改善焊膏沉積的 SMT 鋼網設計技巧
1 分鐘
透過鋼網進行焊膏沉積是一種大量生產的方法。即使使用先進的貼片機與回焊曲線,橋接、立碑與焊點不足等缺陷仍常可追溯到不良的鋼網設計。正確的鋼網設計有助於實現一致且高品質的焊點。隨著元件尺寸持續縮小、電路密度增加, JLCPCB 提供高精度鋼網,可選階梯設計、電拋光與奈米塗層,確保可靠的焊膏沉積並降低組裝缺陷。
有效的 SMT 鋼網能確保焊膏印刷一致、可重複且精準。本文將探討實用且經驗證的 SMT 鋼網設計技巧,協助您最佳化焊膏沉積並減少 PCB 組裝缺陷。文章分為兩部分:設計指南與製造觀點。
標準 SMT 鋼網的 5 項關鍵設計準則:
1. 開孔設計準則
為避免橋接與焊珠等缺陷,這點至關重要。為了精準沉積,開孔會做得比焊墊略小。然而某些元件需在內緣減少焊膏,以防止「晶片中央」焊球形成。以下是幾個範例:
2. 開孔縮減(焊墊與開孔比例)
為避免橋接與焊料過多,開孔通常略小於實際焊墊。選用建議如下:
建議厚度規則:
- 大多數元件的典型縮減量為 5–7%。
- IPC-7525 建議鋼網與焊墊面積比 >0.66,以確保可靠印刷。
公式:
面積比 =(開孔面積)/(開孔壁高 × 開孔周長)
保持此比例高於 0.66,可確保焊膏乾淨脫模。
3. 基準點(Fiducial Marks)
印刷焊膏時,圖案必須與 PCB 精準對位。這透過在 PCB 與鋼網上設置基準點達成。正如我們最新基準點專文所述,在鋼網上加入基準點可確保對位準確。 JLCPCB 提供含基準點的鋼網,確保精準對位與可靠焊膏印刷。
4. 鋼網框架與邊框
鋼網可分有框(固定於鋁框)與無框(快速打樣或手動印刷)。
- 典型框架尺寸為 23 × 23 英吋。
- 開孔區與框架邊緣至少保留 10 mm。
- 清楚標示鋼網位置、厚度與料號。
5. 視窗效應設計:
某些 PCB 在元件下方有大銅墊,常見於功率電子。此時需確保良好電氣連接與散熱,若整面塗抹焊膏,元件可能浮起、外側引腳無法焊接。採用「視窗效應」設計可減少焊料體積,如上圖所示。
標準 SMT 鋼網的 4 項關鍵設計準則:
1. 鋼網厚度選擇
厚度決定焊膏量。優先考慮板上最小間距元件。厚鋼網因表面張力可能使焊膏黏附於孔壁。基本原則:最小開孔內至少含五顆焊料粒子。
2. 鋼網材質
材質決定焊膏脫模效果。不鏽鋼最常見,若為細間距設計可選鎳,成本約高 50%。
第一代鋼網採化學蝕刻,適合大開孔,但元件縮小後脫模困難,遂發展出雷射切割,產生更精細的梯形開孔以提升脫模效果。隨後再引入電拋光與電鑄製程。
3. 奈米塗層提升脫模
現代奈米塗層鋼網使用疏水塗層,降低焊膏黏附於孔壁。僅在普通鋼網表面增加一層奈米材料,即可提升焊膏脫模、延長鋼網壽命並減少清潔次數。
4. 混合組裝考慮階梯鋼網
分為兩類:
加厚區(Step-up): 為大元件提供較厚區域。
減薄區(Step-down): 為細間距元件提供較薄區域。
適用於同時含 0201 被動元件與大連接器的板子。詳細文章請參考連結。
結論
SMT 鋼網設計不僅是在金屬上切割形狀,而是直接影響良率、缺陷率與組裝品質的策略流程。遵循上述技巧——從最佳化厚度與開孔尺寸到採用先進塗層——可顯著改善焊膏沉積。寬高比與面積比為開孔尺寸的基礎,針對元件的特定策略則確保多元組裝需求下的最佳表現。階梯鋼網與多重印刷等先進技術可處理複雜應用,而適當的製程最佳化與維護則維持長期性能。
隨著 SMT 持續朝微型化演進,遵循 IPC 指南並利用奈米塗層、階梯鋼網等技術,已成為維持生產品質與成本效益的關鍵。JLCPCB 提供全系列可客製鋼網,含奈米塗層與階梯鋼網,協助工程師實現可靠且高性價比的 SMT 組裝。
持續學習
PCB 鋼網製造中高精準度的重要性
