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在SMT裝聯工藝技術中,印刷工藝是第一環節,也是極其重要的一個環節。印刷質量的好壞會直接影響到SMT焊接直通率的高低,在實際生產過程中,我們發現60%-70%的焊接缺陷與印刷質量有關。因此,有必要對印刷工藝的各個方面進行研究。在影響印刷工藝的各個方面中,網板的設計起著舉足輕重的作用。
一、一般技術要求
1.網框:框架尺寸根據印刷機的要求而定,以DEK265和MPM UP3000機型為例,框架尺寸為29′*29′(inch), 采用鋁合金, 框架型材規格為1.5′*1.5′(inch)
2.繃網:采用紅膠+鋁膠帶方式,在鋁框與膠粘接處,須均勻刮上一層保護漆(S224)。同時,為保證網板有足夠的張力( 規定不小于30牛頓/cm)和良好的平整度,建議不銹鋼片距外框內側保留25mm-50mm間距。
3.基準點(Fiducial mark): 根據PCB資料提供的大小及形狀按1:1方式開口,并在印刷反面刻半透(1/2網板厚度)。 在對應坐標處(包括對角處),整塊PCB至少開兩個基準點。
4.開口要求:
1.41.位置及尺寸確保較高開口精度,嚴格按規定開口方式開口。
1.42.獨立開口尺寸不能太大,寬度不能大于2mm,焊盤尺寸大于2mm的中間需架0.4mm的橋,以免影響網板強度。
1.43. 開口區域必須居中。
5.字符:為方便生產,建議在網板左下角或右下角刻上下面的字符:Model(公司PCB型號);T(網板厚度);Date(制作日期);網板制作公司名稱。
6.網板厚度:為保證焊膏印刷量和焊接質量,網板表面平滑均勻,厚度均勻。
網板厚度應以滿足最細間距QFP .bga為前提:
如PCB上有0.5mmQFP和CHIP 0402元件,
網板厚度0.12mm;
如 PCB上有0.5mmQFP和CHIP 0603以上元件,
網板厚度0.15mm;
二、印錫網板開口形狀及尺寸要求
1.總原則:
依據IPC-7525 鋼網設計指南要求,為保證錫膏能順暢地從網板開孔中釋放到PCB焊盤上,在網板的開孔方面,主要依賴于三個因素:
1.)面積比/寬厚比 (Area Ratio/Aspect Ratio)
面積比(Area Ratio)>0.66
寬厚比(Aspect Ratio)>1.5
2.)網孔孔壁光滑。尤其對于間距小于0.5mm的QFP和CSP, 制作過程中要求供應商作電拋光處理。
3.)以印刷面為上面,網孔下開口應比上開口寬0.01mm或0.02mm,即開口成倒錐形,便于焊膏有效釋放,同時可減少網板清潔次數。
通常情況下,SMT元件其網板開口尺寸和形狀與焊盤一致,按1:1方式開口.
特殊情況下,一些特別SMT元件,其網板開口尺寸和形狀有特別規定.
2 特別SMT元件網板開口:
2.1 CHIP元件:
0603(含0603)以上CHIP元件,為有效防止錫珠的產生。
2.2 SOT89元件:由于焊盤和元件較大,焊盤間距小,容易產生錫珠等焊接質量問題。
2.3 SOT252元件:由于SOT252有一焊盤很大,容易產生錫珠,且回流焊張力大引起移位。
2.4 IC :(開口成金手指形狀)
A. 對于標準焊盤設計,PITCH》=0.65mm的IC,開口寬度為焊盤寬度的90%,長度不變。
B. 對于標準焊盤設計,PITCH《=0.5mm的IC,
由于其PITCH小,容易產生橋連,鋼網開口方式
長度方向不變,開口寬度為0.5PITCH,開口寬度為0.25mm。
2.5 其他情形:
一個焊盤過大,通常一邊大于4mm,另一邊不小于2.5mm時,為防止錫珠的產生以及張力作用引起的移位,網板開口建議采用網格線分割的方式,網格線寬度為0.5mm,網格大小為2mm,可按焊盤大小均分。
三、印膠網板開口形狀及尺寸要求:
對簡單PCB組裝采用膠水工藝,優先選用點膠,CHIP、.MELF、.SOT元件可以通過網板印膠,IC則盡量采用點膠避免網板刮膠。在此,只給出CHIP.MELF.SOT印膠網板建議開口尺寸.開口形狀。
1.網板對角處須開兩對角定位孔,選取FIDUCIAL MARK 點開孔。
2.開口均為長條形。
SOT23開口寬M為0.4mm
SOT252開口寬M為0.5mm
SOT223開口寬M為0.5mm
四、檢驗方法
1 通過目測檢查開口居中繃網平整.
2 通過PCB實體核對網板開口正確性.
3 用帶刻度高倍顯微鏡(100倍)檢驗網板開口長度和寬度以及孔壁和鋼片表面的光滑程度. (不定期檢查)
4 鋼片厚度通過檢測印錫后焊膏厚度來驗證,即結果驗證。
五、結束語
網板設計技術要求經過一段時間的試行,印刷質量得到了很好的控制,表現在SMT焊接質量缺陷PPM由1300ppm左右下降到130ppm左右。由于現代電子元器件的封裝形式向著CSP、FLIPCHIP、DCA等面積陣列封裝方向發展,對鋼網設計也提出了更高的要求。是我們以后需要重點研究的課題。