钢网开口设计技术规范(-81张)课件.ppt
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- 开口 设计 技术规范 81 课件
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1、SMTSTENCIL2交流重点n旨在加强我们的技术交流与技术服务,促旨在加强我们的技术交流与技术服务,促进彼此的沟通和了解进彼此的沟通和了解n重点介绍重点介绍STENCIL工艺和设计工艺和设计n错漏之处,在所难免,恳请各位批评指正错漏之处,在所难免,恳请各位批评指正3SMT模板的重要“好的模板得到好的印刷结果,然后自动化帮助使其结果可以重复。”模板的采购不仅是装配工艺的第一步,它也是最重要的一步。模板的主要功能是帮助锡膏的沉积(deposition)。目的是将准确数量的材料转移到光板(bare PCB)上准确的位置。锡膏阻塞在模板上越少,沉积在电路板上就越多。因此,当在印刷过程中某个东西出错的
2、时候,第一个反应是去想到模板。应该记住,还有比模板更重要的参数,可影响其性能。这些变量包括印刷机、锡膏的颗粒大小和黏度、刮刀的类型、材料、硬度、速度和压力、模板从PCB的分离(密封效果)、阻焊层的平面度、和元件的平面性。4一、SMT模板类型n化学蚀刻n激光切割n电铸成型5 当用于最紧密的间距为0.025“(0.635mm)以上的应用时,化学腐蚀(chem-etched)模板和其它技术同样有效。相反,当处理0.020”(0.5mm)以下的间距时,应该考虑激光切割和电铸成形的模板。虽然后面类型的模板对0.025以上的间距也很好,但对其价格和周期时间可能就难说了。61-1化学蚀刻 化学蚀刻的不锈钢模
3、板的制作是通过在金属箔上涂抗蚀保护剂、用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面、然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔。由于工艺是双面的,腐蚀剂穿过金属所产生的孔,即开口,不仅从顶面和底面,而且也水平地腐蚀。该技术的固有特性是形成刀锋、或沙漏形状。当在0.020“(0.5mm)以下间距时,这种形状产生一个阻碍锡膏的机会71-1化学蚀刻 关键工艺控制要素关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计开孔设计nFILM制作精度制作精度n曝光量控制曝光量控制n側腐蚀控制和补偿側腐蚀控制和补偿n腐蚀液控制腐蚀液控制81-2激光切割 直接从客户的原始Gerber数据产生,激光切割不锈钢模板的特点是没有摄影步骤。
4、因此,消除了位置不正的机会。模板制作有良好的位置精度和可再生产性。Gerber文件,在作必要修改后,传送到(和直接驱动)激光机。物理干涉少,意味着出错机会少。虽然有激光光束产生的金属熔渣(蒸发的熔化金属)的主要问题,但现在的激光切割器产生很少容易清除的熔渣。91-2激光切割 关键工艺控制要素关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计开孔设计n激光切割参数调校激光切割参数调校n激光灯管能量衰减控制激光灯管能量衰减控制101-3电铸成型 一种递增而不是递减的工艺,制作出一个镍金属模板,具有独特的密封特性,减少锡桥和对模板底面清洁的需要。该工艺提供近乎完美的定位,没有几何形状的限制,具有内在梯形的光滑
5、孔壁和低表面张力,改进锡膏释放。镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片叠层在铜箔上(大约0.25厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后,在铜质心上产生阴极图案,只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了模板。在达到所希望的模板厚度后,把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开-一个关键的工艺步骤。111-3电铸成型 关键工艺控制要素关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计开孔设计n基板图形制作精度基板图形制作精度n电沉积药液控制电沉积药液控制n厚度均匀性控制厚度均匀性控制n基板剥离基板剥离121-4工艺
6、比较参数比较131-4工艺比较应用比较141-5混合工艺腐蚀与激光腐蚀与激光STEP-DOWNSTEP-UP电抛光电抛光151-5混合工艺n局部减薄模板局部减薄模板n用较厚模板印刷用较厚模板印刷FP或或FP元件锡膏时应用元件锡膏时应用n如用如用0.13-0.15厚模厚模板板,0.5 BGA处需减薄处需减薄到到0.1n减薄量一般不超过减薄量一般不超过0.05n“L”至少应大于至少应大于0.1n用电铸或腐蚀实现用电铸或腐蚀实现n一般常用一般常用B工艺工艺 A、减薄在、减薄在PCB接触面接触面B、减薄在印刷面、减薄在印刷面L16电抛光 在激光光束熔断金属的同时,金属熔渣(蒸发的熔化金属)造成孔壁粗糙
7、,增加开口孔壁磨擦力,影响锡膏的脱模性。但是,电抛光技术的出现,可以提供光滑的孔壁和良好的锡膏释放。17二、模板设计n设计依据设计依据n设计要素设计要素n数据形式数据形式n工艺方法选择工艺方法选择n材料厚度选择材料厚度选择n外框选择外框选择n印刷格式设计印刷格式设计n开孔设计开孔设计n常见常见SMT工艺缺陷分析工艺缺陷分析n常见常见SMT锡膏印刷缺陷分析锡膏印刷缺陷分析182-1设计依据1、理论依据、理论依据n总原则:在保证足够锡量的情总原则:在保证足够锡量的情况下应使锡膏有效释放况下应使锡膏有效释放n三球定律:至少有三个最大直三球定律:至少有三个最大直径的锡珠能排在模板的厚度方径的锡珠能排在
