激光离聚物模版技术

　　1． 模版技术的新挑战
　　（1）.SMD不断小型化。0603、CSP、μBGA所占的比例越来越大。这些封装的细和超细间距自然需要更为精细的模版；（2）目前，模版用金属板的厚度远远没有达到激光设备切割的极限（LPKF激光设备切割薄至25μm厚的材料），但问题是极薄的金属板很难处理，比如非常容易在拿取或操作时产生死褶；（3）焊膏印刷速度必须与SMT生产线中其它设备匹配；（4）印刷时的刮印速度和模版与印刷制版的脱离速度是影响印刷质量的重要参数，受多方面因素制约。但是在保证焊膏印刷质量、保持激光模版优势的前提下，大幅度提升刮印和脱离速度，减少模板清洗频率仍然有很大潜力；（5）模版应该能兼容当前的 PCB。PCB表面会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.高聚物模版技术符合未来SMT技术需求
　　所谓高聚物模版技术就是用高聚物薄腊作为制作模版的材料，采用适合加工技术，如激光，在高聚物膜上精确切割开孔，采用激光加工高聚物薄膜的方法与激光加工金属片的方法类似。制作高聚物模版的材料是叫Kapton，是一种琥珀色的半透明的聚酰亚胺薄膜，20 ～175μm，厚度有若干种。薄膜的主要性能如下：
热膨胀系数：20×10-6 /℃；
测试温度范围：-14?38℃；
测试方法：ASTM D696-91.
相对湿度对热涨系数的影响：
吸湿膨胀系数为1.7×10 -5 /%RH；
张力约为30N/CM2

拉伸性能：
延伸率：80%
E-模量：2750MPA
初始抗拉强度：285N/MM

　　采用高聚物模版的主要优点如下：
　　（1） 适合细间距和超细间距的SMT技术。这种模版所用的材料一般较薄，处理起来，不象金属箔那样容易出死褶。因此这种模版更适合waferbump,BGA和μBGA等技术的电路板；

　　（2） 与PCB兼容性好。因为聚合物本身具有相当的柔性，即使PCB表面有不平整存在，在印刷过程中也能与PCB保持良好的贴合、接触，使印刷质量得到保证；

　　（3） 焊膏释放性好，印刷质量更高。因为这种材料和焊膏的亲和力要 小，减小了与 焊膏摩控系数小，可以提高刮印速度和脱离PCB速度；

　　（4） 能提高印刷速度。由于表面光滑，摩擦系数小，可以提高刮印速度和脱离PCB速度；

　　（5） 提高效率。一方面聚合物焊膏释放容易，不粘版，可以减少清洗模版次数。另一方面，聚合物薄膜是半透明的，操作者很容易观察对位情况，因此会节省对位、准备时间；

　　（6） 模版寿命长。相比金属模版会在多次使用后发生塑性形变，本种高聚物薄膜具有形状记忆功能，能恢复原来的形状，因而可以使用更长的时间；

　　（7）印刷面积大。金属模版技术制成有开孔的金属板以后，需要开孔和刮印区获得合适的张力，并使张力均匀，要求金属板力缘与模版框保持一定最小间距，同时金属板与钢/丝网粘接区内侧需要与开孔区保持一定最小间距。而高聚物模版是把高聚物膜直接粘在网框上， 不需要借助钢网或丝网调节张力，小网框可以印大面积。

　　近来，高聚物薄膜模版已经开始应用。即使是粘度大的焊锡膏，也取得了良好的印刷效果。实验表明，采用高聚物模版，印刷速度可以提高到金属模版的3倍，可靠印刷 次数已经超过了10万次（金属模版可以可靠地印刷7万次）。

　　机加工高聚物模版解决了样品SMT的难题
　　在当今信息技术行业，在电子/微电子行业，技术创新格外活跃，设计开发、样品试制活动特别频繁。这些活动需要两方面的支持，一方面在设计本身，另外一方面在于样品制作。

　　 在电路设计方面，EDA（Electronic Design Automa-tion –电子设计自动化）系统已经从本质上改变了最子产品的设计手段。用EDA进行设计，既能大幅度缩短产品开发周期，又能充分发挥设计师的经验、智慧接受，计算机设计系统已经面为电子开发部门的基本配置，越来越多的计算机系统跃上了电子设计师的工作台，越来越多的中国电子设计师和国外的同行一样，分享到了 EDA这一现代化工具带来的益处，FDA技术已经/正在为我国电子业的发展电子业的发展做出了大贡献。

　　然而，在另外一方面，样品制作仍然沿袭传统，在某种程度上抵消了计算机设计系统带来的进步，已经成为研发活动中的瓶颈。特别是采用SMT技术的产品，问题更突出一些。高聚物薄膜为实验室内或小批量SMT制作提供了一条经济快捷的新途径：采用一种叫样品刻板机（ProtoMat）的设备，

　　用机加工的方法雕刻高聚物薄膜，然后把镂空的高聚物薄膜张在专用自绷网框上。这是一种全新的膜版加工方法，本文称之为机加工高聚物模版。刻版机是适合开发的电子实验室设备，实质上是一种小型的数控加工中心，计算机驱动，一机多用，可以加工样品电路板，可以雕刻薄膜。刻板机由工作台、X、Y移动系统和钻铣头组成。

　　雕刻薄膜时，把高聚物薄膜平铺在朵器工作台上，移动系统带动钻铣头按照电路板CAD数据，进行X、Y向移动，钻铣判断装卡专用于雕刻薄膜的铣刀并高速旋转，到达需要开孔的位置时，在Z方向上向下运动至刚好刻穿薄膜，并同时沿焊盘轮廓运动，形成切割缝，切割缝闭合后就在高聚物薄膜上制出了开孔。

　　采用这种方法，可以制出精细至800μM间距的高聚物模版。除了刻板机和自绷网框，不需要粘网、绷网等设备和操作。相比激光模版加工法，这种方法非常便宜，又简单易行，大多数电子实验室都能负担得起。这样，不需要通过外加工，完全在实验室内，仅用十几到几十分钟时间，就可以得到印刷焊膏用的镂空版。既节约昂贵的模版加工费用，又可以赢得宝贵的时间。

　　结束语
　　高聚物模版的出现，为模版技术发展又开辟了一片新天地，目前，激光金属模版仍能满物模版互动发展，互补存在。但是，电铸模版的孔壁光滑优点在高聚物模版面前将不复存在。有理由相信：随着SMT技术的发展，高聚物模版会被更多的专业人士所认识，所熟悉，并在某些领域逐步应用。
 

来源:PCB信息