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　激光離聚物模版技術

　　1． 模版技術的新挑戰(zhàn)
　?。?）.SMD不斷小型化。0603、CSP、μBGA所占的比例越來越大。這些封裝的細和超細間距自然需要更為精細的模版；（2）目前，模版用金屬板的厚度遠遠沒有達到激光設備切割的極限（LPKF激光設備切割薄至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產(chǎn)生死褶；（3）焊膏印刷速度必須與SMT生產(chǎn)線中其它設備匹配；（4）印刷時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）模版應該能兼容當前的 PCB。PCB表面會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.高聚物模版技術符合未來SMT技術需求
　　所謂高聚物模版技術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，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 /℃；
測試溫度范圍：-14?38℃；
測試方法：ASTM D696-91.
相對濕度對熱漲系數(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
初始抗拉強度：285N/MM

　　采用高聚物模版的主要優(yōu)點如下：
　　（1） 適合細間距和超細間距的SMT技術。這種模版所用的材料一般較薄，處理起來，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等技術的電路板；

　?。?） 與PCB兼容性好。因為聚合物本身具有相當?shù)娜嵝?，即使PCB表面有不平整存在，在印刷過程中也能與PCB保持良好的貼合、接觸，使印刷質(zhì)量得到保證；

　　（3） 焊膏釋放性好，印刷質(zhì)量更高。因為這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；

　　（5） 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位情況，因此會節(jié)省對位、準備時間；

　　（6） 模版壽命長。相比金屬模版會在多次使用后發(fā)生塑性形變，本種高聚物薄膜具有形狀記憶功能，能恢復原來的形狀，因而可以使用更長的時間；

　?。?）印刷面積大。金屬模版技術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，同時金屬板與鋼/絲網(wǎng)粘接區(qū)內(nèi)側需要與開孔區(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，高聚物薄膜模版已經(jīng)開始應用。即使是粘度大的焊錫膏，也取得了良好的印刷效果。實驗表明，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)超過了10萬次（金屬模版可以可靠地印刷7萬次）。

　　機加工高聚物模版解決了樣品SMT的難題
　　在當今信息技術行業(yè)，在電子/微電子行業(yè)，技術創(chuàng)新格外活躍，設計開發(fā)、樣品試制活動特別頻繁。這些活動需要兩方面的支持，一方面在設計本身，另外一方面在于樣品制作。

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

　　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算機設計系統(tǒng)帶來的進步，已經(jīng)成為研發(fā)活動中的瓶頸。特別是采用SMT技術的產(chǎn)品，問題更突出一些。高聚物薄膜為實驗室內(nèi)或小批量SMT制作提供了一條經(jīng)濟快捷的新途徑：采用一種叫樣品刻板機（ProtoMat）的設備，

　　用機加工的方法雕刻高聚物薄膜，然后把鏤空的高聚物薄膜張在專用自繃網(wǎng)框上。這是一種全新的膜版加工方法，本文稱之為機加工高聚物模版?？贪鏅C是適合開發(fā)的電子實驗室設備，實質(zhì)上是一種小型的數(shù)控加工中心，計算機驅動，一機多用，可以加工樣品電路板，可以雕刻薄膜。刻板機由工作臺、X、Y移動系統(tǒng)和鉆銑頭組成。

　　雕刻薄膜時，把高聚物薄膜平鋪在朵器工作臺上，移動系統(tǒng)帶動鉆銑頭按照電路板CAD數(shù)據(jù)，進行X、Y向移動，鉆銑判斷裝卡專用于雕刻薄膜的銑刀并高速旋轉，到達需要開孔的位置時，在Z方向上向下運動至剛好刻穿薄膜，并同時沿焊盤輪廓運動，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，可以制出精細至800μM間距的高聚物模版。除了刻板機和自繃網(wǎng)框，不需要粘網(wǎng)、繃網(wǎng)等設備和操作。相比激光模版加工法，這種方法非常便宜，又簡單易行，大多數(shù)電子實驗室都能負擔得起。這樣，不需要通過外加工，完全在實驗室內(nèi)，僅用十幾到幾十分鐘時間，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用，又可以贏得寶貴的時間。

　　結束語
　　高聚物模版的出現(xiàn)，為模版技術發(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發(fā)展，互補存在。但是，電鑄模版的孔壁光滑優(yōu)點在高聚物模版面前將不復存在。有理由相信：隨著SMT技術的發(fā)展，高聚物模版會被更多的專業(yè)人士所認識，所熟悉，并在某些領域逐步應用。
 

來源:PCB信息