CN102963146B

CN102963146B - 一种smt激光模板及其制作方法

Info

Publication number: CN102963146B
Application number: CN201210372242.4A
Authority: CN
Inventors: 蔡志祥; 侯若洪
Original assignee: Shenzhen Guangyunda Photoelectric Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Guangyunda Photoelectric Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: CN102963146A

Abstract

本发明公开了一种SMT激光模板及其制作方法，该SMT激光模板按重量百分比，其化学成分为：C：≤0.03%、Si：≤1.00%、Mn：≤2.00%、P：≤0.04%、S：≤0.03%、<b>N</b><b>：</b>0.10~0.16%、Nb：0.03~0.11%、Ni：6.50~8.00%、Cr：17.00~18.00%，余量为Fe；该SMT激光模板的制作方法，包括如下步骤：（1）按模板图形要求进行激光切割；（2）沿着切割形成的开孔区域进行机械打磨；（3）对开孔区域进行吹气去除碎屑，得到所述SMT激光模板。本发明能有效改善激光切割效果，降低孔壁粗糙度，提高模板下锡能力。

Description

一种SMT激光模板及其制作方法

技术领域

本发明涉及SMT印刷模板的制造领域，特别是涉及一种SMT激光模板及其制作方法。

背景技术

在SMT（表面贴装技术，SurfaceMountedTechnology的缩写）印刷模板制造行业，采用激光切割制造SMT印刷模板（这样制作的模板可以称之为SMT激光模板，也可以简称为激光模板）已经成为主流。激光切割制作模板最常用的材料是304不锈钢，晶粒大小一般为15~30μm，SMT激光模板由于是利用激光能量高度集中的特点，通过激光的高能量熔化不锈钢打孔形成开口，这样就造成了SMT激光模板在开口边缘有金属熔渣，切割后的孔壁粗糙有毛刺，会对印刷锡膏的下锡造成一定困难。

随着电子线路板行业引入的元件越来越小，对SMT印刷模板孔壁光滑度要求越来越高。为了改善激光模板的孔壁粗糙的缺点，现在主要是通过结合电抛光工艺来达到目的，电抛光是利用电化学作用，使金属表面平整而有光泽的工艺，电抛光的电解液通常都是以磷酸、硫酸和铬酸酐为主要成分。激光模板通过电抛光后，孔壁中的熔渣和毛刺能有效去除，孔壁粗糙度得到改善，有利于下锡，但该工艺存在如下缺点：高污染，高能耗；电解液稳定性差，开口尺寸精度难以控制；钢片厚度减薄，强度减低，同时会带来焊膏量不足的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种SMT激光模板及其制作方法，能有效改善激光切割效果，降低孔壁粗糙度，提高模板下锡能力。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种SMT激光模板，按重量百分比，其化学成分为：C：≤0.03%、Si：≤1.00%、Mn：≤2.00%、P：≤0.04%、S：≤0.03%、N：0.10~0.16%、Nb：0.03~0.11%、Ni：6.50~8.00%、Cr：17.00~18.00%，余量为Fe元素。

发明人在研发过程中发现：C：C与Nb能形成碳化物，可防止锻造加热时奥氏体晶粒的粗大化，但为了确保不锈钢的强度，降低脆性、降低珠光体组织，提高韧性，所以将上限限定为0.03%为宜。

Si：该元素过多地添加，会降低不锈钢的冲击值及被切削性，所以将上限限定为1.00%为宜。

Mn：在炼钢过程中，是良好的脱氧剂和脱硫剂，如果过多地添加，则淬火性提高，在锻造后迅速冷却过程中会析出贝氏体，从而降低钢材的韧性和被切削性，所以将上限限定为2.00%为宜。

P：该元素是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，降低塑性，所以该元素的量越少越好，但考虑制造成本，将上限定为0.04%为宜。

S：该元素会降低钢材的热加工性及韧性，因此限定为0.03%以下为宜。

N：该元素能与多种元素形成氮化物，抑制锻造加热时奥氏体晶粒粗大化，为获得有效效果，将下限设定为0.1%为宜，如果过多添加，会降低钢材的热延展性，易产生裂纹等缺陷，因此将上限设定为0.16%为宜。

Nb：该元素容易强烈生成碳化物、氮化物，抑制晶粒生长，还具有强化材料的作用，为充分地获得这种效果，添加0.03%以上为宜，但是，如果过剩地添加，则成本升高，所以将上限限定为0.11%。

Ni：该元素能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性，为获得有效效果，添加6.50%以上为宜，但由于Ni是较稀缺的资源，过多添加，则成本升高，所以上限限定为8.00%为宜。

Cr：该元素能显著提高强度、硬度和耐磨性，但过多添加会降低塑性和韧性，所以限定在17.00~18.00%为宜。

综合考虑，以上各个化学成分及其限定的含量的共同作用，使得本发明的SMT激光模板仅通过激光切割后，就能获得较高的开孔质量，毛刺少，孔壁粗糙度较低。

优选地，该SMT激光模板的晶粒大小为1~2μm。

研究发现切割后的孔壁粗糙有毛刺，对印刷锡膏的下锡造成一定困难，主要是材质的晶粒大，而上述技术方案中SMT激光模板的晶粒大小为1~2μm，低于2μm的细晶粒对形成孔壁粗糙度低的孔壁至关重要。

