焊锡膏的使用
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(1)锡膏的存储:3-10C环境 (2)开封使用前至少回温4个小时,保证锡膏温度恢复至室温 (3)使用后剩余的锡膏不可以再冷藏,应密封存放,并尽快再次使 用。再次使用时应与新锡膏按照1:1比例混合,并均匀搅拌后投入 使用 (4)印刷机环境温度:22-28oC,30-60%RH (5)印刷速度:25-100mm/sec
元件类型 PLCC QFP QFP QFP QFP 0402 0201 BGA BGA
BGA
pitch 1.25 0.65 0.50 0.40 0.30 N/A N/A 1.25 1.00
0.50
焊盘宽度 焊盘长度 开孔宽度 开孔长度 模板厚度
0.65
2.00
0.60
1.95
0.15-0.25
0.35
镀镍后
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激光切割开孔
优点: 开孔尺寸可小至0.1mm,aspect ratio可达0.13,area ratio 可达0.66, 适合于细间距 可形成“倾斜”孔壁,更有利于锡膏脱模
缺点: 开孔需逐个加工,费时费力。可与化学腐蚀结合使用
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电加工成型开孔
可获得极小粗糙度的孔壁 0.5mm量级
激光切割为1.5-3.0mm量级
0.69-0.92 45
开孔形状
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与开孔密切相关的SMT缺陷
MCSB:Mid-chip Solder Bead/Ball
47
与开孔密切相关的SMT缺陷
MCSB:Mid-chip Solder Bead/Ball
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历史经验
SnPb锡膏SMT经验表明,为了减少MCSB 最佳:0.125mm厚模板;”home plate”开孔;
0.80
0.80
0.75
0.75
0.15-0.20
0.38
0.38
0.35
0.35
0.1150.135
0.30
0.30
0.28
0.28
0.0750.125
Aspect ratio
2.3-3.8 1.7-2.0 1.7-2.0 1.6-2.0 1.5-2.0
N/A N/A N/A N/A
N/A
Area ratio 0.88-1.48 0.71-0.83 0.69-0.83 0.68-0.86 0.65-0.86 0.84-1.00 0.66-0.89 0.93-1.25 0.67-0.78
模板材料 黄铜/镀镍 不锈钢/抛光
不锈钢 塑料 镍 镍
相对成本 1.0 1.0
3.0-5.0 1.4 ? 5.0
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开孔设计最基本原则
Aspect ratio = W/T IPC-7525推荐:1.5
Area ratio = Aopening/Awalls IPC-7525推荐:0.66
开孔几何与锡膏的顺利脱模
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印刷工艺参数
Separation distance
Separation speed
1.0mm
0.1-0.5mm/s
在不影响生产进度的前提下,分离速度慢一些好 与开孔内壁的粗糙度直接相关
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印刷工艺参数
某种意义上讲,分离速度是决定印刷质量的最关键参数
强烈建议采用“试验设计法”(DOE)确定最优 化的印刷工艺参数
10% area reduction 最差:0.15mm厚模板;正规长方形开孔;
Aspect ratio可小至1.1
Area ratio可小至0.50
最适合于细间距,如0402、 0201元件、0.3mm pitch
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模板开孔工艺
1mil = 0.0254mm
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刮刀材料
聚亚胺酯橡胶/金属(不锈钢或黄铜) 细间距印刷需要高硬度刮刀材料
低成本,易磨损 易挖走锡膏 高成本,不易磨损 易损伤模板
1.50
0.30
1.45 0.15-0.175
0.30
1.25
0.25
1.20 0.125-0.15
0.25
1.25
0.20
1.20 0.10-0.125
0.20
1.00
0.15
0.95
0.0750.125
0.50
0.65
0.45
0.60 0.125-0.15
0.25
0.40
0.23
0.35
0.0750.125
0.018-0.027kg/mm of blade length 1.0-1.5lbs/inch of blade length
刮刀压力要足够大,以保证“刮干净”模板上表面 在此前提下,刮刀压力越小越好 过大会导致锡膏坍塌、模板下溢出、桥连等问题
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印刷工艺参数
Snap off
PCB上表面与模板下表面之间的距离 推荐:Snap off = 0, on-contact printing
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刮刀材料
采用橡胶刮刀,则需保证刀刃的尖锐
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印刷工艺参数
Print cycle time
Print speed
Just in time
20-50mm/s
贴片机
20-100mm/s 保证生产进度的前提下,印刷速度可尽量放低
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印刷工艺参数
正比 Squeegee pressure
Print speed
Step stencil
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化学腐蚀开孔
优点:成本低 缺点: (⑴) “沙漏形”孔壁与过腐
蚀 (⑵) Aspect ratio一般为1.5,
Area ratio一般为0.9,无 法用于细间距
Pitch 0.5mm条件下还可用
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激光切割开孔
表面粗糙度降低,更有利于锡膏脱模
激光切割后
电化学抛光后
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此外……
环境温湿度:22-28oC、30-60%RH 模板清洗频率
间距越细,清洗频率应越高 模板与PCB的对准
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开孔形状/尺寸
IPC-7525: Stencil Design Guideline, 2000 基本原则: 开孔面积小于相对应的焊盘面积 尽可能采用“防锡珠”开孔形状
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开孔尺寸 ---- IPC-7525
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典型模板厚度
0.1、0.125、0.15mm、0.2mm 小厚度有利于小元件位置的锡膏脱模,但减少了大元件 位置的锡膏涂敷量
大厚度不利于小元件位置的锡膏脱模
最小pitch 0.65mm 0.5mm 0.4mm (0.3mmBGA)
模板厚度 0.15-0.2mm
0.15 0.125-0.15
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印刷的重要性
!! 50-60%的SMT不良来自于印刷缺陷 !!! 有些统计中甚至高达75%
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模板印刷示意图
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模板印刷相关物理参数
材料相关
工艺相关
设计相关
模板材料及厚度 开孔加工工艺
刮刀材料
印刷速度 刮刀压力 分离速度
开孔形状 开孔尺寸
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材料相关
开孔加工工艺 化学腐蚀
激光切割 电加工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型