适合高质量高速度印刷高聚物模版上是嘛

适合高质量高速度印刷高聚物模版(上)

焊膏印刷是SMT生产的重要过程，印刷时所使用的模版是影响印刷效果的关键工艺设备，有关模版的设计、材料选择、制造工艺以及发展动向历来都被广大SMT工作者所关注。

特别是近来出现的高聚物模版（PolymerStencil），由于应用尚不广泛，采用高聚物TEGO Glide A116与彩色印刷体系的优良相容性膜鲜为人知，又与常用的金属材料性能迥异，因此就更是业内人士感兴趣的话题之一。

本文将模版技术以及高聚物模版产生的此景、特点、加工方法和应用以及高聚物膜的性能做一个综合介绍。

化学方法模版制作技术很难与SMT技术同步

焊膏模版的加工方法可以大致分为化学方法和激光加工主法两类。化学方法又可细分为化学腐蚀法、电铸法。

1、 化学腐蚀法

化学腐蚀法是最早用来制作模版的方法。制作工艺：（1）先用光绘或照相的方法制出底版，底版是曝光时的掩膜，上有整块电路板的焊盘图案；（2）在金属板两面热压上干膜，

干膜是一种光敏抗蚀剂；（3）曝光显影，即用底版作为掩膜，对干膜曝光，使干膜发生光化学反应，显影后，固化的干膜把金属板上需要保留的部分掩蔽上，而把需要镂空的部位裸露出来，即形成一种正性焊盘图案；（4）腐蚀去膜，用化学药液腐蚀掉未掩蔽的金属，然后再用化学药液溶解支掉掩蔽干膜，从而得到焊盘处镂空的金属板。

腐蚀方法的唯一优点是成本低，但是是以牺牲环境作为代价的。

其主要缺点是：

（1） 孔壁粗糙，形状失控，焊膏透过性极差。因为腐蚀时，药液不仅向垂直方向溶解金属，而且公还不停地蚀刻侧壁，使得不论是欠腐蚀、过腐时间控制合适，都难得到满意的开孔形状和孔壁的表面光洁度，对焊膏释放有非常不利的影响；

（2） 位置精度低，开孔尺寸不准确。因为需要光绘或照相才可以获得掩膜底版，又必须曝光才能完成图形转移，使最终模版的尺寸受多个过程影响，难免出现位置误差，同时，底版的精度、图形转移过程、侧腐蚀都使开孔尺寸难于控制。

不难看出，因为孔壁光滑程度低，几何形状差，又加之孔大小难控制，必然会在印刷过程中表现为焊膏粘在孔壁上，难于释放，不仅会使释放的焊膏体积不定，还影响印刷时刮刀刮过模版速度，并必须频频擦版。

尽管人们对腐蚀法作了很多改进，比如制作照相底人们对腐蚀法作了很多改进，比如制作电解抛光或电镀抛光，但因为干膜的分辨率的限制，腐蚀工艺本身的限制，腐蚀法模版仍然只适用于组件引线间距大的电路板。

2.电铸法

电铸法制作工艺较复杂。与腐蚀法不同的是：腐蚀法是按照设计图形的要求，有选择地去掉金属板上的部分金属，又被称为减成法；

而电铸法则是按照设计图形的要求，有选择性地在平面上添加金属，添加的金属最终形成模版，因此又被称为加成法。

电铸法的制作过程为：（1）先用光绘或照相的方法制出底版，底版是曝光时的掩膜，上有整块电路板的决定退出焊盘图案；（2）准备金属芯板，并在芯板两面热压上干膜；一面的干膜有于保护，另外一面的干膜用于形成图形；

（3）曝光显影，使固化的干膜在芯板上形面正性焊盘图案。即把将来模版需要镂空的部分用干膜盖住，而把将来模版上需要保留的部分露出；（4）电镀金属，因为干膜是一种抗电镀的材料，所以只有没有干膜覆盖的芯板部位上才能镀上金属从芯板上剥离下来，这样就得到了焊接盘处镂空的金属板。

用这种方法得到的模版特点是孔壁光滑，因此透膏性较好。但是，这种方法也需要底版和图形转移，并且如果需要较厚的模版时，更需要多步图形转移，因此，其尺寸精度必定受多个过程影响。同腐蚀法一样，干膜的分辨率也限制它朝更精细化方向发展。加之这种方法需要特殊的加工工艺，加工周期长，使得电铸法模版在实际生产中应用较少。

