什么是PCB钢网?

一、PCB钢网基础认知

1.1 定义

PCB钢网本质上是一张由不锈钢或其他合金材料制成的薄板,上面根据PCB上的元件布局精确开设了一系列与焊盘位置一一对应的小孔,为后续焊膏印刷、元件贴装及焊接工作奠定基础。

具体来说,PCB板上存在大量贴片IC、贴片电阻电容等元件,焊接时需采用流焊机进行机器焊接,而焊接前需在贴片元器件的焊盘上刷锡膏,钢网的核心作用就是实现锡膏的精准涂覆。

刷锡膏时,电路板置于钢网下方,锡膏涂抹在钢网上方,通过刮刀刮匀后,锡膏会从钢网孔洞漏到PCB板对应的焊盘上,后续完成元件贴装并送入回流焊机即可完成焊接。

什么是PCB钢网

1.2 核心作用

PCB钢网的核心作用是确保焊膏(或红胶)能均匀、精准地转移到PCB板的指定焊盘位置,保障贴片元件的焊接质量与可靠性。

具体体现在:

  • 定位精准,通过与PCB板的精准对齐,使焊膏仅作用于目标焊盘;
  • 涂覆均匀,避免焊膏过多或过少的情况;
  • 提升效率,适配SMT贴片加工的自动化生产线,实现批量、高效的焊膏印刷作业。

二、PCB钢网的制作工艺

钢网的制作是一项精密过程,核心围绕“精准匹配PCB焊盘”展开,涉及CAD设计、激光切割、电化学腐蚀等多种技术,具体流程如下:

首先,工程师根据PCB的元件布局和设计要求,利用CAD软件绘制精确的钢网图纸;

随后,将图纸转换为机器可识别的格式,通过特定加工工艺在钢板上精准开孔;

最终确保开孔的位置、大小和形状与PCB上的焊盘完全对应,保障焊膏印刷的准确性。

2.1 常见制作工艺类型

目前主流的钢网制作工艺主要有激光切割和电化学腐蚀两种,其中激光工艺因优势显著,成为现今使用较多的类型;此外,针对特殊需求还衍生出阶梯钢网的专属加工工艺。

(1)激光切割工艺(激光钢网)

该工艺以机器加工为主,工作人员只需完成开孔设计、导入导出文件,激光切割机便会依据文件雕刻钢网,后续再经过抛光处理提升下锡效果。

其核心优势包括:

  • 精度高,模板漏孔的位置精度和尺寸精度误差仅3um;
  • 加工周期短,依托数据驱动无需复杂流程;
  • 质量一致性好,无需依赖复杂化学配方和工艺参数控制;
  • 孔壁光滑(粗糙度<3um),可通过光束聚焦特性使开孔形成上小下大的锥度,便于焊膏释放,能精准控制焊盘施加体积和形状;
  • 环保性好,无需使用化学药液,无环境污染。不足之处在于成本相对较高。

(2)电化学腐蚀工艺

通过化学药液腐蚀钢板形成开孔,是传统的钢网制作工艺之一。

其优势在于成本较低,适合简单版型的批量制作;但存在精度较低、孔壁粗糙度较高、加工周期较长,且需处理化学废液易造成环境污染等缺点,目前逐步被激光切割工艺替代。

(3)阶梯钢网加工工艺

阶梯钢网的核心是在同一块网板上加工出两种或多种厚度,以满足不同元器件对锡膏量的差异化需求,适配同一面电路板上存在大小各异电子零件的场景,保障焊接品质。根据厚度调整需求,可分为STEP—UP(局部加厚)和STEP-DOWN(局部减薄)两种类型,加工时需结合具体工艺顺序(先刷锡膏或先刷红胶)确定阶梯结构的制作位置。

三、PCB钢网的分类与规格

3.1 常见分类

根据用途、工艺等维度,常见的PCB钢网可分为以下几类:

(1)锡膏钢网

是SMT贴片加工厂中使用量最大的钢网类型,核心用途是刷锡膏。制作时需根据实际工艺需求调整开口大小,对于需要较大锡膏量的元器件,通常通过加大焊盘和钢网开口实现,而非增加钢网厚度,避免因厚度过大导致密脚IC等元器件出现短路等加工不良现象。

