焊盘与钢网的可制造性设计
- 格式:pdf
- 大小:1.79 MB
- 文档页数:24
模板设计指南顾霭云•模板(stencil)又称smt漏板、SMT钢网,它是用来定量分配焊膏或贴片胶的,是保证印刷焊膏/贴片胶质量的关键工装。
•模板厚度与开口尺寸、开口形状、开口壁的状态等就决定了焊膏的印刷量,因此模板的质量又直接影响焊膏的印刷量。
•随着SMT向高密度和超高密度组装发展,模板设计更加显得重要了。
•模板设计属于SMT可制造性设计的重要容之一•1998年IPC为模板设计制订了IPC 7525(模板设计指南),2004年修订为A版。
IPC 7525A 标准主要包含名词与定义、参考资料、模板设计、模板制造、模板安装、文件处理/编辑和模板订购、模板检查/确认、模板清洗、和模板寿命等容。
模板设计容•模板厚度•模板开口设计•模板加工方法的选择•台阶/释放(step/release)模板设计•混合技术:通孔/表面贴装模板设计•免洗开孔设计•塑料球栅阵列(PBGA)的模板设计•瓷球栅阵列(CBGA)的模板设计•微型BGA/芯片级包装(CSP)的模板设计•混合技术:表面贴装/倒装芯片(flip chip)的模板设计•胶的模板开孔设计•SMT不锈钢激光模板制作外协程序及工艺要求1. 模板厚度设计•模板印刷是接触印刷,模板厚度是决定焊膏量的关键参数。
•模板厚度应根据印制板组装密度、元器件大小、引脚(或焊球)之间的间距进行确定。
•通常使用0.1mm~0.3mm厚度的钢片。
高密度组装时,可选择0.1mm以下厚度。
•通常在同一块PCB上既有1.27mm以上一般间距的元器件,也有窄间距元器件,1.27mm以上间距的元器件需要0.2mm厚,窄间距的元器件需要0.15~0.1mm厚,这种情况下可根据PCB上多数元器件的的情况决定不锈钢板厚度,然后通过对个别元器件焊盘开口尺寸的扩大或缩小进行调整焊膏的漏印量。
•要求焊膏量悬殊比较大时,可以对窄间距元器件处的模板进行局部减薄处理,2. 模板开口设计•模板开口设计包含两个容:开口尺寸和开口形状•开口尺寸和开口形状都会影响焊膏的填充、释放(脱膜),最终影响焊膏的漏印量。
柔性线路板(FPC焊盘设计及其对SMT制程的影响目前,柔性线路板(FPC的焊盘及表面阻焊膜(Solder Mask制造工艺有两种方法使用较为广泛。
一种是采用聚酰亚胺薄膜(PI膜:Polyimide为材料,在对应焊盘位置进行激光切割,使对应位置的铜箔漏出来后进行表面处理(Surface Finish而成为焊盘; 另外一种则是采用光致涂覆层(PIC: PhotoImageable Cover coa或称PSC:Photo Sensitive Coat 原材料有环氧树脂类,丙烯酸类和聚酰亚胺类,有干膜及液态两种状态。
采用曝光显影的原理,使对应焊盘位置的PIC(或PSC涂覆层去除掉。
无论是采用上述何种方式,根据Solder Mask井窗”的方式,FPC的焊盘无外乎两种。
一种是SMD(Solder Mask Defined PAD,即:焊盘的大小和形状由Solder Mask决定;另外一种是NSMD(Non Solder Mask DefinedPAD,即:焊盘的大小和形状不由Solder Mask而由焊盘铜箔(Copper Foil自身决定。
如下图所示:从上图可以看出,对于NSMD类型的焊盘,Solder Mask开窗比焊盘本身的铜箔大;而对于SMD类型的焊盘,Solder Mask开窗比铜箔小,也就是说,有一部分被Solder Mask覆盖住。
实验证明,NSMD类焊盘的焊接强度普遍较SMD类焊盘低。
