钢网的四种制造工艺-钢网的四种制造工艺有哪些

写在前面

“目前SMT制程中根据制造方法分类常用的钢网类型主要有四种：混合工艺钢网；激光切割钢网；电铸钢网及化学蚀刻钢网。下面本文将针对不同钢网的开孔方式，及印刷工艺进行阐述”

钢网制造工艺

化学蚀刻钢网

化学蚀刻钢网就是使用腐蚀性的化学溶液将不锈钢片需要开孔位置的金属腐蚀去除，获得与PCB焊盘对应开孔的钢网

由于化学蚀刻是从钢片的两面同时作用去除金属部分，化学蚀刻的特点是孔壁光滑，垂直，但其厚度中心部分不能全部去除金属而形成锥形，其剖面呈水漏形状，这种锥型的结构不利于锡膏释放

因此，化学蚀刻钢网一般不建议应用于精密元件组装

在进行一些大型元件或Pitch值较大的元件组装时，蚀刻钢网能满足其生产质量要求，同时也有较大的成本优势

激光切割钢网

激光切割钢网是采用高能激光束在不锈钢片上切割打孔，得到所需要钢网的技术

激光切割钢网切割过程由机器精细控制，适用超小间距开孔的制作

由于是由激光直接烧蚀而成，所以激光切割钢网孔壁相较化学蚀刻孔壁直，没有中间锥形形状，有助于锡膏填充网孔。而且由于激光切割钢网是从一面向另一面烧蚀，所以其孔壁会有自然的倾角，使得整个孔的剖面呈倒梯形结构（如下图所示），这个锥度大概也就相当于钢片厚度一半

倒梯形结构有助于锡膏的释放，对于小孔焊盘可以得到较好的形状，这种特性适用于精细间距或微型元件的组装

一般精密元件SMT组装建议采用激光切割钢网

电铸钢网

电铸钢网是最复杂的一种钢网制造技术，采用电镀加成工艺在事先预处理好的心轴周围生成需要厚度的镍片，电铸钢网的最大的特点是尺寸精确，因此不需要后续对孔尺寸及孔壁表面进行补偿处理

电铸钢网孔壁光滑，呈倒梯形结构，其锡膏释放性能最好。电铸钢网对于微型BGA，超细间距QFP和小型片式元件如01005、0201具有良好的印刷性能

由于电铸钢网工艺的特性，其孔的边缘会形成稍微高出钢片厚度的环状突起，锡膏印刷时相当一个“密封环”，在印刷时这个“密封环”会使钢网与焊盘或阻焊膜贴合紧密，阻止锡膏向焊盘外渗漏

电铸工艺的钢网较化学蚀刻、激光切割钢网相比成本是最高的

混合工艺钢网

混合工艺就是一般所说的阶梯钢网制作工艺，阶梯钢网是在一张钢网上保留两种及以上的厚度，与一般的只有一种厚度的钢网不同

其制作目的主要是为了满足板上不同元件对锡量的不同要求

阶梯钢网制造工艺可能会运用到一种或者多种上述钢网制造工艺。举例来说，可以采用化学蚀刻方法来获得我们所需厚度的钢网，继而采用激光切割来完成孔的加工

阶梯钢网分为Step-up和Step-down两种，两个种类型的制作工艺基本上没有不同，而到底是Step-up还是Step-down，则取决于局部的厚度是需要增加还是需要减少。如果为了满足大板上局部小间距元器件的组装要求，板上大部分元件需要较多的锡量，而对于小间距的CSP或QFP类元件，为了防止短路则需要减少锡量，或者需要做避空处理，这种情况可以采用Step-down钢网，对于小间距元件位置的钢片进行减薄处理，让此处的钢片厚度小于其它位置的厚度

同理，对于一些精密板上有少量的大引脚元器件，由于钢片整体厚度较薄，焊盘上的沉锡量可能不足，或对于穿孔回流焊工艺，有时需要在通孔内填充更多的锡膏量以满足孔内焊料填充要求，这就需要在钢网的大焊盘或通孔位置增加钢片厚度以增加锡膏沉积量，这种情况就需要采用Step-up钢网了

如何选择

在实际生产中，我们需要根据板上元件的类型和分布来确定选择哪一种类型的钢网

钢网的生产后处理

化学蚀刻钢网和激光切割钢网为了获得更好的印锡效果一般都需要后处理工序

特别是使用激光切割工艺的钢网，如果没有很好的后处理工序，基本上达不到生产使用的要求。由于激光切割过程基本是高温烧蚀、高频脉冲过程，这就会导致孔壁上残留大量的熔渣并产生锯齿状孔壁，下面是几种后处理工艺

电抛光

电抛光主要是利用电解原理，将已经完成孔加工的钢网放入化学溶液槽内，然后再接入直流电，尖峰放电原理使得孔内壁尖锐位置处聚集较大的电流密度，通过放电将这些尖锐部分去除，以获得光滑的孔内壁表面

镀镍

电镀工艺，可以在光滑的不锈片表面电镀一层金属镍，以达到降低钢网光滑程度的作用。在锡膏印刷时，防止锡膏在钢网表面产生滑动，导致锡膏不能很好的在钢网网孔内的填充。表面镀镍可以增加锡膏印刷时的滚动，有助于锡膏在微型孔内的填充

纳米涂层

所谓纳米涂层是指，在化学蚀刻或激光切割钢网与PCB接触的一面及孔壁表面涂覆一层纳米材料，以增加孔壁的光滑程度，涂刷的这层纳米涂层有利于锡膏脱模

DOE实验结果表明，采用纳米涂层后，锡膏的下锡效率可以提升18%左右。同时纳米涂层还增加了锡膏中的助焊剂成分与孔壁或钢网与PCB接触表面之间的不亲和性，这有利于保持印刷过程中孔内壁和钢网表面的清洁，减小印刷过程中的清洗频次，提高生产效率以达到降低生产成本的效果

写在最后

不同的钢网有着不同的优点与缺点，在考虑钢网的选择时，需要考虑的不仅是成本因素，更重要的是根据产品特性，板上元件的焊接端子尺寸大小，元件类型，元件分布等来选择适合的钢网，合适的钢网不仅能够提高生产效率，也能从侧面带来更高的经济效益