钢网订单上「Multilayer / Step」这个选项,多数时候是在两种极端心态下被勾选的:一种是听说混装板都该上阶梯,勾了图个保险;另一种是从没考虑过,直到打样印出来细间距少锡、连接器空洞才回头问能不能改。
两种都不是判断,只是反应。阶梯钢网不是混装板的标准配置,也不是出了问题才想起的补救措施——它是一个有明确适用条件、也有明确代价的工艺选择。SKPCB 已部署的 SMT 钢网制造 页把它列在四种可交付类型里(Laser Cut、Electroformed、Multilayer / Step、Nano-coated),并且写明了它解决什么:同一张网上的不同厚度区,让连接器大焊盘多拿锡、细间距区少拿锡。
这句话已经把适用边界圈得很清楚了。本文要做的是把这条边界展开成可以在订网前自己走一遍的判断,并且把代价一并摆出来。
1. 先分清两类锡量问题,只有一类该由阶梯解决
「锡量不对」在打样报告上长得都差不多,但在钢网侧是两个完全不同的问题。
第一类:整板系统性偏移。 全板普遍少锡,或者全板普遍多锡。这类问题的特征是方向一致——不管大焊盘还是细间距,都偏同一边。它的成因通常在箔厚档位选得偏薄/偏厚、开孔整体的补偿口径、或者印刷参数与脱模行为,跟「局部」没有关系。这类问题上阶梯不会有帮助,因为阶梯改变的是区域之间的相对锡量,不是全板的绝对水平。
第二类:同板内部的相对冲突。 大焊盘方向不足、细间距方向过量,或者反过来。特征是两端同时出问题、方向相反。这类问题的根在几何上:箔厚是整张网的属性,而锡量需求是逐器件的;面积比 = 开孔面积 ÷ 孔壁面积,孔壁面积里含着厚度,所以厚度只出现在分母上——加厚一档,全板所有开孔的面积比同时下降,细间距区先被压到 IPC 经验线 0.66 以下;减薄一档,大焊盘的沉积体积同时缩水。一个全局参数要同时满足两组相反的局部需求,本身无解。
只有第二类是阶梯钢网的适用对象。 判断方法很直接:把打样的锡量偏差按器件封装分组列出来,看偏差方向是否一致。方向一致 → 不要动局部厚度,回去看箔厚档位与开孔补偿。方向相反且两端都已经到不可接受 → 才进入本文后面的流程。
这一步不能省。把第一类问题误判成第二类、然后订了一张阶梯网,结果是全板偏移照旧,额外多付了阶梯的代价。
2. 改局部厚度之前,先试完这三条路
阶梯是解决相对冲突的手段之一,但不是第一顺位。原因在下一节:它把一张几何上平整的网变成不平整的网,代价落在刮刀与清洗上,而这两件事影响的是每一次印刷的一致性。所以顺序应该是——先在不动几何的前提下找空间。
路一:改开孔尺寸与形状。 细间距区的困境是面积比太低,而面积比的分子是开孔面积、分母含开孔周长。同样的开孔面积,把方形改成圆角方形或长圆形会改变周长,面积比随之变化;在焊盘允许的范围内适度放大开孔也能提高面积比。大焊盘方向则相反——大焊盘通常不缺面积比,缺的是体积,而体积可以靠开孔面积争取,不必靠厚度。很多被判定为「必须上阶梯」的板,其实是开孔沿用了库里的默认值、从未按面积比逐组核过。/zh/smt-stencil/ 页的开孔设计参考表就是按元件类型给出的起点组合,页面同时写明:实际开孔以工程评审后放行的钢网数据为准。
路二:换脱模条件而不是换厚度。 同一个开孔、同样的厚度,孔壁形态与表面状态会明显改变脱模行为。钢网页列出的两项可选工艺正对这一点:电解抛光(可选,改善脱模),纳米涂层(可选,降低擦拭频次、延长使用寿命)。另外类型本身也是变量——Electroformed 与 Laser Cut 的孔壁不是一回事。如果细间距区的问题是「锡膏留在孔里」,先动这些,比动厚度代价小得多。具体到某一组开孔能改善到什么程度,须结合来料数据与设备条件在工程评审中确认。
路三:回到设计侧。 有一类混装板的锡量冲突,根源是板本身的焊盘定义。例如连接器的大焊盘与旁边细间距器件的距离过近,导致既不能放大开孔也不能加厚;或者同一块板上同时塞进了封装差异极大的器件,而器件布局其实还有调整余地。这类情况下最省事的解不在钢网,在改板。判断标准是:如果开孔与脱模条件都已经用尽,而两端偏差仍然都在不可接受区间,那么问题已经不是「怎么印」,而是「这块板要不要这么排」。
三条路都试过、仍然打不平——这才是阶梯的位置。
3. 阶梯到底改变了什么,以及它的代价在哪
阶梯钢网的原理不复杂:在一张箔上做出厚度不同的区域,让每个区域各自服务自己那组开孔。钢网页的表述是「Different thickness zones on one stencil let large connector pads take more paste while fine-pitch areas take less」——不同厚度区让大焊盘多拿锡、细间距区少拿锡。它把「一个全局参数对两组相反需求」的死结,改成了「两个局部参数各管一组」。
代价来自同一件事:网面不再平整。