激光切割法将成为模版加工技术的主流

自从德国LPKF公司在1994年开发出了激光模版割机后，激光切割模版的市场份额就越来越大。这种方法采用电路板设计的原始资料，通过计算机直接驱动设备；用激光切割金属板。

1、 原理及特点

激光切割机一般由激光头，移动定位系统和软件三部分组成。移动定位系统妪动工作台或激光头，使得被切割材料在系统驱动头下高速运动，激光头由光源部分和切割头组成，光源部分产生波长很短的聚焦激光束，激光束通过切割头，垂直聚焦在被切割的材料表面上，加热、融化、蒸发被切割材料，形成切缝，闭合的切缝形成焊盘开孔。软件部分用于数据接收、处理并控制和驱动激光头以及移动系统。

与腐蚀法和电铸法相比，激光法制作印刷焊膏模版有以下特点：

（1） 精度高，模版上漏孔的位置精度和尺寸精度都有保证。激光机本身精度就很高，X、Y轴向精度可达±3μm（国产光绘机清度最高为15μm），

重复精度达±1μm，又因为数据采自计算机设计文件，计算机直接驱动，更减少了光绘和图形转移等过程产生偏差的可能性，特别是大副面电路板此优点更加突出；

（2） 加工周期短，每小时可以切割焊盘8000具，圆孔可多达25000个，数据处理和加工一气呵成，模版立等可取。由于采用数据驱动设备直接加工，减少了设计到制造之间的工序，可以对市场做出快速反应；

（3） 计算机控制，质量一致性好，不靠复杂的化学配方和工艺参数控制质量。模版制作基要无废品。同时，采用激光法模版印刷缺陷率低，适合大批量，自动化SMT生产需求；

（4） 孔壁光滑，粗糙度小于3μm，更可以靠光束聚焦特性使开孔上小下大，有一定锥度，便于焊膏释放，焊膏施加体积和形状可以控制；

（5） 不用化学药液，不需要化学处理，没有环境污染；

（6） 更精细，分辨率达0.625μm，光束直径为40μm，可以制作出小于100μm宽的焊盘，50μm直径的孔，满足细间距要求。

2.综合优势

当今的电子制造业，面临着越来越短的市场周期，越来越高的质量要求。对于模版，除了必须按期交货外，还必须百分之百保证质量。完成这样的任务，计算机制造系统是最佳选择。激光模版加工系统实际上就是一种计算机柔性制造系统，全方位的综合的计算机应用技术。

这样的系统和CAM/CAT、CAD等最新设计及制造技术相结合，大大提高加工质量、精度、效率、节约材料和能源，保护了环境，不仅适合大规模、单一品种生产，也适用于单件和小批量生产。

首先，模版加工是CAM技术，加工过程可以再现，全部加工过程都是可以控制的。即使是同一块模版上，也可以通过软件对不同的开孔设置不同的加工参数，比如，可以根据开孔尺寸把加工速度设定不同的几档。

细节距、小开孔可以把速度的低一些，以使孔壁更光滑；大开孔可以把速度设得高一些，以便提高加工。又比如，可以通过设置使激光对某些图形，比如定位标志仅雕刻，而不切透。其次，激光模版加工系统还具有计算机辅助测试（CAT）的功能。在加工过程中，

住房和城乡建设部建筑制品与构配件标准化技术委员会有关专家表示 借助软件和摄像装置，系统可以测量各个开孔的位置、尺寸，并将实测资料与原始资料互相比较，存成文件。这无论是对模版自身的生产制造过程控制、跟踪并及时发现和消除隐患，还是对焊膏印刷过程中的品质监控，有针对性地调整工艺，都是必不可少的准确完整的一手软件还可以进行模版的设计，不仅可以读入各式格式的计算机设计资料，还可以根据工艺需求重新设计焊接盘。因为激光系统带有专业进行模版数据处理的CAM软件，

具有对各种形状焊盘、更改的特殊功能，这是一般的电子CAD或EDA软件和用于光绘或PCB生数码产品、产，SMT安装软件所不具备的。

激光模版系统不仅可以质量、高速度加工，还可以借助机器定位装置以及软件给旧模版补孔。这就大大增加了制造系统的柔性，实现在最短时间周期内以最低的成本完成设计的更改。同时，若配上自动上料装置，激光系统就可以升级成一条完全自动化生产的，同时可以自动加工十几种不同产品用模版的生产线。

总之，激光模版系统既能完成高质、高效、高柔性的制造，又能充分利用设计资源、设备资源，满足SMT千变万化、日新月异的需求。目前，激光模版正在占领越来越大的市场份额，成为模版制造的主流技术。