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干货共享|为您翻开SMT锡膏印刷的源头活水---焊盘规划、钢网开口技巧

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浏览:- 发布日期:2018-07-30 09:53:30【

干货共享|为您翻开SMT锡膏印刷的源头活水---焊盘规划、钢网开口秘笈



不同Pitch的BGA该有怎样不同的钢网开口?相同Pitch的QFP和QFN的开口宽度是否该相同?锡膏印刷是SMT工艺的皇冠,而钢网开口规划则是那皇冠上的珍珠,没有一个合理的钢网开口,印刷工艺才干将无从谈起。问渠哪得清多么,为有源头活水来。以下内容为您翻开锡膏印刷的源头活水---焊盘规划、钢网开口秘笈.

布景

在板级产品的焊接加工(SMT)中,印制板的焊盘规划、以及模板开口对焊点的合格率和可靠性具有重要的效果。将这两者与元件的尺度联系处理好,焊接产品的质量和可靠性将大幅度进步。因此需求认真审阅、评价焊盘规划、模板(钢网)开口以及与元件尺度的相互联系。本文首要论说了如何进行焊盘规划、模板(钢网)开口的工艺评审工作。


工艺评价与剖析

选取QFP、等几个典型的元件进行焊盘的审阅和模板开口剖析。 

2.1

QFP 元件

一般剖析的过程分为:榜首,对元件尺度进行审阅,可以查找供货商给出的元件清单(PDF文件),也可以直接丈量。首要查看元件距离P、引脚尺度(长度T、宽度W)、以及翼型引脚内距离S。第二,对焊盘尺度进行审阅,查看焊盘的尺度(长X、宽Y)、翼型引脚焊盘内距离G,以及是否存在累计差错。第三,审阅模板尺度,首要查看模板的开口尺度,并核算其面积比。尺度丈量见图1和表1。

       QFP元件装置图                            模板尺度丈量图

QFP元件引脚尺度标示图           vvQFP元件引脚尺度丈量图

vvQFP元件引脚尺度标示图         vvvvQFP元件引脚尺度丈量图

图1 QFP元件、印制板、钢网尺度丈量图


表1:QFP元件规划、钢网工艺审阅

从表1和图1可知:元件引脚长*宽为0.4 mm*0.2 mm、距离0.5 mm的欧翼型引脚;印制板焊盘规划长*宽为1.5*0.25 mm的锡铅焊盘;模板开口长*宽为1.5*0.25 mm(与焊盘1:1开口)的长方形孔,模板厚度0.13mm,模板开口的面积比为0.82,开口满意钢网规划要求。从剖析的角度看规划、工艺都没有问题,但考虑到军工产品的可靠性,焊点中焊锡量越大,引脚与焊盘间的焊锡越厚,可靠性越高,还可将模板厚度加大到0.15 mm,模板开口加大到0.3 mm,这样可以添加印刷焊膏体积,进步可靠性。

2.2

BGA元件

BGA元件首要检查焊球尺度、印制板焊盘尺度,以及模板开口尺度。往往印制板焊盘规划尺度不满意要求,直径为焊球的80%左右,但0.5距离时,焊盘尺度需求加大到0.3mm,以确保满意的焊料。BGA元件丈量图见图2和表2. 

BGA元件装置图                   BGA元件尺度丈量图

      BGA 印制板焊盘丈量图               BGA钢网开口丈量图

印制板焊盘不平坦                    印制板焊盘不平坦

图2 BGA元件、印制板、钢网尺度丈量图


表2:BGA元件规划、钢网工艺审阅

从表2和图2可知:BGA元件为直径0.45 mm、距离0.8 mm的无铅焊球;印制板焊盘规划为直径0.3 mm的锡铅焊盘,焊盘外表不平坦;模板开口规划为直径0.45 mm(比焊盘尺度加大0.15 mm)的圆孔,模板厚度0.13 mm,模板开口的面积比为2.7,开口满意钢网规划要求。印制板焊盘规划稍小,钢网开口现已做开口加大处理。主张将焊盘直径添加到0.35 mm以上,模板厚度加大到0.15 mm,进步印刷的焊膏量,进步可靠性。

2.3

无引脚阵列元件

无引脚元件只要底部可焊端,焊料的高度决议元件的可靠性,焊料越厚,可靠性约高。因此,审阅时需求注意的是在确保不桥连的条件下尽量开口加大,模板增厚,以添加焊锡量。

改进办法:更改钢网的厚度,将增至0.15 mm厚,中心不添加筋,面积比还能达到1.08。这样既添加焊膏量,一起不影响印刷质量。元件为0.65 mm×0.65 mm的方形、无引脚镀金焊盘,距离1.27 mm。印制板焊盘规划为0.6 mm×0.6 mm锡铅焊盘,模板开口规划为0.65 mm×0.65 mm,厚度0.13 mm,模板开口的面积比为0.65,开口刚刚满意钢网规划要求。此元件的首要问题是工艺问题,即钢网的开口和厚度问题。由于元件无引脚,需求较多的焊膏来垫高焊点,进步焊点的可靠性;一起,元件底部有很多的金层,也需求很多的金属锡来溶解元件外表的金,在焊点中形成AuSn4的金属间化合物。而规划的模板开口中心添加一道0.15 mm的筋,使面积比由1.25降至0.69,导致焊膏量削减。别的,焊盘的尺度比元件的尺度小,假如模板1:1开口,焊锡量必定不够,模板现已做了相应改进。

2.4

0402元件

0402元件装置的首要问题是立碑。形成元件立碑的原由于元件两头的润湿力不同而导致元件立起。有几个方面导致润湿力不同:榜首,元件距离过大,贴装时元件焊端无法彻底对称地搭接在焊膏上,焊接时元件两头遭到的润湿力不平衡,形成立碑。第二,两焊盘中其间一焊盘大面积接地,形成两头焊盘受热不均匀,润湿力不是一起发生在元件两头而发生立碑。第三,元件其间一焊端呈现润湿问题,导致元件遭到的润湿力不同而发生立碑。大部分的状况是榜首种状况。杰出的片式元件规划应该考虑四个方面的要求:对称性、焊盘距离、焊盘剩下尺度以及焊盘宽度,具体状况及数据见图4.

针对立碑问题,剖析印制板的焊盘尺度,承认是否是由于距离过大形成的立碑原因。0402元件的焊盘尺度A、B、G分别为22 mil、25 mil、25 mil,与规范焊盘尺度对照,G尺度25mil(应该是0603封装元件的距离)比规范的20mil偏大,形成元件立碑。一起观测印制板焊盘发现焊盘上有过孔,导致焊锡流到过孔中。

定论

印制板焊盘规划至关重要,而它不只涉及到元件的尺度,并且涉及到钢网的开口、焊点质量和长时间可靠性,工艺有必要审阅,依据元件、焊盘的尺度,确定钢网的工艺参数,这样才干确保整个出产不出问题,出产质量和周期才干确保。

本文首要是供给一个审阅的办法和程序,期望工艺人员可以进行新产品的工艺审阅,将规划缺点在出产制作前修订完结,确保后续钢网工艺正确。这样可以节约整个产品的制作时间,进步焊接可靠性。