主要原因为SMD 焊盘除铜箔与基材的粘接作用外,Solder Mask同时也起到了加强的作用。
而NSMD 类焊盘则主要依靠铜箔与基材的粘接作用。
我们在作元器件的强度测试时,经常发现断裂面出现在铜箔与基材之间而非焊锡处。
如下图所示:而对于WCSP(Wafer Chip Scale Packag封装及其它Fine pitch 元器件而言,同样存在上述焊接强度的问题。
为改善其焊接强度,提高可靠性,一般情况下需要增加Underfill(底部填充工艺。
电子元器件QFN焊点失效分析和改进措施摘要QFN器件性能卓越,在电子电路中为核心器件,则其焊点可靠性直接关系到整个产品的性能。
本文重点分析了QFN器件的焊点失效模式及其原因,并在设计和工艺上提出了改善措施。
关键词来料不良;设计缺陷;焊点开裂;空洞;QFN全称为Quad Flat No-leads Package,该封装元器件具有体积小、重量轻、优越的电性能及散热性能等优点,在电子行业军民用领域中均得到广泛应用。
由于QFN器件引脚众多,一旦某个引脚焊点失效,将直接影响整个电路的性能,因此对QFN器件焊点失效分析和改进措施研究显得尤为重要。
1 QFN器件简述一般QFN有正方形外形和矩形两种常见外形。
电极触点中心距常见的有1.27mm、0.65mm、0.5mm。
QFN器件是一种无引脚封装,它有利于降低引脚间的自感应系数,其封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热,围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电引脚。
QFN引脚也称为可焊端,按可焊端分类可分为两种:连续性可焊端和非连续性可焊端。
连续性可焊端的QFN,底部引脚与侧面引脚均进行了镀锡处理。
非连续性可焊端的QFN,底部引脚镀锡处理但是侧面引脚未进行镀锡处理,底部焊脚为主要焊接面,侧边焊点主要起到辅助加固及方便目视检查的作用。
非连续性可焊端的QFN器件制造过程为:成品圆片→划片→装片→焊线→塑封固体→电镀→贴膜→切割→去膜本体分离→测试印字编带→包装标签入库。
IPC标准中要求QFN底部焊盘焊锡浸润良好,无短路空洞现象,对侧面焊点爬锡高度没有明确要求,但在军用产品和适用IPC三级标准产品里面,无论哪种QFN器件,不仅要求底部焊盘焊点浸润良好,无短路空洞现象,对侧面引脚焊锡应满足100%爬锡,只有这样才能让产品获得高稳定高可靠的电气性能和机械性能。
2 QFN器件焊点失效分析影响QFN器件焊点失效现象大致归类可分为:器件本身失效、焊点开裂、焊点空洞、锡少、引脚短路、引脚不上锡。
PCB焊盘与钢网设计规范在电子产品制造中,PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)作为电子元器件的载体,其品质直接影响到整个产品的品质和性能。
而PCB的独特结构和布局形式也使得焊盘(Pad)和钢网(Solder Mask)成为了PCB设计中极为重要的元素。
因此,本文将为大家介绍PCB焊盘与钢网的设计规范。
PCB焊盘设计规范焊盘尺寸焊盘的尺寸既要保证良好的焊接质量,又要考虑到PCB面积的利用率,具体规范如下:•圆形焊盘直径:∮0.45mm ~ ∮4.0mm。
•方形焊盘边长:正方形边长相等,边长范围为0.45mm ~ 4.0mm。
•长方形焊盘:长和宽相等或者长是宽的2倍,长和宽的范围为0.45mm ~ 4.0mm。
焊盘形状除了尺寸的限制,不同形状的焊盘适用于不同的元器件,具体规范如下:•圆形焊盘:适用于大部分元器件,如QFN、QFP、SOIC和TSSOP等。