其厚度一般为0.05-0.15mm。

(2)红胶钢网

开孔位置通常在元件的两焊盘中间,核心用途是通过点胶方式将红胶转移到PCB板上,实现元件的临时固定,后续需插上插件元件统一过波峰焊。

随着元器件小型化发展,该类型钢网正逐步退出SMT贴片加工主流工艺,目前仅在电源板等含有大功率元器件和CHIP件的板子中使用,其厚度一般为0.18-0.3mm。

(3)双工艺钢网

适用于同一块PCB板既需要刷锡膏又需要刷红胶的场景,由两块钢网组成(一张普通激光钢网、一张阶梯钢网)。

一文带你理解阶梯钢网

其设计需遵循工艺顺序原则:

若先刷锡膏,则锡膏钢网制作成普通激光钢网,红胶钢网制作成阶梯钢网;

若先刷红胶,则红胶钢网制作成普通激光钢网,锡膏钢网制作成阶梯钢网。

(4)激光钢网

以激光切割工艺制作的钢网,是目前主流的钢网类型,具有精度高、加工快、质量稳定等优势,适用于绝大多数PCB贴片加工场景。

3.2 常见规格

(1)尺寸规格

主流的钢网尺寸包括37*47cm、42*52cm、55*65cm、60*65cm、65*65cm、73.6*73.6cm等。

一般情况下,SMT贴片加工生产线的全自动锡膏印刷机最小需配置42*52cm的钢网;若客户对钢网要求不高,可根据PCB板子尺寸选择——确保板子尺寸小于钢网有效面积即可,例如8*20CM的板子可选择37*47CM的钢网;若为双面贴片板子,需将单面尺寸翻倍计算(如8*20CM双面贴片按16*20CM计算),仍可选择37*47CM的SMT贴片激光钢网。

(2)厚度规格

钢网常见厚度参数包括0.8mm、1.0mm、1.2mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm等,其中锡膏钢网厚度一般为0.05-0.15mm,红胶钢网厚度一般为0.18-0.3mm。

四、PCB钢网的选择方法

选择合适的钢网是确保SMT贴片加工质量的关键,需结合材料、厚度与开孔大小、制作工艺等核心因素综合判断,同时参考实际应用场景需求。

4.1 核心选择因素

(1)材料选择

钢网主要由不锈钢或其他合金材料制成,不同材料的硬度、耐腐蚀性和耐磨性存在差异,需根据具体应用场景和使用频率选择:对于常规批量生产、使用频率较高的场景,建议选择不锈钢材料,其耐磨性和稳定性更强;对于特殊环境(如潮湿、有腐蚀性气体)或低频率使用场景,可根据成本预算选择适配的合金材料。

(2)厚度与开孔大小选择

钢网的厚度和开孔大小直接影响焊膏印刷效果,需在印刷精度和使用稳定性之间找到平衡:较薄的钢网和较小的开孔可提供更精细的印刷效果,适合小型元器件(如密脚IC)的加工,但易增加孔洞堵塞风险;较厚的钢网和较大的开孔适合需要较多焊膏量的大型元器件加工,但需避免因厚度过大导致短路等问题。

实际选择时,需结合元器件类型、焊盘尺寸确定具体参数,必要时通过调整开孔大小替代厚度调整。

(3)制作工艺选择

不同制作工艺直接影响钢网的精度、耐用性和成本,需根据加工需求选择:常规加工场景、对精度要求较高(如小型元器件贴片)、预算充足时,优先选择激光切割工艺;对精度要求较低、简单版型批量加工、预算有限时,可选择电化学腐蚀工艺;若同一面电路板存在不同锡膏量需求的元器件,需选择阶梯钢网的加工工艺;若需同时完成锡膏和红胶印刷,需选择双工艺钢网。

4.2 实用选择建议

普通激光钢网可满足绝大部分产品的加工需求,若需特殊类型钢网(如阶梯钢网、双工艺钢网),SMT加工厂应及时与客户沟通确认,避免因钢网不匹配影响贴片良率。

同时,钢网价格从几十到几百不等,其质量受材料、设计、制造工艺等因素影响,建议优先选择合格优质的钢网——优质钢网的下锡效果更好,能提升贴装精准度和美观度,显著提高产品良率,避免因低成本劣质钢网导致产品质量问题,反而造成更大损失。

