나노 코팅 스텐실 제조의 비밀

나노 코팅 스텐실 제조 공정

나노 코팅 스텐실 제조는 설계 및 도면 작성, 레이저 절단, 연마, 나노 코팅 증착, 품질 검사 등 정밀한 공정 단계를 포함합니다. 아래는 각 공정 단계에 대한 자세한 설명입니다.

1. 설계 및 도면 작성

(1) 데이터 수집:
고객이 제공한 설계 파일(예: Gerber 파일, PCB 레이아웃) 또는 실제 제품 샘플에서 정확한 데이터를 확보합니다. 여기에는 스텐실 치수, 패드 배치, 개구부 모양과 크기, 특정 적용 요구사항 등이 포함됩니다.

(2) CAD 도면 작성:
Auto CAD와 같은 전문 CAD 소프트웨어를 사용하여 수집된 데이터를 정밀한 2D 또는 3D 엔지니어링 도면으로 변환합니다. 이 도면은 스텐실의 전체 치수, 개구부 위치, 모양 및 크기를 정의하며, 이후 공정을 위한 디지털 청사진 역할을 합니다.

2. 레이저 절단

(1) 재료 준비:
일반적으로 SUS 304 고급 스테인리스 스틸 시트를 기본 재료로 선택합니다. 재료는 두께 허용오차, 평탄도 및 기계적 완전성에 대한 엄격한 기준을 충족해야 합니다.

(2) 기계 설정:
레이저 절단기는 스텐실 설계에 맞춰 보정됩니다. 주요 파라미터는 레이저 출력, 절단 속도, 펄스 주파수입니다. 스테인리스 스틸 시트는 절단 정밀도와 재료 안정성을 보장하기 위해 작업대에 견고하게 고정됩니다.

(3) 정밀 절단:
레이저 시스템은 고에너지 빔을 방출하여 미리 프로그래밍된 개구부 경로를 따라 강철을 국소적으로 녹이거나 기화시킵니다. 이 과정은 고정밀 개구부 형성을 가능하게 하며, 일반적으로 ±0.05mm 내의 치수 허용오차를 달성합니다.

3. 연마

(1) 기계적 연마:
회전식 연마 휠 또는 연마제를 사용하여 버(burr)를 제거하고 모서리의 매끄러움을 개선합니다. 휠 속도와 압력은 스텐실 두께와 재료 특성에 맞게 조절되며, 보통 1500~3000 RPM 범위에서 작업합니다.

(2) 화학적 연마:
스텐실을 미세한 표면 불규칙성을 선택적으로 용해하는 화학 용액에 담급니다. 표면 상태와 요구 마감에 따라 40°C-80°C 온도에서 5-15분간 진행됩니다.

(3) 전해 연마 (Electropolishing):
스텐실은 전해질 셀에서 양극(anode) 역할을 합니다. 제어된 전압(1030V)과 전류 밀도(110 A/cm²) 하에서 표면 금속이 양극 용해됩니다. 처리 시간은 5~30분 정도이며, 전해 연마는 표면 마감을 향상시키고 복잡한 형상과 미세 개구부 전반에 걸쳐 균일한 처리를 보장합니다.

4. 나노 코팅 증착

(1) 진공 준비:
연마 후, 스텐실은 고진공 증착 챔버에 장착됩니다. 진공 수준은 일반적으로 10⁻³에서 10⁻⁵ Pa에 도달하여 나노 규모 코팅의 균일한 증착을 보장합니다.

(2) 코팅 재료 선택:
티타늄 합금(Ti), 질화 티타늄(TiN), 이산화 규소(SiO₂) 등 필요한 기능적 특성에 맞는 적합한 나노 코팅 재료가 선택됩니다. 이 재료들은 타겟이나 증발원으로 챔버에 투입됩니다.

(3) 증착 공정:

주요 기술 두 가지:

A. 물리적 증기 증착 (PVD):
이온 폭격에 의해 고체 타겟에서 재료 원자가 방출되어 스텐실 표면에 얇은 필름으로 증착됩니다.

B. 화학적 증기 증착 (CVD):

기체 반응물이 스텐실 표면에서 화학 반응을 일으켜 현장 내에서 나노 규모의 필름을 형성합니다.

이 코팅들은 스텐실의 성능을 향상시키며, 내마모성, 비점착성 및 고정밀 SMT 응용에서 인쇄 선명도를 개선합니다.

5. 품질 관리 및 검사

(1) 육안 검사:
스텐실 표면의 비균일 코팅, 미세 구멍, 균열, 박리 등 결함 여부를 확인합니다. 균일하고 매끄러우며 접착성이 좋은 나노 코팅이 필수적입니다.

(2) 치수 검증:
광학 현미경, 마이크로미터, 두께 측정기 등의 정밀 측정 도구를 사용해 스텐실 전체 치수, 개구 크기, 코팅 두께가 설계 사양에 부합하는지 확인합니다.

(3) 성능 테스트:

스텐실의 기계적 및 기능적 특성을 평가합니다:

경도 테스트:

미세경도계로 코팅 경도를 측정합니다.

내식성:

염수 분무 시험(ASTM B117 또는 동등 시험)을 통해 평가합니다.

소수성:

접촉각 측정기를 사용해 표면 습윤성을 측정합니다.

이러한 시험들은 나노 코팅된 스텐실이 고급 전자제품 제조에 필요한 엄격한 성능 기준을 충족하는지 보장합니다.

나노 코팅 스텐실 생산은 첨단 재료 과학, 표면 공학, 마이크로 가공 기술이 통합된 고정밀 공정입니다. 초기 CAD 설계부터 최종 검사까지 모든 단계가 최적의 스텐실 성능 달성에 중요하며, 차세대 전자 조립에서 일관되고 고품질의 솔더 페이스트 도포를 가능하게 합니다.

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