代价一:刮刀密封。 接触印刷依赖刮刀与网面之间的贴合——刮刀要一路压住网面把锡膏推过去,靠的是连续、均匀的接触。阶梯边界处网面有落差,刮刀经过这里时贴合状态被打断。后果是边界附近的锡膏行为与区域中心不同,可能渗、可能刮不净、也可能在落差的背风侧留料。这决定了一个重要约束:阶梯的分区边界不能随便划。 边界应该走在器件之间的空白区、避免穿过任何一组开孔、并且尽量减少边界的总长度与转折。分区划得越碎,刮刀要跨越的落差越多,一致性越难守。
代价二:清洗与维护。 网面的落差与台阶根部是锡膏容易积存的位置,尤其在背面(接触板面的那一侧)。这会影响擦拭的有效性,也提高了对清洗流程的要求。钢网页把纳米涂层的作用写为「降低擦拭频次、延长使用寿命」——换句话说,擦拭频次本身就是一个需要管理的量,而阶梯在这件事上是加负担的一侧。具体到某张阶梯网应该用什么擦拭策略,须按实际分区形态与设备在工程评审中确定。
代价三:数据与放行更重。 一张阶梯网的钢膏层数据不只是开孔,还包括每个厚度区的范围。这些信息必须在来料数据里表达清楚,或者在评审时明确约定。钢网页的来料文件口径是 Gerber RS-274X(钢膏层+阻焊层+外形层)、ODB++、DXF;订量与报价在 Gerber、数量与工艺要求评审之后确认。阶梯网的评审比平网多一轮:不只核开孔,还要核分区边界是否与器件布局兼容。
代价的共同点是:它们都作用在「重复性」上,而不是「首件能不能印出来」。阶梯网的首件往往很好看——问题出在第 50 次、第 200 次印刷是否还和第 1 次一样。这也是为什么阶梯不该作为混装板的默认选项。
4. 判断条件收一下
把上面三节压成一组可以在订网前自己走的条件。四条同时成立,阶梯才值得做:
- 偏差方向相反。 大焊盘与细间距的锡量偏差不在同一边,排除了整板系统性偏移。
- 开孔与脱模条件已用尽。 各组开孔都按面积比核过(细间距组已尽量抬到 IPC 经验线 0.66 以上)、形状已优化、电解抛光与纳米涂层等选项已评估。
- 分区边界画得出来。 冲突的两组器件在板上有明确的空间分离,边界能走在空白区、不穿过任何开孔、形状不碎。这一条常常是否决项——如果大焊盘和细间距器件交错分布,阶梯物理上无处下刀。
- 产能形态承受得住维护负担。 这张网的印刷次数、换线频率与清洗节奏,在评审中确认能配合阶梯的擦拭要求。
第 3 条不成立时,答案通常是回到第 2 节的路三:改板布局,而不是改钢网。第 4 条不成立时,可讨论的是把冲突的两面分到两张网上(钢网页支持 Top / Bottom / Top+Bottom 的出网方式,具体分网策略须按板与工艺评审确认),而不是硬上阶梯。
5. 订网前该表达什么
无论最终是否做阶梯,下单侧要表达清楚的是问题,而不是结论。把「板上哪几组器件的锡量需求互相冲突、每组的封装与位置、打样偏差的方向与分组」写进来料说明,比直接勾一个「Multilayer / Step」有用得多——因为分区边界能不能划、划在哪里,是评审阶段才能定的事,而定它需要的信息在设计侧。
需要一起准备的还有:完整的钢膏层数据(连同阻焊层与外形层)、板的外形与基准点、以及这张网预期的使用场景(打样还是量产、印刷频次、是否需要长周期少擦拭)。框规与材料按 /zh/smt-stencil/ 页公布口径选;箔厚档位怎么挑属于另一个问题,本站另有专稿。能力值凡带条件者,一律以工程评审确认为准。
更广的可制造性边界——最小线宽间距、孔径、外形公差——在 制造能力 与 公差标准 两页;钢网与贴装一起下单时走 PCB 组装 服务。
FAQ
Q1:混装板是不是都该上阶梯钢网?
不是。阶梯只解决「同板内部锡量需求方向相反」这一类问题,而且要在开孔与脱模条件都用尽之后再考虑。很多混装板靠逐组核面积比、优化开孔形状就能打平。
Q2:怎么区分该改厚度还是该改开孔?
看偏差方向。全板偏同一边 → 是箔厚档位或开孔补偿的全局问题,与局部厚度无关。大焊盘与细间距偏向相反 → 才是相对冲突。相对冲突里,先动开孔与脱模条件,最后才动局部厚度。
Q3:阶梯的分区边界有什么限制?
边界不应穿过任何一组开孔,应走在器件之间的空白区,并尽量减少总长度与转折。边界处网面有落差,刮刀贴合在此被打断,分得越碎越难守一致性。能不能划、划在哪里须在工程评审中按实际布局确认。
Q4:阶梯钢网的锡膏残留会更多吗?
落差与台阶根部是锡膏容易积存的位置,对擦拭有效性提出更高要求。/zh/smt-stencil/ 页把纳米涂层的作用写为降低擦拭频次、延长使用寿命,可作为可选项一并评估;具体擦拭策略须按分区形态与设备确定。
Q5:如果分区边界画不出来怎么办?
说明冲突的器件在板上交错分布,阶梯物理上无处下刀。这时可讨论的是改板布局,或者把冲突的两面分到不同的网上;硬做碎分区通常得不到稳定的印刷一致性。
Q6:订阶梯网需要提供什么数据?
按 /zh/smt-stencil/ 页口径,来料文件为 Gerber RS-274X(钢膏层+阻焊层+外形层)、ODB++ 或 DXF。阶梯网还需要说明冲突器件的分组、封装与位置,以便评审时确定分区边界。订量与报价在数据、数量与工艺要求评审后确认。

