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　激光離聚物模版技術(shù)

　　1． 模版技術(shù)的新挑戰(zhàn)
　　（1）.SMD不斷小型化。0603、CSP、μBGA所占的比例越來(lái)越大。這些封裝的細(xì)和超細(xì)間距自然需要更為精細(xì)的模版；（2）目前，模版用金屬板的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到激光設(shè)備切割的極限（LPKF激光設(shè)備切割薄至25μm厚的材料），但問題是極薄的金屬板很難處理，比如非常容易在拿取或操作時(shí)產(chǎn)生死褶；（3）焊膏印刷速度必須與SMT生產(chǎn)線中其它設(shè)備匹配；（4）印刷時(shí)的刮印速度和模版與印刷制版的脫離速度是影響印刷質(zhì)量的重要參數(shù)，受多方面因素制約。但是在保證焊膏印刷質(zhì)量、保持激光模版優(yōu)勢(shì)的前提下，大幅度提升刮印和脫離速度，減少模板清洗頻率仍然有很大潛力；（5）模版應(yīng)該能兼容當(dāng)前的 PCB。PCB表面會(huì)不同程度地存不平整，表面也或多或少地有一定的粗糙度。

　　2.高聚物模版技術(shù)符合未來(lái)SMT技術(shù)需求
　　所謂高聚物模版技術(shù)就是用高聚物薄臘作為制作模版的材料，采用適合加工技術(shù)，如激光，在高聚物膜上精確切割開孔，采用激光加工高聚物薄膜的方法與激光加工金屬片的方法類似。制作高聚物模版的材料是叫Kapton，是一種琥珀色的半透明的聚酰亞胺薄膜，20 ～175μm，厚度有若干種。薄膜的主要性能如下：
熱膨脹系數(shù)：20×10-6 /℃；
測(cè)試溫度范圍：-14?38℃；
測(cè)試方法：ASTM D696-91.
相對(duì)濕度對(duì)熱漲系數(shù)的影響：
吸濕膨脹系數(shù)為1.7×10 -5 /%RH；
張力約為30N/CM2

拉伸性能：
延伸率：80%
E-模量：2750MPA
初始抗拉強(qiáng)度：285N/MM

　　采用高聚物模版的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
　?。?） 適合細(xì)間距和超細(xì)間距的SMT技術(shù)。這種模版所用的材料一般較薄，處理起來(lái)，不象金屬箔那樣容易出死褶。因此這種模版更適合waferbump,BGA和μBGA等技術(shù)的電路板；

　　（2） 與PCB兼容性好。因?yàn)榫酆衔锉旧砭哂邢喈?dāng)?shù)娜嵝?，即使PCB表面有不平整存在，在印刷過(guò)程中也能與PCB保持良好的貼合、接觸，使印刷質(zhì)量得到保證；

　?。?） 焊膏釋放性好，印刷質(zhì)量更高。因?yàn)檫@種材料和焊膏的親和力要 小，減小了與 焊膏摩控系數(shù)小，可以提高刮印速度和脫離PCB速度；

　?。?） 能提高印刷速度。由于表面光滑，摩擦系數(shù)小，可以提高刮印速度和脫離PCB速度；

　?。?） 提高效率。一方面聚合物焊膏釋放容易，不粘版，可以減少清洗模版次數(shù)。另一方面，聚合物薄膜是半透明的，操作者很容易觀察對(duì)位情況，因此會(huì)節(jié)省對(duì)位、準(zhǔn)備時(shí)間；

　?。?） 模版壽命長(zhǎng)。相比金屬模版會(huì)在多次使用后發(fā)生塑性形變，本種高聚物薄膜具有形狀記憶功能，能恢復(fù)原來(lái)的形狀，因而可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間；

　?。?）印刷面積大。金屬模版技術(shù)制成有開孔的金屬板以后，需要開孔和刮印區(qū)獲得合適的張力，并使張力均勻，要求金屬板力緣與模版框保持一定最小間距，同時(shí)金屬板與鋼/絲網(wǎng)粘接區(qū)內(nèi)側(cè)需要與開孔區(qū)保持一定最小間距。而高聚物模版是把高聚物膜直接粘在網(wǎng)框上， 不需要借助鋼網(wǎng)或絲網(wǎng)調(diào)節(jié)張力，小網(wǎng)框可以印大面積。