五、PCB钢网的使用与维护

5.1 正确使用方法

钢网的使用需根据类型差异遵循对应的操作步骤,核心关键是确保钢网与PCB板的精准定位对准:

(1)锡膏网使用步骤

第一步,将锡膏网与PCB板做定位对准,确保所有孔洞与对应焊盘完全匹配;

第二步,将锡膏涂抹在钢网上方,用刮刀均匀刮动,使锡膏通过孔洞覆盖在PCB焊盘上;

第三步,将贴片元器件准确放置在涂有锡膏的焊盘上,确保元器件与焊盘对齐;

第四步,将PCB板送入回流焊机加热,使锡膏热固化,完成焊接过程。

(2)红胶网使用步骤

第一步,将红胶网与PCB板做定位对准,注意孔洞位置对应PCB上元器件的中间位置,避开焊盘;

第二步,通过点胶设备将红胶透过钢网孔洞点到PCB板上;

第三步,将贴片元器件粘贴在红胶上,确保固定牢固;

第四步,对PCB板进行加热,使红胶固化;

第五步,插上插件元件,将PCB板送入锡炉完成焊接。

5.2 维护与保养要点

钢网在使用过程中需定期清洗和保养,核心目的是去除堵塞孔洞的焊膏和杂质,保持其良好的工作状态,延长使用寿命。

具体要点包括:

一是定期清洗,每次使用后或出现孔洞堵塞时,及时用专用清洗剂清理,避免焊膏残留干涸后难以清除;

二是规范存放,清洗晾干后,将钢网平整存放于干燥、清洁的环境中,避免挤压、磕碰导致变形,同时远离潮湿和腐蚀性环境;

三是定期检查,使用前检查钢网是否存在变形、孔洞磨损、堵塞等问题,发现异常及时维修或更换;

四是选择合适的清洗剂和保养工具,避免使用腐蚀性强的清洁剂,防止损伤钢网材质。

六、PCB钢网相关文件与常见问题解答

6.1 钢网文件相关说明

PCB中的钢网文件是制作钢网的关键依据,用于确保钢网开孔与PCB焊盘、元器件位置精准匹配。

当使用Protel等PCB设计工具完成设计后,可导出Gerber文件,其中包含GTP(顶层钢网文件)、GBP(底层钢网文件)以及部分命名为SMT的文件,这些文件涵盖了钢网开孔的位置、大小、形状等核心信息,是钢网制作的核心数据支撑。

6.2 常见问题解答

PCB钢网和PCB板有什么区别?

PCB钢网是一块带有精准开孔的钢板,核心用途是为PCB板焊盘的锡膏(或红胶)涂覆提供支撑和定位;而PCB板是印刷电路板,上面布有电子元件和连接线路,是电子元件的安装和连接载体。

两者功能、材质和用途完全不同,是SMT贴片加工中的配套工具与核心载体。

PCB钢网的质量对焊接质量有何影响?

PCB钢网的质量直接决定焊接的准确性和均匀性:优质钢网能确保焊膏涂覆均匀、定位精准,提升贴片元件的焊接质量和可靠性;若钢网制作不精(如开孔位置偏差、尺寸不准、孔壁粗糙)或使用不当(如定位不准、未及时清理堵塞),会导致焊膏涂抹不均、元件贴装不正等问题,严重时会引发焊接不良、短路等故障,直接影响电子元件的性能和可靠性。

为什么需要两种不同类型的PCB钢网(锡膏网和红胶网)?

锡膏网和红胶网的核心差异在于适用的贴片工艺不同:锡膏网用于锡膏印刷工艺,通过锡膏的热固化实现元件与PCB板的焊接固定;红胶网用于红胶固定工艺,先通过红胶将元件临时固定在PCB板上,后续再通过波峰焊完成插件元件的焊接。

两者的设计(如开孔位置、厚度)和用途均针对不同工艺需求,因此需要区分使用。

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