Smt階梯模板製造工藝的製作方法
2023-10-04 15:22:49 1
Smt階梯模板製造工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及製造【技術領域】，特別是涉及SMT階梯模板局部加厚的一種SMT階梯模板製造工藝；包括以下步驟：在普通模板上預置合金粉末，採用雷射3D印表機並選用合適的工藝參數，對合金粉末進行逐道搭接掃描，獲得塗層凸臺；接著對塗層凸臺進行雷射大光斑快速微熔掃描；對塗層凸臺進行拋光，得到階梯模板；對階梯模板進行校平，使階梯模板的底面符合階梯模板平整度的要求；最後，在塗層凸臺上採用雷射切割獲得所需尺寸的開口；採用本發明的製造工藝與傳統的化學刻蝕方法相比，能顯著縮短製造周期、降低製造成本、提高材料利用率減，並且能把多種不同的材料集成到同一零部件上，滿足零部件不同部位的不同性能的需要。
【專利說明】SMT階梯模板製造工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及製造【技術領域】，特別是涉及SMT階梯模板局部加厚的一種SMT階梯模板製造工藝。
【背景技術】
[0002]在SMT (Surface Mounting Technology,表面組裝技術)領域,用於 PCB (PrintedCircuit Board,印刷電路板)上的鋼模板有普通模板(模板厚度相同)和階梯模板(包括局部加厚模板和局部減薄模板)。它們的區別在於普通模板採用的是同一種厚度的鋼片，而階梯模板採用的是在一張鋼片上局部產生兩種或兩種以上不同厚度的鋼片。階梯模板可以分為局部加厚(STEP-UP)模板或局部減薄(STEP-DOWN)模板。在各種實際的階梯模板中，局部加厚階梯模板數量佔了階梯模板總數量的80%左右，而且，目前局部加厚模板比局部減薄模板製作難度大，成本更高，研究意義更大。
[0003]目前，市場上的階梯模板的製作一般採用化學刻蝕方法，也就是通過在金屬鋼片上塗抗蝕保護劑，定位感光圖案並將圖形曝光在鋼片表面，然後使用蝕刻工藝從表面腐蝕鋼片達到一定深度而完成。由於需要腐蝕加工的面積大，局部加厚模板製作較為困難，一般而言，局部加厚模板比普通鋼模板貴20%以上。另外，化學刻蝕方法必然會產生大量的高濃度蝕刻廢液和較低濃度的洗滌廢水，這些廢液和廢水包含HC1、H3P04、HN03和HF等腐蝕性物質，顯然會對環境造成汙染。該方法還需要製作掩膜，且需要使用光繪菲林作為圖形轉移的工具，因些加工效率低、浪費材料、成本較高、時間周期較長，而且對環境汙染大，嚴重製約了 SMT的發展。因此，在SMT階梯模板生產中迫切需要開發一種高效、無汙染、低成本的新製備技術。
[0004]雷射熔覆技術是指以不同的添加方法在被加工的零件基體上放置選擇的塗層材料，經雷射輻照後，使之和基體表面熔化，經快速凝固形成與基體呈冶金結合的表面塗層。雷射熔覆技術可以克服常規表面處理技術的不足之處，具有良好的工業應用前景。與傳統的表面塗層技術，如常規堆焊、火焰噴焊和等離子噴焊等熱加工技術以及電鍍、電刷鍍等技術相比，雷射熔覆技術具有如下特點:
[0005](1)塗層與基體可以實現牢固的冶金結合或界面擴散結合；
[0006](2)熱變形小，尤其是採用高功率密度雷射快速處理時，變形可降到零件的裝配公差內；
[0007](3)冷卻速度一般都大於104°C /s，屬於快速凝固過程，容易得到細晶組織或產生平衡態所無法得到的新相，如非穩相、非晶態等；
[0008](4)可以在低性能廉價鋼材上製備出高性能貴重的合金鋼表面，以降低材料成本，節約貴重稀有的金屬材料，提高金屬零件的使用壽命；
[0009](5)基於雷射加工可以精確定位的特點，可以實現選區雷射塗敷；
[0010](6)工藝過程容易實現自動化。
[0011]雷射3D列印技術，也就是人們常說的增材製造技術，是由雷射熔覆技術發展起來的一種數位化先進位造技術，該技術通過高功率雷射熔化原料粉末或絲材，在沉積基板的配合運動下，逐點逐層堆積材料，通過不斷生長製備出零件。該技術具有以下特點:(1)突破了傳統去除加工方法的限制，無需零件毛坯和大型鍛造、鑄造設備及模具，可實現材料製備與成形的一體化，顯著縮短零件製造周期、降低製造成本、提高材料利用率；(2)在同一套系統上可進行不同材料零件的製造，具有廣泛的材料及設計適應性；(3)所沉積零件具有緻密的組織和良好的綜合性能；(4)可以很方便地通過材料及工藝的調節與控制，實現多種材料在同一零件上的集成製造，滿足零件不同部位的不同性能需要。該技術是一種新型的數位化添加材料成形技術，具有重要的發展應用前景，近年來得到發達國家和中國各級政府的廣泛關注和重視。
[0012]本技術，即SMT階梯模板雷射3D列印技術，是依據市場需要而研發的新技術，該技術的原理是:將特定性能的合金粉末預置在不鏽鋼模板的一定位置，採用雷射熔覆的方法燒結粉末而得到平整光滑的塗層凸臺，從而快速得到SMT階梯模板。
【發明內容】
[0013]本發明為了解決目前為得到局部加厚的SMT階梯模板而採用傳統的化學刻蝕方法對普通模板進行加工，導致的加工效率低、成本高、環境汙染較嚴重的問題而提供的一種SMT階梯模板製造工藝。
[0014]為達到上述功能，本發明提供的技術方案是:
[0015]一種SMT階梯模板製造工藝，所述製造工藝包括以下步驟:
[0016]步驟1，在普通模板上需要設置階梯凸臺的位置預置合金粉末，採用雷射3D印表機並選用合適的工藝參數，對所述合金粉末進行逐道搭接掃描，獲得塗層凸臺；
[0017]步驟2，對所`述塗層凸臺進行雷射大光斑快速微熔掃描；
