚度，也能够消除台阶(stepdown)板的需要。单一厚度的模板，通过恰当描绘，从技能的视点看总是比双级东西非常好。
胶剂模板(Adhesive Stencil)
电子文件也使计算机辅助描绘(CAD)操作员可简略地决议一个焊盘形状的质心点。有这个才能，描绘文件中锡膏层可变换成圆形和椭圆形。示组件尺度而定。因而，可制造一块模板来“打印”，而不是滴胶。打印比滴胶快，将这种设备让给其它作业上面。
返工模板
一个比拟近期的立异发生在返修(rework)范畴。如今有“小型的”模板，专门描绘用来返工或翻修单个组件。可采办单个组件的SMT贴片加工模板，如规范的QFP和球栅阵列(BGA)。当然也有相应的刮板，或小型刮刀。
价钱比拟
化学腐蚀模板的价钱是有结构尺度唆使的。尽管金属箔是模板制造进程中的要点，但结构是单一的、最贵的固定本钱。其尺度很大程度上由打印机类型决议。可是，大大都打印机可接收不止一个结构尺度。(结构尺度是工业规范)。大都模板供货商坚持必定库存的规范结构，尺度规模从5×5" ~ 29×29"。因为空的金属箔本钱没有结构的那幺多，金属厚度对价钱没有影响。并且因为一切孔都是一起蚀刻的，其数量也是无关紧要的。
电铸成形模板价钱首要是由金属厚度唆使的。电镀到所期望的厚度是首要的思考：厚的模板比薄的模板本钱低。
激光切开模板价钱是依照描绘的孔数。
激光一次切开一个孔，即孔越多，本钱越高。还要加上所需要的结构尺度。一个用激光切开密距离和化学腐蚀规范距离组件的混合模板，当需要许多开孔时，能够是本钱有用的办法。可是，关于少于2500个孔的描绘，彻底用激光切开整个模板或许更本钱低。
定论
不论现代外表贴装装置的需要能够是什幺，SMT贴片加工当前有一个模板技能满意这个需要。一些讨论过的立异，如梯形截脸庞、混合模板和电子数据传送的优势，都在曩昔三或四年得到开展和改善。SMT贴片加工模板工业传统上现已不仅对新的需要快速反应，并且在这些跋涉中的开展中走在前面。