PCB 組裝中 SMT 鋼網的必備指南
1 分鐘
簡介
在快速變化的電子製造領域，表面貼裝技術（SMT） 對於實現印刷電路板（PCB）組裝的效率與精度至關重要。SMT 製程的核心是 SMT 鋼網，這是準確塗佈焊膏不可或缺的工具，可確保元件與 PCB 之間形成可靠的電氣連接。本指南深入探討 SMT 鋼網的類型、材料、製造方法、優勢、挑戰與未來趨勢。
SMT 鋼網的類型：-
SMT 鋼網有多種形式，以滿足不同的生產需求：
無框 SMT 鋼網：
這類鋼網彈性高且具成本效益，適合原型與小量生產。採用不鏽鋼或鎳合金製成，易於操作與存放，能靈活應對不斷變化的 PCB 設計。無框 SMT 鋼網特別適合需要快速變更與調整的環境，讓製造商能在不同 PCB 設計之間快速切換，大幅減少停機時間。
有框 SMT 鋼網：
有框鋼網以耐用著稱，適合大量製造。剛性框架在焊膏印刷時提供穩定性，確保多片 PCB 結果一致。在需要精度與重複性的大量生產線上，它們是首選。有框 SMT 鋼網提供穩固與可靠，對於長時間生產中維持品質至關重要，任何偏差都可能造成重大損失。
原型 SMT 鋼網：
快速原型製作受益於這類鋼網，讓工程師能快速測試新的 PCB 佈局。它們支援產品開發的靈活性，可根據初步測試與回饋迅速調整。原型 SMT 鋼網專為反覆迭代的產品開發設計，可輕鬆容納設計變更，確保從概念到最終產品的順利轉換。
材料與製造流程
SMT 鋼網的性能與壽命取決於材料選擇與製造技術：
不鏽鋼：
憑藉耐用、耐腐蝕與熱穩定性，不鏽鋼鋼網可承受多次印刷循環而不變形。300 系列不鏽鋼合金具備優異的機械性能，適用於各種應用。選用不鏽鋼可確保鋼網在嚴苛製程中保持可靠與一致的性能。
鎳合金：
鎳合金（如 Inconel 或 Monel）製成的鋼網以耐高溫與機械強度著稱，能在嚴苛條件下保持穩定性能，對鋼網壽命至關重要。鎳合金鋼網特別適用於航太或汽車等極端環境，可靠性與性能為首要考量。
製造流程：
採用雷射切割與化學蝕刻等精密技術製作 SMT 鋼網：
雷射切割：
高能雷射光束可精準切割孔壁，確保邊緣銳利。此方法以高精度定義焊膏沉積區域，對可靠電氣連接至關重要。雷射切割能滿足複雜 PCB 設計所需的精度，確保每個開孔與對應元件完美對位。
化學蝕刻：
利用化學溶液選擇性移除材料，可製作具精密公差的複雜開孔，滿足複雜 PCB 佈局與細間距元件需求。化學蝕刻對於需要高精度的複雜設計不可或缺，其精度直接影響 PCB 組裝的整體性能。
SMT 鋼網的優勢
在 PCB 組裝中採用 SMT 鋼網可帶來多項好處：
精密沉積：
SMT 鋼網可於 PCB 焊墊上精準且均勻地塗佈焊膏，減少焊橋並確保焊點品質一致。此精度對可靠電氣連接至關重要，可提升產品性能與壽命。精密沉積有助維持電氣連接完整性，降低最終產品缺陷與失效風險。
提升效率：
鋼網可同時於多片 PCB 上塗佈焊膏，簡化組裝流程，縮短組裝時間並加快生產速度，協助製造商滿足緊迫的交期。提升效率對於競爭激烈的電子製造業至關重要，上市時間往往是關鍵因素。
一致性與品質控管：
一致的焊膏沉積可提升產品品質與可靠度。均勻的焊點可改善導電性與機械穩定性，符合業界性能與可靠度標準，並減少缺陷與重工成本。製程中的品質控管對維持最終產品的聲譽與可靠度至關重要。
節省成本：
精準的焊膏塗佈可減少材料浪費與重工維修需求。較高的首次良率可降低整體生產成本，提升製造商利潤。在競爭激烈的市場中，成本節約對維持獲利至關重要，效率是成功的關鍵。
靈活性與適應性：
現代 SMT 鋼網技術可適應多樣的 PCB 設計與元件配置。可客製化的鋼網設計可容納細間距元件、複雜佈局與不同板厚，在整合新技術時亦不影響品質。靈活性與適應性對於跟上快速技術進步與客戶需求變化至關重要。
環保考量：
SMT 鋼網透過優化資源使用與減少材料浪費，有助於永續發展。提升效率並減少缺陷可降低能耗與碳排放。先進材料與塗層可延長使用壽命並提高可回收性，減少對環境的影響。環境永續在當今製造業日益重要，企業致力於減少碳足跡並推動環保實踐。
支援先進技術：