•长方形焊盘:适用于长条形器件,如IC和连接器等。
•方形焊盘:适用于立方体形的器件,如晶体、电容、电阻等。
焊盘布局同种类型的焊盘可以互相接近,但是相邻不允许重叠,易于焊接,具体规范如下:•焊盘中心距离至少大于2倍的焊盘直径,方便人工操作和自动焊接。
•焊盘布局尽量避免盲孔,焊接后需要检查焊盘状态和通电后进行测试。
PCB钢网设计规范钢网区域钢网属于SMD材料,板面剩余可插区域应该大于板面总面积的一半,具体规范如下:•钢网占用面积应该在可插区域以内,不得向可插区域外延伸。
•钢网的布局方向应该与元件的装配方向一致,否则会引起不良的SMD焊接效果。
钢网形状不同的钢网形状能适应不同的元件布局和焊接需求,具体规范如下:•圆形钢网:适用于电容和晶振等单个元件。
•方形钢网:适用于大量重复元件的布局。
•矩形钢网:适用于长条形元件的布局,如插头、接插件等,方便工人焊接。
钢网间距为保证良好的SMD焊接效果,钢网间的间距应该根据元器件的尺寸和布局来确定,具体规范如下:•对于小型元件,应该保留足够的间隔,并注意排列顺序。
文件编号:LCT-PC-All-QD一、产品基本信息□研发阶段□中试阶段□量产阶段二、SMT技术资料三、PCB制造工艺要求(一)PCB 设计3、PCB之工艺边:定位孔A、定位孔直径(∮=3~4mm);B、定位孔距离板角坐标:X=5mm,Y=5mm。
C、PCB四边均需要工艺边框,其中2个长边宽度应大于8mm以上,短边应大于3mm以上。
D、PCB板顶角成圆弧形。
□□□1、PCB之工艺边定位孔:Ph ilips FCM高速贴装机Carrier传动结构特殊要求。
2、见图示(一)。
4、PCB小板:夹具孔周边1mm内不允许有元器件,以免与夹具干涉。
□□□1、PCB小板夹具孔:通用要求。
2、见图示(一)。
5、PCB焊盘、通孔设计A、同一元件Pad形状、面积要相同;与材料管脚规格匹配。
B、焊盘相邻边间隙要求大于8Mil;若无法达到8Mil,则不能小于6Mil(且须在Gerber文件中指出其位置)。
C、PCB上通孔(via hole)需要密封。
D、Pad上via尽可能小,且必须全部密封。
E、零件间距不会造成放置时互相干涉。
F、BGA焊盘间面积要相等;焊盘上通孔(via hole)尽可能引至边缘或焊盘外。
□□□1、间隙太小,仅0.1mm。
2、间隙要大于8Mil(0.2mm)。
1、BGA焊盘面积不相同。
2、焊盘上通孔移至边缘或焊四、SMT制程控制要求4.1. 锡膏管控1、锡膏选择。
2、运输、存放。
3、生产使用管制。
4.2. 钢板及刮刀、治具管控4.3. 元件选择4.4. 材料Profile 参数设定1、 Profile 量测位置选取原则:大组件、BGA 、QFP 、屏蔽盖内等。
2、 Profile 参数:1) 有铅: 峰值温度为215℃~225℃;179℃~183℃回流时间60~90 S ;上升斜率<3℃/ S 。
2) 局部无铅:Peak 为225℃~230℃;220℃以上30~40S ;回流时间80~110S 。
SMT钢网设计规范SMT(Surface Mount Technology)钢网是电子制造中常用的一种工具,用于电子元件的贴装和焊接过程中的涂锡。
钢网的设计规范对于保证电子产品的质量和生产效率起着重要的作用。
以下是SMT钢网设计规范的主要内容:1.尺寸规格:- 钢网的尺寸应与PCB板的尺寸相匹配。
一般情况下,钢网的大小应大于PCB板的1-2cm,并留有足够的边距以便于夹持和安装。