PCB 鋼網在製造過程中扮演關鍵角色,尤其是在處理小間距元件時。鋼網製造的高精度能確保焊膏沉積準確,這對於可靠且高效能的電子組件至關重要。本文將以 JLCPCB 的範例,強調高精度鋼網製造的重要性,並使用數位顯微鏡相機拍攝的測量結果,展示實際製造尺寸與期望尺寸之間的差異。 了解 PCB 鋼網 PCB 鋼網是由金屬(通常為不鏽鋼)或聚合物製成的薄片,上面切割出與 PCB 焊盤對應的開孔。將鋼網置於 PCB 上方,透過開孔塗抹焊膏,使焊盤上留下精確的焊膏量。此流程對表面貼裝元件的放置與焊接極為關鍵。 高精度的必要性 鋼網製造的高精度至關重要,原因如下: 1. 準確的焊膏沉積:精確的開孔可確保沉積正確的焊膏量,對形成可靠的焊點極為重要。 2. 最小化焊橋:準確的開孔可降低焊盤間焊橋的風險,避免短路。 3. 一致的品質:高精度鋼網有助於多塊板子間維持一致品質,減少缺陷與重工。 範例:JLCPCB 小間距元件鋼網 為說明高精度鋼網製造的重要性,我們向 JLCPCB 訂購了一塊用於小間距元件電路板的 PCB 鋼網。我們將使用數位顯微鏡相機,比較鋼網開孔的期望尺寸與實際製造尺寸。 JLCPCB 小間距元件鋼網 ......
揭開奈米塗層鋼網製造的祕密
奈米塗層鋼網製造流程 奈米塗層鋼網的製造包含一系列精密工程步驟:設計製圖、雷射切割、拋光、奈米塗層沉積與品質檢驗。以下為各製程階段的詳細說明: 1. 設計與製圖 (1) 資料擷取: 從客戶提供的設計檔案(如 Gerber 檔、PCB 佈局)或實體樣品中取得精確資料,包含鋼網尺寸、焊墊佈局、開孔形狀與尺寸,以及特定應用需求。 (2) CAD 製圖: 使用專業 CAD 軟體(如 Auto CAD)將所得資料轉換為精確的 2D 或 3D 工程圖,定義鋼網的整體尺寸、開孔位置、形狀與大小,作為後續加工之數位藍圖。 2. 雷射切割 (1) 材料準備: 選用高級不鏽鋼板,通常為 SUS 304,作為基材。材料須符合嚴格的厚度公差、平整度與機械完整性要求。 (2) 機台設定: 依據鋼網設計校正雷射切割機,關鍵參數包含雷射功率、切割速度與脈衝頻率。將不鏽鋼板牢固夾持於工作台上,確保切割精度與材料穩定性。 (3) 精密切割: 雷射系統發射高能量光束,局部熔化或汽化鋼材,沿預設開孔路徑移動。此製程可達到高精度開孔成型,通常尺寸公差在 ±0.05 mm 以內。 3. 拋光 (1) 機械拋光: 使用旋轉拋光輪或研磨劑去除......
業界標準焊膏鋼網的設計準則
焊膏印刷是 PCB 組裝中最關鍵的製程之一,而鋼網的設計直接影響焊膏的塗佈品質。在先前的文章中,我們已詳細介紹了鋼網及其種類。JLCPCB 提供的進階鋼網選項,包括階梯式(step-up/step-down)與奈米塗層鋼網,能協助工程師達到更高的印刷精度與組裝可靠性。在電子硬體設計中,遵循正確的設計規則與擁有合適的工具同樣重要。本文將探討當今在製作實用且可量產的內容時,必須掌握的關鍵設計原則。 什麼是業界標準的焊膏鋼網? 焊膏鋼網採用業界標準鋼網製作,常見為雷射切割的不鏽鋼箔片,上面精準開孔並與 PCB 焊盤對位。這些箔片厚度通常為 100 µm 至 120 µm,一般用於 SMT 產線,可與貼片機及自動鋼網印刷機無縫整合。 其設計符合常見 SMT 需求,無需厚度階梯等特殊功能,並遵循 IPC、SMTA 與 IEC 等組織制定的標準。點此查看完整的IPC PCB 鋼網指南。 焊膏鋼網設計考量: 高效焊膏鋼網的關鍵設計要素如下: 鋼網厚度 開孔設計 鋼網材料與固定方式 鋼網對位 針對 PCB 設計的特化需求 標準 SMT 鋼網的 7 大設計準則: 1. 鋼網厚度選擇 圖案厚度決定了焊膏量,請優先考慮......
