初學者指南：階梯式鋼板（Step-Up 與 Step-Down）
1 分鐘
眾所周知，企業正朝 2nm 邁進，電子產業正處於巔峰。十年間，PCB 元件尺寸也急遽縮小，從 1206 到 0402、0201，甚至更小。由於元件尺寸微小且要求高產能，焊接過程中可能出現墓碑效應、橋接或連接不良等缺陷。為了克服這些挑戰，業界廣泛採用階梯鋼網（step-up 與 step-down）等特殊技術， JLCPCB 亦提供階梯鋼網服務，為混合密度 PCB 設計提供可靠的焊膏沉積。
0.4 mm 細間距元件旁常需更高焊膏厚度，這類需求佔 SMT 總產量相當比例。能在同一印刷行程中，同時為 0.5 mm 間距元件與 01005 或 CSP 等 0.3 mm 間距微小元件提供不同焊膏高度的能力，已成為電子製造的新關鍵。階梯鋼網可在單一鋼網內實現多種焊膏高度。本教學將說明其原理、使用時機，以及對組裝品質的影響。
什麼是 PCB 鋼網？
PCB 鋼網是一片薄鋼板，上面精準切割出與 PCB 焊盤對應的開孔。為了在 PCB 上組裝 SMT 元件，必須將焊膏塗佈於焊盤，而鋼網是最有效且精準的方法。我們近期也討論過鋼網與奈米塗層的相關文章。
在高產能生產線上，操作員將鋼網置於 PCB 上，擠壓焊膏通過開孔並沉積於焊盤。移開鋼網後，焊膏留在焊盤上，接著進入貼片機，將 SMT 元件精準放置於焊膏上，最後送入回焊爐完成焊接。
傳統鋼網的問題：
鋼網厚度與開孔尺寸決定了焊膏量。焊膏量對焊接品質至關重要：量不足可能導致焊接不良，量過多則可能造成橋接。當同一板面同時存在細間距元件與大型連接器或散熱焊盤時，傳統鋼網無法滿足不同焊膏體積需求。
0402 晶片與 0.5 mm 間距 QFP 等 SMT 元件需要極小開孔，在 0.2 mm 厚鋼網上難以順利脫模；這些開孔在 0.127 mm 厚鋼網上表現最佳。
什麼是階梯鋼網？
階梯鋼網可精準控制大、小 SMT 元件所需的焊膏量：大元件需要較厚鋼網與較多焊膏，小元件則需較薄鋼網與較少焊膏。因此，同時包含大小元件的板子需使用階梯鋼網，在對應區域分別加厚或減薄。
（本鋼網由 JLCPCB製作）
因電子產品日趨輕薄，工程師必須在 PCB 上使用微型 SMT 元件，且常將大、中、細間距元件混於同一板面。階梯鋼網透過厚度變化，可在 PCB 表面精準塗佈不同體積的焊膏。
階梯鋼網類型：
階梯區域通常以化學蝕刻、雷射焊接或電解拋光製作，分為 step-up 與 step-down 兩種。
Step-Up 鋼網
當 PCB 同時擁有大量小元件與若干大型 SMT 元件時，需採用 step-up 鋼網，於大型元件對應區域加厚，以增加焊膏量。基底鋼網厚度 0.1 mm，大型元件區域局部加厚至 0.15 mm。
Step-Down 鋼網
當 PCB 同時擁有大型元件與若干小 SMT 元件時，需採用 step-down 鋼網，於小型元件對應區域減薄，以減少焊膏量。基底鋼網厚度 0.15 mm，小型元件區域局部減薄至 0.1 mm。
階梯鋼網可選擇有框或無框：有框用於量產，無框適合打樣，成本亦較低。
階梯鋼網製程：
階梯鋼網已問世十餘年，製程包括濕式化學蝕刻、雷射切割/焊接、銑削與電鑄。
化學蝕刻因微縮能力有限而逐漸式微，雷射切割與電鑄為現今主流。兩者在材料、製程與後處理差異顯著：雷射多以不鏽鋼為主，電鑄則以鎳為主。製作階梯區域需採用高階技術：
- 雷射焊接箔片：於基底鋼網上焊接額外箔片。
- 化學蝕刻：選擇性移除材料，形成凸起（step-up）或凹陷（step-down）。
- 奈米塗層相容：多家廠商提供奈米塗層版本，進一步提升脫模效果並減少清潔需求。
關鍵在於優秀的 CAD 設計，並與鋼網供應商緊密合作。
鋼網製作技術：
製造商採用三種技術製作階梯鋼網：
- 光化學蝕刻技術
- 微加工技術
- 雷射焊接技術
1. 光化學蝕刻技術：
利用感光製程在不需要蝕刻的區域製作抗蝕層，再以蝕刻液移除材料，直至達到所需厚度。
2. 微加工技術：
將鋼片置於冷卻真空平台，以 CNC 銑床逐次移除微量材料至所需厚度，再將階梯箔片裝框並以雷射切割開孔。
3. 雷射焊接技術：
使用兩片鋼材：基底薄板與加厚板。先以 CNC 切除對應區域，再將加厚箔片嵌入並雷射焊接，最後以雷射切割開孔。
階梯鋼網優點：
結論：
總結而言，儘管階梯鋼網看似高端，但在 PCB 組裝中已日益重要。當元件縮小、板子複雜度提升，就必須精準控制焊膏量。複雜 PCB 上不同 SMT 元件需要不同焊膏量，同一鋼網上採用不同厚度，可在粗間距區提供足夠焊膏，同時在細間距區精準控制。
了解何時及如何使用這些專用鋼網，即使新手也能顯著提升組裝可靠性與品質。下次訂購鋼網前，先評估是否需採用階梯鋼網解決常見問題。JLCPCB 提供階梯鋼網服務，可針對混合元件板精準調整厚度，達到最佳焊膏沉積。務必與製造商討論並仔細評估鋼網選項；對於混合元件板，常需上下調整厚度——若無階梯鋼網，幾乎不可能達到理想印刷效果。
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