SMT 鋼網支援微型化與功能提升等技術進步。它們可為小型精密元件與高密度互連提供精準焊膏塗佈，對開發精巧複雜的電子產品至關重要。支援先進技術對於在快速發展的電子產業中保持競爭力至關重要，創新與尖端設計是成功的關鍵驅動力。
挑戰與解決方案
儘管優勢明顯，SMT 鋼網仍存在需主動管理的挑戰：
鋼網清潔與保養：
焊膏殘留物可能堆積在鋼網開孔中，降低印刷品質並影響焊膏釋放。定期清潔與保養對維持鋼網性能與延長壽命至關重要：
溶劑清洗：
使用專用清潔劑溶解並去除焊膏殘留物。溶劑清洗可有效去除可能影響後續印刷品質的頑固殘留。
超音波清洗：
高頻聲波振動清潔液，可徹底清潔複雜鋼網設計。超音波清洗確保即使最精細的設計也無殘留，維持印刷品質。
自動化清洗系統：
先進系統整合可程式清洗週期與精準參數控制，確保一致結果。自動化清洗系統降低人為錯誤風險，確保所有鋼網清潔徹底且一致。
鋼網厚度考量：
選擇適當鋼網厚度對最佳焊膏量與印刷品質至關重要：
薄鋼網：
適用於細間距元件，但可能焊膏量不足。薄鋼網對於需要精度與細節的應用至關重要，但需仔細管理以確保足夠焊膏沉積。
厚鋼網：
堅固耐用，但可能影響焊膏釋放並促進焊橋。製造商需依 PCB 設計、元件規格與焊膏特性平衡厚度。厚鋼網對於堅固應用必要，但需仔細管理以避免焊膏釋放與橋接問題。
SMT 鋼網技術的未來趨勢
SMT 鋼網技術的演進持續推動創新：
奈米塗層與表面處理：
先進奈米塗層可改善焊膏釋放並減少黏附，提升印刷品質與細間距元件印刷效果，同時減少清潔頻率並延長鋼網壽命。奈米塗層是鋼網技術的重大進步，提供更佳性能並降低維護需求。
積層製造與客製化：
3D 列印 可製作具有複雜幾何形狀與客製開孔設計的 SMT 鋼網。此靈活性可適應獨特的 PCB 佈局與元件配置。積層製造可打造高度專業化的鋼網，滿足複雜創新 PCB 設計的特定需求。
整合檢測與品質保證：
新興技術將自動化檢測系統整合至鋼網印刷製程，可即時監控焊膏沉積品質。自動化系統可檢測焊膏量不足或偏移等缺陷，確保符合製造規範。整合檢測技術對於維持現代 PCB 組裝的高品質與可靠度標準至關重要。
結論
SMT 鋼網是現代 PCB 組裝的關鍵工具，使製造商能夠實現卓越的精度、效率與品質控管。了解其類型、材料、製造流程、優勢、挑戰與未來趨勢，可幫助專業人員優化生產流程、降低成本並提供可靠的電子產品。
JLCPCB 指出：「隨著技術進步，SMT 鋼網將持續在推動 PCB 組裝創新與卓越方面發揮關鍵作用。其對支援尖端技術與永續製造實踐的作用，確保它們始終處於電子製造的前沿。」
持續學習
初學者指南：階梯式鋼板（Step-Up 與 Step-Down）
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......
SAM 與陶瓷：為您的 PCB 鋼網選擇合適的奈米塗層
隨著 SMT 設計不斷演進，電子產品開始採用更緊密的間距與更小的元件。傳統鋼網服務可用於較大的 SMD 焊盤，但隨著技術創新，奈米塗層鋼網也進入市場。奈米塗層具有疏水與疏油性，可排斥水、油及焊膏助焊劑。使用這些塗層的優點包括提升轉移效率、減少底部清潔需求（或頻率），並降低印刷後的橋接問題。 目前 SMT 鋼網使用的奈米塗層有兩種。第一種是自組裝單分子層（SAM）塗層。SAM 塗層需手動塗抹於鋼網底部（即與印刷電路板接觸的一側）。這類塗層厚度通常僅 2–4 奈米，肉眼不可見。SAM 塗層會隨時間磨損，但可重新塗抹。其主要優點是減少底部清潔與橋接。詳細訂購流程請見 奈米塗層鋼網 頁面。 另一種為陶瓷基底塗層，以下將詳細討論兩者。 什麼是 SAM 與陶瓷奈米塗層？ PCB 產業主要使用兩種奈米塗層： 1. 自組裝單分子層（SAM）塗層： 自組裝單分子層（SAM）是由膦酸分子與鋼網表面鍵結而成的分子塗層。這些分子會自行排列成單分子厚度的薄膜，並與不鏽鋼及鎳等金屬產生化學鍵結。 施工方式： 擦拭式，操作簡便 厚度： 約 2–4 nm 可視性： 肉眼不可見，需用表面能量墨水檢測 耐用度： 會因時間或摩擦而磨損......