什麼是雷射切割模板?PCB 組裝指南
傳統的 PCB 組裝流程在焊接前需要手動放置電子元件。然而,隨著電子印刷電路板日益複雜,加上微型化的需求,必須透過機械組裝並使用 SMT 鋼網塗抹焊膏。在一塊小電路板上放置並焊接大量小型元件已不再實際。鋼網取代了表面黏著元件的手工焊接,也避免了手工焊接造成的不一致性。作為 表面黏著元件(SMD)的專屬工具,雷射鋼網能將焊膏精準塗抹到指定位置。 PCB 鋼網通常以不鏽鋼箔金屬板製成,板上留有表面黏著元件的開口。雷射機會將鋼網切割成與元件安裝位置相符的電路圖案。 JLCPCB 提供高品質雷射切割鋼網,開孔精準,確保焊膏塗抹準確、組裝可靠。鋼網放置於電路板上,並透過稱為基準點(fiducial marks)的對位點完美對齊。對齊後,使用金屬刮刀塗抹焊膏。使用合適的 PCB 鋼網可加快 PCB 組裝流程,更輕鬆也更精確。目前最普遍用於將元件焊接到 PCB 的技術是 SMT。 1. 什麼是雷射鋼網? 雷射鋼網是用於 PCB 製造 中組裝元件的一種鋼網。依製程不同,鋼網分為三類:雷射切割、化學蝕刻與電鑄。雷射鋼網通常由不鏽鋼薄板製成,精度高於其他兩種。標準雷射切割常能產生更精細的結果,有助於達到更高精度;與化......
電拋光在 PCB 鋼網中如何運作
為了確保最佳的焊膏釋放效果,PCB 鋼網製造商必須提供優異的表面處理。其中一種提升鋼網功能的方法是電解拋光。什麼是電解拋光?它如何改善 PCB 鋼網? 在 PCB 鋼網製作過程中,持續的雷射照射會使開口孔壁變得粗糙,因為雷射光束熔化金屬板材,導致表面出現不規則。為了解決這個問題,採用電解拋光來平滑孔壁。本文將介紹電解拋光在 SMT 組裝中的優勢、其在 PCB 鋼網製造中的作用及其工作原理。 JLCPCB 在服務項目中提供電解拋光鋼網,確保孔壁更平滑,改善焊膏釋放並提升組裝品質。 什麼是電解拋光? 電解拋光是一種電化學表面精加工技術,可移除極薄的金屬層,使導電工件更光滑、無毛邊並消除表面缺陷。電解拋光又被稱為「電鍍的反向」,在微觀層面溶解金屬。 電解拋光基本原理: 陽極處理: 在電解液槽中,鋼網被接為陽極(+)。 陰極(-): 通常由鉛或不鏽鋼製成。 電解液: 酸性液體,常為硫酸與磷酸混合物。 施加電壓: 直流電使金屬離子優先從表面尖峰溶解。 最終獲得更光滑、均勻且微觀缺陷被撫平的表面。 為何需要電解拋光: 這是設計高品質鋼網的最新技術之一。傳統方法使用雷射,透過高強度聚焦在不鏽鋼上使其熔化,以切割......
改善焊膏沉積的 SMT 鋼網設計技巧
透過鋼網進行焊膏沉積是一種大量生產的方法。即使使用先進的貼片機與回焊曲線,橋接、立碑與焊點不足等缺陷仍常可追溯到不良的鋼網設計。正確的鋼網設計有助於實現一致且高品質的焊點。隨著元件尺寸持續縮小、電路密度增加, JLCPCB 提供高精度鋼網,可選階梯設計、電拋光與奈米塗層,確保可靠的焊膏沉積並降低組裝缺陷。 有效的 SMT 鋼網能確保焊膏印刷一致、可重複且精準。本文將探討實用且經驗證的 SMT 鋼網設計技巧,協助您最佳化焊膏沉積並減少 PCB 組裝缺陷。文章分為兩部分:設計指南與製造觀點。 標準 SMT 鋼網的 5 項關鍵設計準則: 1. 開孔設計準則 為避免橋接與焊珠等缺陷,這點至關重要。為了精準沉積,開孔會做得比焊墊略小。然而某些元件需在內緣減少焊膏,以防止「晶片中央」焊球形成。以下是幾個範例: 2. 開孔縮減(焊墊與開孔比例) 為避免橋接與焊料過多,開孔通常略小於實際焊墊。選用建議如下: 建議厚度規則: 大多數元件的典型縮減量為 5–7%。 IPC-7525 建議鋼網與焊墊面積比 >0.66,以確保可靠印刷。 公式: 面積比 =(開孔面積)/(開孔壁高 × 開孔周長) 保持此比例高於 0.66......