优选地，该SMT激光模板的厚度为0.08~0.25mm。

优选地，该SMT激光模板的组织特征主要为奥氏体基体和珠光体，均呈纤维状分布。

具有以上组织特征的SMT激光模板其具有较优的力学性能，能获得较佳的切割效果。

一种上述的SMT激光模板的制作方法，包括如下步骤：

（1）按模板图形要求进行激光切割；

（2）沿着切割形成的开孔区域进行机械打磨；

（3）对开孔区域进行吹气去除碎屑，得到所述SMT激光模板。

上述制作方法中，激光切割后无须进行电抛光工艺，直接机械打磨即可，所得的SMT激光模板孔壁粗糙度低、毛刺少，无须用电化学抛光方法进行处理，即可达到SMT精细印刷使用要求，从而完全可以避免在生产过程中使用污染环境的化学溶液，并且缩短了生产流程，大大降低整个生产的能耗，符合国家低能耗、高效率、绿色环保的产业政策。

优选地，所述步骤（2）中所述机械打磨采用装有400~600#细砂纸的打磨机进行。

附图说明

图1是现有的304不锈钢的金相照片；

图2是本发明的实施例一中的SMT激光模板的金相照片；

图3是现有的“激光切割+电抛光”工艺切割304不锈钢后的孔壁形貌；

图4是本发明实施例二中的方法切割得到的SMT激光模板的孔壁形貌。

具体实施方式

下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。

本发明提供一种SMT激光模板，在一种实施方式中，按重量百分比，其化学成分为：C：≤0.03%、Si：≤1.00%、Mn：≤2.00%、P：≤0.04%、S：≤0.03%、N：0.10~0.16%、Nb：0.03~0.11%、Ni：6.50~8.00%、Cr：17.00~18.00%，余量为Fe及不可避免的杂质，各组分的含量之和为100%。

实验测得，SMT激光模板的机械性能如下：硬度（HV）≥300，抗拉强度（N/mm²）≥1000，屈服强度（N/mm²）≥1000，伸长率（%）≥30。

在一些优选的实施方式中，SMT激光模板的晶粒大小为1~2μm；SMT激光模板的厚度为0.08~0.25mm。

本发明还提供一种上述的SMT激光模板的制作方法，在一种实施方式中，包括如下步骤：（1）按模板图形要求进行激光切割；（2）沿着切割形成的开孔区域进行机械打磨；（3）对开孔区域进行吹气去除碎屑，得到所述SMT激光模板。

以下通过更优选的实施例对本发明进行详细说明：

实施例一

SMT激光模板中各化学成分的重量百分比为：C：0.0217%、Si：0.4774%、Mn：1.471%、P:0.0296%、S：0.0017%、N：0.1105%、Nb：0.0445%、Ni：6.809%、Cr：17.05%、其余为Fe以及不可避免的杂质，本例中，SMT激光模板的厚度为0.12mm，晶粒大小分布在1~2μm之间。

本实施例中SMT激光模板的抗拉强度、屈服强度和伸长率使用微机控制电子万能试验机CMT5105测试，拉伸速度为3mm/min，测试结果如下：抗拉强度1180N/mm²，屈服强度1100N/mm²，伸长率38.5%；硬度使用维氏硬度计MicroMet5103测试，负载3kgf，保持时间15s，测试三个点，结果分别为356.3HV、359.2HV和360.4HV，平均值为358.6HV。

如图1、2所示，图1为现有的304不锈钢的金相照片，其显微组织特征主要为：奥氏体基体，部分晶粒呈孪晶分布，平均直径为19μm；图2为本实施例中的SMT激光模板的金相照片，其显微组织特征主要为：奥氏体基体+珠光体，两种组织体均呈纤维状分布，由图1、2还可以得知本实施例中的SMT激光模板的晶粒小于304不锈钢，晶粒细小，大小低于2μm。

实施例二

实施例一中的SMT激光模板的制作方法，包括以下步骤：（1）清洁后，按模板图形要求进行激光切割；（2）将切割好的模板平整放于垫有厚布的打磨平台上，使用装有400~600#细砂纸的打磨机，沿着切割形成的开孔区域打磨；（3）打磨后用高压***对着开孔区域进行吹气去除碎屑（例如可以采用常规空气压缩机输出的气压为0.8MPa的空气进行吹气除碎屑），得到所述SMT激光模板；（4）贴网、检测、出货。

如图3、4所示，图3是现有的“激光切割+电抛光”工艺切割304不锈钢后的孔壁形貌，图4是本实施例中的方法切割得到的SMT激光模板的孔壁形貌，孔壁形貌是通过扫描电镜观察模板的切片获得，从图中可以看出，本实施例的SMT激光模板孔壁质量非常高，基本没有毛刺，且孔壁粗糙度非常小，与电抛光后的304不锈钢孔壁质量相当。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种SMT激光模板，其特征在于：按重量百分比，其化学成分为：C：≤0.03％、Si：≤1.00％、Mn：≤2.00％、P：≤0.04％、S：≤0.03％、N：0.10～0.16％、Nb：0.03～0.11％、Ni：6.50～8.00％、Cr：17.00～18.00％，余量为Fe元素，且该SMT激光模板的晶粒大小为1～2μm，以降低所述SMT激光模板的孔壁粗糙度，该SMT激光模板的组织特征为奥氏体基体和珠光体，均呈纤维状分布。

2.如权利要求1所述的SMT激光模板，其特征在于：该SMT激光模板的厚度为0.08～0.25mm。

3.如权利要求1所述的SMT激光模板，其特征在于：所述SMT激光模板按重量百分比，其化学成分为：C：0.0217％、Si：0.4774％、Mn：1.471％、P:0.0296％、S：0.0017％、N：0.1105％、Nb：0.0445％、Ni：6.809％、Cr：17.05％、其余为Fe元素。