- 钢网的厚度通常为0.1-0.3mm,根据实际需要进行选择。
-钢网的方孔尺寸应与元件的引脚间距相匹配,确保元件正确而稳定地贴装在PCB板上。
2.线网布局:-钢网的布线应考虑到焊接需求和生产效率。
一般来说,焊盘较多的地方可以设计较多的钢网支撑,以提高稳定性和焊接质量。
-钢网布线时要注意避免过于密集或过于稀疏的情况,以保证钢网的稳定性和过孔的质量。
3.焊膏开孔:-钢网的开孔尺寸和形状应与元件引脚的大小和形状相匹配。
一般来说,焊膏开孔的直径要略大于元件引脚的直径,以确保焊膏能够充分涂覆在引脚上。
-开孔的形状可以根据元件引脚的形状进行设计,常见的有圆形、长方形等。
4.钢网支撑:-钢网应有足够的支撑以保持稳定。
支撑的设计应考虑到钢网的尺寸和内部孔的位置。
一般来说,支撑应均匀分布在钢网的四周和内部,避免过于集中或过于稀疏。
-支撑的宽度和高度应根据实际情况进行选择,以保持钢网的平整度和稳定性。
5.信息标识:-钢网上应标注清晰的信息,方便操作人员使用和管理。
标注的内容可以包括钢网的尺寸、厚度、生产日期、序列号等。
-标识应采用耐磨、耐腐蚀的材料,并放置在钢网上不易受损或容易找到的位置。
总之,SMT钢网设计规范是保证电子产品质量和生产效率的重要环节。
通过合理的尺寸规格、线网布局、焊膏开孔、钢网支撑和信息标识,可以有效提高贴装和焊接过程的稳定性和一致性,确保电子产品的质量和生产效果。
影响SMT焊接质量的因素及解决措施摘要:由于电子产品的经济和科学发展,对通用性、小尺寸、高密度、高性能和产品质量的要求也越来越高。
为此,SMT行业焊接质量的优劣是产品与其他竞争性投资及芯片竞争的不可或缺的要素。
本文主要探讨影响SMT焊接质量的因素和措施。
关键词:SMT;PCB;焊盘设计;锡膏印刷;钢网设计;回流焊引言在实际制造过程中,PCB线路板的元器件焊接质量受到很多因素决定。
一般情况可以通过一些方法来提升质量,焊接后进行检测,如AOI\飞针检测;PCB焊盘的可制造性设计合理性;回流焊接过程的合理控制;钢网设计。
1、SMT质量及常用检测技术表面装配技术(SurfaceMountingTechnology)称为SMT。
主要功能是将贴片式的器件安装于PCB板的表面,如贴片电阻、贴片电容、贴片电感、BGA芯片等1.1AOI检测SMT焊接焊点的质量检测,也称为光学自动检测,目前在电子生产过程中得到大多数企业的认可和使用。
它提供了许多好处,特别是能够提高在线测试(ICT)和功能测试(Fr)的成功率,同时降低检查难度达到节省人员时间成本,缩短新产品的制造周期等。
AOI检测可以放在生产线的多个位置。
在制造工艺中,在线路板SMT焊接完成以及使用酒精清洗完线路板之后设置检测点,用来保证元器件的焊点质量。
AOI光学机一般是提前设置调试各种焊接的好坏的颜色对比照片存入数据库,在检测线路板时,机器会自动按照设置好的运行模式对线路板拍摄多张高清的图片,接着自动对所有器件焊点的坡度进行颜色赋予,例如红黄蓝,焊点的不同的颜色分布区域代表该处的焊接情况,来判断器件是否存在开焊、虚焊、漏焊等焊接质量问题。
1.2飞针检测技术飞针检测技术常用于对阻容器件进行检测,一般在制造工艺中放于线路板SMT焊接及酒精清洗之后。
飞针检测需要专业工作人员将PCB板数据及线路板中需要检测的阻容器件的值等提前导入进检测机器,在使用该技术时,设置好检测流程和检测点进行检测,该检测可以检测出线路板是否存在短路,阻容异常等问题,避免在线路板通电后烧毁器件造成损失,同时该检测技术在速度上比人工测量精确、用时短,因此是保证SMT焊接质量检测的良好选择。