使用奈米塗層鋼板減少焊錫橋接與清潔成本
電子裝置持續微型化的趨勢，確保了表面貼裝製程將不斷帶來新的挑戰。元件與鋼板開孔越來越小、間距越來越緊。對焊膏印刷製程的要求，促使技術必須不斷改進。奈米塗層應用於鋼板已有多年的歷史。 塗層通常以兩種形式提供。最常見的是多步驟液態塗層，透過擦拭方式塗佈在鋼板上，並在常溫下乾燥。這類塗層可由鋼板製造商或使用者自行施作。另一種較少見的形式，則由鋼板製造商以噴塗方式完成。奈米塗層供應商對其產品提出多項聲明，請參考訂購奈米塗層鋼板的流程。 常見聲明如下： 減少底部清潔需求 降低橋接缺陷 改善焊膏脫模 提升良率 塗層流程包含鋼板清潔、噴塗塗層，再進行固化。厚度僅 1–100 奈米的奈米塗層，是極薄的層次或化學結構，可透過多種方法附著於各種基材，並與無孔表面形成化學鍵結。作為對照，汽車產業常用的油漆厚度約為 125 微米，即 125,000 奈米。本文將探討這些塗層如何顯著降低橋接與清潔成本。 傳統焊膏鋼板的問題： 1) 焊橋問題 橋接發生於過多焊膏連接相鄰焊墊，造成短路。以下情況特別常見： 細間距元件（如 QFN、BGA） 表面積比低（SAR < 0.66）的鋼板 焊膏黏附於鋼板底部 脫模不一致 鋼板與 PCB......
PCB 製造中的奈米塗層：如何超越傳統鋼板
奈米塗層是一種薄薄的疏水（防水）與疏油（防油）處理，用於焊膏鋼網的底部與邊緣。經過處理後，表面變得不易沾黏，可減少焊膏印刷所需的清潔次數。塗層厚度小於 5 奈米，在微觀層面與鋼網箔材結合，不改變鋼網的尺寸與形狀。 奈米塗層是業界已驗證的製程，從第一次印刷即可看到立即且可量化的改善。目前有許多關於可與鋼網搭配之奈米材料的研究。奈米塗層透過降低鋼網材料的表面能，防止焊膏沾附於非預期區域。因此，印刷出的焊膏沉積更乾淨、更均勻且更具再現性。本文探討奈米塗層的定義、可用類型，以及與標準 SMT 鋼網在印刷品質、可靠度與投資報酬率方面的比較。 奈米塗層的優點： 1) 疏水特性：奈米塗層可排斥水性化學物質（助焊劑），在潮濕環境中維持鋼網效能。 2) 疏油特性：透過排斥油性化學物質（助焊劑），保持清潔並減少焊膏塗佈時的污染。 3) 提升轉移效率：確保精準沉積並減少缺陷，尤其適用於細間距元件。 4) 減少底部清潔頻率：陶瓷與自組裝單層（SAM）塗層的結合，可降低清潔次數，節省時間與維護成本。 何時使用奈米塗層鋼網： 奈米塗層鋼網適用於： 高密度 PCB 設計，含 01005、0201 及細間距 BGA 或 QFN ......
PCB 組裝中 SMT 鋼網的必備指南
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如何選擇 SMT 鋼板
什麼是 SMT 鋼網？ SMT 鋼網是一種用於焊接製程的薄金屬板，專為 SMT（表面貼裝技術）而設計，在 SMT 焊接過程中扮演關鍵角色。SMT 鋼網能將焊膏直接精準地塗佈於 PCB 的 SMD 焊墊上，有效避免回流焊時出現錯誤與缺陷，完工後可獲得精確的錫覆蓋量。 SMT 鋼網的種類 依焊膏塗佈方式不同，常見有三種鋼網類型。 框架式 SMT 鋼網 框架式 PCB 鋼網多半開箱即用，由一般雷射切割的鋼片固定於金屬框架而成。因框架提供更佳穩定性與重複使用性，特別適合大量 SMT 組裝。 框架亦能加快 PCB 與鋼網的對位流程。然而框架成本較高、佔空間且管理較複雜，也讓鋼網更重、運費增加。 無框架鋼網 無框架鋼網少了外框，成本比框架式更低，可直接放置於 PCB 上使用，適合業餘或一次性用途。重量輕，運送方便。 無需額外框架，適合小批量印刷並可自訂尺寸；同樣能依特定 PCB 設計與零件布局進行客製。 階梯鋼網： PCB 上各元件對焊膏量需求不同，一般雷射鋼網只能改開孔大小，整片厚度相同。 為達更高焊接品質，工程師常需在同一鋼網上做出多種厚度，以精準控制焊膏量，因而誕生階梯鋼網。它能在同一鋼網上印出不同厚度......