SAM 與陶瓷:為您的 PCB 鋼網選擇合適的奈米塗層
1 分鐘
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
- 可重複性: 使用者可自行重新塗抹
2. 陶瓷奈米塗層:
陶瓷奈米塗層為無機噴塗層,由陶瓷顆粒分散於聚合物基質中組成。鋼網製造商使用專用設備噴塗後再固化,形成耐用的抗黏表面。
- 施工方式: 噴塗並固化(由製造商完成)
- 厚度: 約 2–4 µm
- 可視性: 有顏色/可用 UV 檢測
- 耐用度: 優異的耐磨與耐化學性
- 可重複性: 使用者無法自行重新塗抹
實驗研究顯示,相較於無塗層鋼網,陶瓷奈米塗層鋼網可將焊膏轉移效率提升高達 22%,尤其對 01005 及 0.4 mm BGA 這類小尺寸元件效果顯著。反之,SAM 塗層的結果較不一致,有時在低開孔面積比的情況下反而降低轉移效率。
如何選擇 SAM 或陶瓷塗層:
選擇 SAM,若:
- 您正在製作原型或短期生產
- 需要快速且經濟的塗層方案
- 鋼網開孔較大
選擇陶瓷,若:
- 您從事大量生產
- 板上有細間距 QFN、BGA 或 01005 元件
- 長期耐用性與效率為首要考量
結論:
兩種奈米塗層分別為自組裝單分子層(SAM)與陶瓷奈米塗層。每種塗層各有特定優勢,且成本差異顯著。本文比較了這兩種塗層與無塗層鋼網在焊膏印刷體積、高度與面積上的差異。比較塗層鋼網與無塗層鋼網的印刷體積數據後發現,陶瓷奈米塗層在幾乎所有測試元件上均提升了印刷體積或轉移效率。
然而,自組裝單分子層塗層卻使焊膏高度下降,對 0.4 mm 間距 CSP 元件的印刷高度降低超過 1 mil。對大於 01005 的元件,自組裝單分子層相較無塗層鋼網僅略有改善,而陶瓷 奈米塗層則與無塗層鋼網高度相同或略高。整體結果顯示,當開孔面積比低於 0.66 時,應選用陶瓷奈米塗層以優化印刷特性;若所有開孔面積比均高於 0.66,則陶瓷與自組裝單分子層奈米塗層皆能帶來助益。
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