奈米塗層如何影響 SMT 印刷中的鋼網性能
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焊膏鋼網的底部與邊緣會覆上一層超薄奈米塗層，具備疏油（抗油）與疏水（防水）特性，使表面不易沾黏，從而減少印刷過程所需的清潔次數。這層厚度不到 5 nm 的塗層不會改變鋼網原有尺寸或形狀，僅與鋼片形成極薄鍵結。JLCPCB 提供奈米塗層鋼網，利用此技術提升印刷效率與可靠度。
由於鋼網底部不殘留焊膏，下一次印刷時就不會把殘錫轉印到 PCB，降低橋接風險，後續印刷品質與首次相同；同時減少底部殘錫，進一步降低底部清潔頻率。我曾見過某些客戶從每印 1 片就清潔，改為每印 20 片才清潔一次。本文將探討奈米塗層的定義、種類，以及與傳統 SMT 鋼網在印刷品質、可靠度與投資報酬率上的差異。立即造訪此頁面，免額外費用即可向 JLCPCB 訂購奈米塗層鋼網。
傳統鋼網製程的問題：
印刷時焊膏必須附著於鋼網上方，卻不該殘留在底部；一旦黏在孔壁或底面，就會造成焊膏抹污、缺錫等問題。
為了克服這項難解的製程限制，高階板子往往每印一次就得清一次底面！此舉不僅拖慢整條 SMD 產線，也無法根治問題，反而讓清潔耗材成本持續攀升。
奈米塗層鋼網的智慧解方：
鋼網底部與孔壁被永久賦予抗黏效果，頂面則維持未處理狀態。奈米塗層僅數奈米厚，完全不影響原有鋼網尺寸。
奈米塗層是業界驗證過的技術，從第一片印刷就能立即感受差異。目前仍有大量研究聚焦於可與鋼網搭配的奈米材料特性。透過降低鋼網材料表面能，奈米塗層阻止焊膏沾附於非預期區域，使焊點沉積更一致、乾淨且可重複。
奈米塗層的科學原理
這類塗層又稱奈米科技塗層或奈米塗層，本質上是含有奈米粒子的液態聚合物。這些粒子通常由二氧化矽或二氧化鈦製成，可形成極薄且透明的保護層，在約 125 µm 的奈米級尺度與鋼片材料鍵結，使其成為奈米鋼網。
奈米塗層表面極致均勻平滑，兼具耐磨、抗刮與耐化學品特性，特別適合精細鋼網開口。
鋼網印刷的成本痛點：
焊膏印刷的主要成本來自：
- 頻繁的底部清潔
- 焊膏浪費
- 不良率損失
- 重工與重印時間
- 清潔耗材與設備
這些持續性支出在高產能環境下迅速累積。一般無塗層鋼網在細腳距（SAR < 0.55）應用時，常需每印 1 片就清潔一次；採用奈米塗層後，清潔頻率可降至每 20 片一次。
- 無塗層鋼網：每分鐘產出 1 片板子
- 奈米塗層鋼網：每分鐘可印 2 片板子
對於 大量生產的 PCB 組裝流程，這種產能翻倍的效果堪稱革命。
奈米塗層種類：
主要分為兩大類：
1. 自組裝單分子層（SAM）塗層：
- 極薄（2–4 nm）
- 以擦拭方式手工塗佈
- 通常透明無色
- 使用者可自行補塗
- 減少橋接與底部清潔
- 耐久度較低，會因擦拭或清洗而逐漸失效
2. 陶瓷奈米塗層：
- 較厚（2–4 µm）
- 需專用設備噴塗並固化
- 含 UV 指示劑或色料便於辨識
- 耐磨抗刮，壽命長
- 對面積比 < 0.66 的開口轉移效率提升尤佳
- 無法由使用者自行補塗
實驗顯示，相較於無塗層鋼網，陶瓷奈米塗層對 01005 及 0.4 mm BGA 等微小腳距元件的焊膏轉移效率最高可提升 22%；而 SAM 塗層在低面積比時有時會出現轉移效率下降的不穩定現象。
如何選擇 SAM 或陶瓷塗層：
選 SAM 若：
- 打樣或短量生產
- 需要快速且低成本的塗層
- 鋼網開口較大
選陶瓷若：
- 大量生產
- 板上有細腳距 QFN、BGA 或 01005
- 重視長期耐久與效率
結語：
總結來說，奈米塗層技術相較於傳統 SMT 鋼網，帶來顯著的性能提升。後續文章將深入探討 ROI 與焊接測試等議題。奈米塗層因減少清潔次數並提升整體良率而極具價值；雖初期成本較高，若以陶瓷塗層為例，僅需數百片板子即可回收投資。對於追求高精度與高可靠度的電子設計師及 SMT 製程工程師而言，奈米塗層鋼網無疑是聰明且先進的選擇。
隨著 SMT 設計朝向更小元件與更緊腳距發展，傳統鋼網服務僅適用於較大 SMD 焊盤；技術演進下，奈米塗層鋼網應運而生。奈米塗層具備疏水與疏油性，可排斥水分、油分與焊膏助焊劑，帶來轉移效率提升、底部清潔次數減少、印刷後橋接降低等優勢。
SMT 鋼網奈米塗層主要分兩類。第一種為自組裝單分子層（SAM）塗層，以手工塗抹於鋼網底部（與 PCB 接觸側），厚度 2–4 nm，通常透明無色，磨損後可再次補塗，主要優點在於減少橋接與底部清潔。另一種為陶瓷基底塗層。JLCPCB 提供奈米塗層鋼網，首單可免費製作。
持續學習
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