8、模板的厚度方向和最小开孔的宽度方向向和最小开孔的宽度方向n宽厚比宽厚比(Aspect Ratio):W/T1.5n面积比面积比(Area Ratio):(L W)/2(L+W)T 0.66192-1设计依据2、实际应用、实际应用n印刷机:印刷机要求印刷机:印刷机要求STENCIL外框,外框,MARK点在点在哪面,印刷格式等哪面,印刷格式等nPCB:待装配:待装配PCB要求哪些需开孔,哪些不需要要求哪些需开孔,哪些不需要n工艺:印刷胶水还是锡膏?有何种工艺缺陷?是工艺:印刷胶水还是锡膏?有何种工艺缺陷?是否通孔元件使用否通孔元件使用SMT工艺?测试点是否开孔?工艺?测试点是否开孔?n装配密度:装
9、配密度越高对装配密度:装配密度越高对STENCIL要求越高要求越高n产品类别:产品装配质量要求越高对产品类别:产品装配质量要求越高对STENCIL要要求越高求越高202-2设计要素n数据形式数据形式n工艺方法要求工艺方法要求n材料要求材料要求n材料厚度要求材料厚度要求n框架要求框架要求n印刷格式要求印刷格式要求n开孔要求开孔要求n其他工艺需求其他工艺需求212-2设计要素1、数据形式nGERBER文件格式,文件格式,RS-274D或或RS-274Xn常用常用CAD软件一般可由生产商进行格式转软件一般可由生产商进行格式转换。如换。如ALEGRO,EAGLE,ECAM,PADS,PROTEL,AC
10、AD,PCCAM,PCGERBER etc222-3数据形式GERBER格式:GERBER文件是美国GERBER公司提出的一种数据格式。GERBER文件分为普通GERBER RS-274D文件和加强GERBER RS-274X文件。普通GERBER RS-274D格式的文件中不包含D-CODE文件,它结合D-CODE文件,定义了图形的起始点以及图形形状及大小。加强GERBER RS-274X格式的文件已包含D-CODE文件,它自身定义了图形的起始点以及图形形状及大小。D-CODE文件定义了电路中线路、孔、焊盘等图形的形状及大小。232-3数据形式242-3数据形式此数据中不包含D-CODE。此
11、数据中不包含D-CODE。252-3数据形式此段告诉我们GERBER文件是英制2-3格式。(小数点前有两位数,小数点后有三位数)D10是0.05X0.07inch的椭圆D20是0.1inch的圆D191是0.062X0.062inch的长方形262-4工艺方法选择272-5材料厚度选择n根据不同的元件选择相应的钢片厚度,主要依据最小开孔和最小间距为考虑,重点兼顾其它,详见下表或可根据公式进行计算得出:n若焊盘尺寸L5W时,则按宽厚比计算钢片的厚度。TW1.5n若焊盘呈正方形或圆形,则按面积比计算钢片的厚度。T(LW)1.32X(LW)282-5材料厚度选择 上表罗例出对一些典型贴装器件的开孔设
12、计中的宽厚比/面积比。0.5mm间距的QFP,在0.12厚的模板上开口为0.25*1.27mm,得到2.0的宽厚比.0.4mm间距的QFP,在0.12的模板上开口0.15*1.27mm,得到的1.4的宽厚比,很明显锡膏释放将较为困难,怎么办?几种可选择的方式:a.增加开口宽度(增加到0.2mm将宽厚比增加到1.6);b.减少厚度(选择钢片厚度变为0.1mm,宽厚比也增加到1.6);c.选择在pitch 0.4mm QFP上做step down;d.选择一种非常光滑的孔壁质量的模板(电抛光模板,电铸模板);292-5材料厚度选择元件开口设计及对应钢片厚度表元件开口设计及对应钢片厚度表302-6外
13、框选择 根据客户使用的印刷机对应相应规格型材的网框 31常见印刷机对常见印刷机对STENCILSTENCIL要求一览表要求一览表322-7印刷格式设计n印刷格式:印刷区域在整个印刷格式:印刷区域在整个STENCIL中的位置及中的位置及方向方向n位置要求决定于印刷机的要求位置要求决定于印刷机的要求n方向要求决定于用户自动生产线之工艺要求方向要求决定于用户自动生产线之工艺要求n四周丝网区域至少应有四周丝网区域至少应有20mm以保证足够的张力以保证足够的张力和弹性和弹性n最边缘开孔到内粘接边应有最边缘开孔到内粘接边应有50mm以保证刮刀行以保证刮刀行程程n请参见请参见常见印刷机对常见印刷机对STEN
14、CIL要求一览表要求一览表332-8开孔设计必须符合设计理论依据必须符合设计理论依据设计最关键的环节是尺寸、形状两要素设计最关键的环节是尺寸、形状两要素必须保证:有利于锡膏释放和脱模;有利于改必须保证:有利于锡膏释放和脱模;有利于改善工艺缺陷善工艺缺陷影响锡膏释放的三大要素是:宽厚比和面积比;影响锡膏释放的三大要素是:宽厚比和面积比;孔壁几何形状;孔壁粗糙度孔壁几何形状;孔壁粗糙度开孔设计须遵循一般通用规则,但须以现场工开孔设计须遵循一般通用规则,但须以现场工艺环境作为基础艺环境作为基础342-8开孔设计 若要了解Stencil的开口规范的话,那么我们必须先了解器件的焊盘形状及焊盘尺寸,当然最
15、另外一个重要的还有不能忽略器件本身的爬锡要求。器件的分类不外乎有表面组装元件(Surface Mounted Components)、表面组装器件(Surface Mounted Devices)。SMC器件主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。SMD器件主要有片式晶体管和集成电路,集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA、CSP 等。35焊盘宽度焊盘长度焊盘的中心间距焊盘间空格宽度362-8开孔设计 焊膏印刷是表面贴装工艺中第一个关键工艺,特别是对于细间距的组装件,由于器件引线尺寸和引线线间隔很小,焊膏过程中印刷需要精细的工艺控制,而印刷焊膏用的Ste
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