　　近來(lái)，高聚物薄膜模版已經(jīng)開始應(yīng)用。即使是粘度大的焊錫膏，也取得了良好的印刷效果。實(shí)驗(yàn)表明，采用高聚物模版，印刷速度可以提高到金屬模版的3倍，可靠印刷 次數(shù)已經(jīng)超過(guò)了10萬(wàn)次（金屬模版可以可靠地印刷7萬(wàn)次）。

　　機(jī)加工高聚物模版解決了樣品SMT的難題
　　在當(dāng)今信息技術(shù)行業(yè)，在電子/微電子行業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新格外活躍，設(shè)計(jì)開發(fā)、樣品試制活動(dòng)特別頻繁。這些活動(dòng)需要兩方面的支持，一方面在設(shè)計(jì)本身，另外一方面在于樣品制作。

　　 在電路設(shè)計(jì)方面，EDA（Electronic Design Automa-tion –電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）系統(tǒng)已經(jīng)從本質(zhì)上改變了最子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)手段。用EDA進(jìn)行設(shè)計(jì)，既能大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，又能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)、智慧接受，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)面為電子開發(fā)部門的基本配置，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)躍上了電子設(shè)計(jì)師的工作臺(tái)，越來(lái)越多的中國(guó)電子設(shè)計(jì)師和國(guó)外的同行一樣，分享到了 EDA這一現(xiàn)代化工具帶來(lái)的益處，F(xiàn)DA技術(shù)已經(jīng)/正在為我國(guó)電子業(yè)的發(fā)展電子業(yè)的發(fā)展做出了大貢獻(xiàn)。

　　然而，在另外一方面，樣品制作仍然沿襲傳統(tǒng)，在某種程度上抵消了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)帶來(lái)的進(jìn)步，已經(jīng)成為研發(fā)活動(dòng)中的瓶頸。特別是采用SMT技術(shù)的產(chǎn)品，問題更突出一些。高聚物薄膜為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或小批量SMT制作提供了一條經(jīng)濟(jì)快捷的新途徑：采用一種叫樣品刻板機(jī)（ProtoMat）的設(shè)備，

　　用機(jī)加工的方法雕刻高聚物薄膜，然后把鏤空的高聚物薄膜張?jiān)趯Ｓ米钥嚲W(wǎng)框上。這是一種全新的膜版加工方法，本文稱之為機(jī)加工高聚物模版?？贪鏅C(jī)是適合開發(fā)的電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，實(shí)質(zhì)上是一種小型的數(shù)控加工中心，計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)，一機(jī)多用，可以加工樣品電路板，可以雕刻薄膜?？贪鍣C(jī)由工作臺(tái)、X、Y移動(dòng)系統(tǒng)和鉆銑頭組成。

　　雕刻薄膜時(shí)，把高聚物薄膜平鋪在朵器工作臺(tái)上，移動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)鉆銑頭按照電路板CAD數(shù)據(jù)，進(jìn)行X、Y向移動(dòng)，鉆銑判斷裝卡專用于雕刻薄膜的銑刀并高速旋轉(zhuǎn)，到達(dá)需要開孔的位置時(shí)，在Z方向上向下運(yùn)動(dòng)至剛好刻穿薄膜，并同時(shí)沿焊盤輪廓運(yùn)動(dòng)，形成切割縫，切割縫閉合后就在高聚物薄膜上制出了開孔。

　　采用這種方法，可以制出精細(xì)至800μM間距的高聚物模版。除了刻板機(jī)和自繃網(wǎng)框，不需要粘網(wǎng)、繃網(wǎng)等設(shè)備和操作。相比激光模版加工法，這種方法非常便宜，又簡(jiǎn)單易行，大多數(shù)電子實(shí)驗(yàn)室都能負(fù)擔(dān)得起。這樣，不需要通過(guò)外加工，完全在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，僅用十幾到幾十分鐘時(shí)間，就可以得到印刷焊膏用的鏤空版。既節(jié)約昂貴的模版加工費(fèi)用，又可以贏得寶貴的時(shí)間。

　　結(jié)束語(yǔ)
　　高聚物模版的出現(xiàn)，為模版技術(shù)發(fā)展又開辟了一片新天地，目前，激光金屬模版仍能滿物模版互動(dòng)發(fā)展，互補(bǔ)存在。但是，電鑄模版的孔壁光滑優(yōu)點(diǎn)在高聚物模版面前將不復(fù)存在。有理由相信：隨著SMT技術(shù)的發(fā)展，高聚物模版會(huì)被更多的專業(yè)人士所認(rèn)識(shí)，所熟悉，并在某些領(lǐng)域逐步應(yīng)用。
 

來(lái)源:PCB信息