[0018]步驟3，對經過步驟2處理後的所述塗層凸臺進行拋光，使所述塗層的表面的平整度< 0.01mm，表面粗糙度< 3.2um，得到階梯模板；
[0019]步驟4，對所述階梯模板進行校平，使所述階梯模板的底面符合階梯模板平整度的要求；
[0020]步驟5，在所述塗層凸臺上採用雷射切割獲得所需尺寸的開口。
[0021]優選地，所述塗層凸臺的厚度為0.03mm~0.1mm。
[0022]優選地,所述雷射3D印表機是光纖雷射機。
[0023]優選地，所述合金粉末成份為:C:0.1~0.5wt%、S1:0.8~2.8wt%、B:0.8~
2.8wt%> N1: 1.5 ~6.5wt%> Cr: 13 ~18wt%、Μο:0.5 ~2.5wt%> Fe:餘量。
[0024]優選地，所述工藝參數為雷射功率:50~400W ;雷射掃描速度:10~60mm/s ;光斑直徑:Φ0.5 ~Φ 1.5mm。
[0025]優選地，步驟4所述的階梯模板平整度的要求為所述階梯模板的底面的平整度^ 0.05mm。
[0026]優選地，所述塗層凸臺的表層硬度為350HV~550HV。
[0027]本發明的有益效果在於:採用本發明的製造工藝對局部加厚的SMT階梯模板的進行製造時，能夠按照實際的需要僅在設置凸臺的位置逐點逐層堆積金屬材料，與傳統的化學刻蝕方法相比，能顯著縮短製造周期、降低製造成本、提高材料利用率減，並且能把多種不同的材料集成到同一零部件上，滿足零部件不同部位的不同性能的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為階梯模板的主視圖；
[0029]圖2為階梯模板的俯視圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖1和附圖2對本發明作進一步闡述:
[0031]如圖1和圖2所示的SMT階梯模板的長寬尺寸為600mmX600mm，階梯凸臺2厚度大多為0.03mm,長寬尺寸不一,大致平均為5_X 5mm,採用本發明的SMT階梯模板製造工藝進行加工的過程如下:
[0032]在普通模板I上需要設置階梯凸臺2的位置預置合金粉末，在本實施例中，合金粉末的成份 C: 0.1 ~0.5wt%、S1:0.8 ~2.8wt%、B:0.8 ~2.8wt%、N1: 1.5 ~6.5wt%、Cr: 13 ~18wt%、Mo:0.5~2.5wt%、Fe:餘量；採用光纖雷射機並選用合適的工藝參數:雷射功率:50~400W ;雷射掃描速度:10~60mm/s ;光斑直徑:Φ0.5~Φ1.5mm，對所述合金粉末進行逐道搭接掃描，獲得厚度為0.03_~0.1mm的塗層凸臺；然後對塗層凸臺進行雷射大光斑快速微熔掃描；並對塗層凸臺表面進行手工拋光以清除塗層表面存在的微小凸起和凹坑，使塗層凸臺的表面的平整度< 0.01_，表面粗糙度< 3.2um，得到階梯模板；最後，對階梯模板進行校平，使階梯模板的底面的平整度< 0.05mm ;在塗層凸臺上採用雷射切割獲得所需尺寸的開口。
[0033]經檢測表面，經上述製造工藝加工後的塗層凸臺的表層硬度為350HV~550HV。
`[0034]下表為本發明與傳統的採用化學刻蝕方法的比較表:
【權利要求】
1.一種SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述製造工藝包括以下步驟: 步驟1，在普通模板上需要設置階梯凸臺的位置預置合金粉末，採用雷射3D印表機並選用合適的工藝參數，對所述合金粉末進行逐道搭接掃描，獲得塗層凸臺； 步驟2，對所述塗層凸臺進行雷射大光斑快速微熔掃描； 步驟3，對經過步驟2處理後的所述塗層凸臺進行拋光，使所述塗層的表面的平整度≤0.01mm，表面粗糙度≤ 3.2um，得到階梯模板； 步驟4，對所述階梯模板進行校平，使所述階梯模板的底面符合階梯模板平整度的要求； 步驟5，在所述塗層凸臺上採用雷射切割獲得所需尺寸的開口。
2.如權利要求1所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述塗層凸臺的厚度為0.03mm ~0.1mm。
3.如權利要求1所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述雷射3D印表機是光纖雷射機。
4.如權利要求1所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述合金粉末成份為:C: 0.1 ~0.5wt%、S1:0.8 ~2.8wt%、B:0.8 ~2.8wt%、N1: 1.5 ~6.5wt%、Cr: 13 ~18wt%、Mo: 0.5 ~2.5wt%、Fe:餘量。
5.如權利要求1所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述工藝參數為雷射功率:50~400W ;雷射掃描速度:10~60mm/s ;光斑直徑:Φ0.5~Φ1.5mm。
6.如權利要求1所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:步驟4所述的階梯模板平整度的要求為所述階梯模板的底面的平整度≤ 0.05mm。
7.如權利要求1至6任意一項所述的SMT階梯模板製造工藝，其特徵在於:所述塗層凸臺的表層硬度為350HV~550HV。
【文檔編號】B22F7/04GK103602981SQ201310625767
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】蔡志祥, 侯若洪, 李勝 申請人:東莞光韻達光電科技有限公司