SMT钢网网板设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钢网设计,SMT,工艺制程控制,钢网设计,印刷或滴注,贴 片,回 流,印刷引起的工艺问题占：,SMT,过程,70,钢网设计,钢网的设计要求,钢网材料和制造工艺,钢网的开孔设计,钢网的制作指标,一,.,钢网的设计要求,正确的锡膏量或胶量,可靠的焊点或粘结强度,良好的释放后外形,可靠稳定的接触,容易定位和印刷,良好的工艺管制能力,影响钢网设计的因素,胶量的需求,考虑因素,器件的重量,焊盘间距,器件的,STAND OFF,值的大小,器件在贴片过程中不至于使胶污染焊盘和焊端,二,.,钢网材料与制造工艺,常用钢网材料的比较,Performance,黄铜,不锈钢,钼,42,号合金,镍,成本, , , , ,可蚀刻性能, , ,化学稳定性, , , ,机械强度, , , ,细间距开口的能力,Note, ,Note, ,Note,：需要电抛光工艺,常用钢网材料的比较,（,以 黄 铜 为 基 准,）,Material,密度,抗拉强度,杨氏模量,CTE,价格,黄铜,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,不锈钢,0.97,1.8,1.7,0.6,1.4,镍,1.1,0.7,1.9,0.7,2.9,钼,1.5,2.1,3.0,0.3,2.0,42,号合金,1.1,2.0,1.6,0.3,2.2,钼质钢片特性,自润滑特性,比不锈钢密度还高,耐用性能好：较高的伸缩性、抗拉强度和硬度。,抗腐蚀力较强,优良的外形或尺寸稳定性,钼和不锈钢钢网的比较,不锈钢,钼,钼材网板的孔壁更光滑,钢网加工方法,化学腐蚀工艺,对不锈钢也有好的制作工艺能力,通常是由双面侵蚀。step stencil用单面,最经济和常用的技术,最适合step stencil制作,CAD DATA,Manufacturer-dependent Correction factor,Photo-land pattern,Etching Process,Framing,化学腐蚀工艺的缺点,工艺所依靠的光绘技术对温度和湿度有一定的敏感性。,工艺控制相对较难，对于大小开孔都同时腐蚀较难控制。,单面腐蚀孔壁效果较差。双面腐蚀又因不同光绘工序而精度较差。,孔壁的形状对锡膏的释放不利。,较难在腐蚀工艺中做个别工艺微调。,不适合用于微间距工艺上。,钢网加工方法,激光切割工艺,常用在不锈钢材料上,从钢网的底部切割以获得梯性开孔孔壁,投资大（有时价格较高）,多开孔情况下制造速度较慢,能处理微间距技术,CAD DATA,Auto-data-conversion,fed to machine,Cutting Process,Framing,缺点,孔壁较粗糙,不能制造,step,钢网,成本和质量的改进使这门技术更加受到欢迎,钢网加工方法电铸工艺,一般采用镍为网板材料,机械性能较不锈钢更好,很好的开孔光滑度和精度,可以制出任何厚度的钢网,能制出密封垫效果,缺点,价格高,有时太过光滑，不利于锡膏滚动,CAD DATA,Manufacturer-dependent Correction factor,Photo-land pattern,Etching & forming Process,Framing,钢网加工方法镀镍和抛光工艺,表面镀镍：在标准的腐蚀工艺後做表面镀镍处理。,提高表面的光滑度来得到较好的释放性能。,抛光处理：相对较新的工艺，采用二次腐蚀（抛光）,达到使孔壁较光滑的效果。,抛光前,抛光后,抛光的效果,腐蚀工艺,激光工艺,不同工艺孔壁的比较,激光切割工艺与腐蚀工艺,微间距开孔的比较,腐蚀工艺,激光工艺,激光切割与化学腐蚀工艺是目前使用最多的钢网制作工艺,钢网工艺技术总结,腐蚀工艺：经济，特别适于一般非微间距技术用途,质量会因钢网厚度而变，工艺控制能力不佳,激光切割工艺：质量较腐蚀工艺好,不适合用于厚度变化钢网上（,Step-Stencil,）,可配合抛光使释放质量更好,电铸工艺：质量较好，但成本很高，供应商少,不适合用于厚度变化钢网,不需使用抛光等技术也有很好的释放质量,抛光和镀镍：使孔壁更光滑的工艺，用在化学腐蚀和激光工艺后，影响开孔尺寸，必须给予补偿,三,.,钢网的开孔设计,开孔尺寸设计的基本原则,L,max,W+0.3W/D,2,W,min,= 5 solder powder size,印刷不良造成的焊接缺陷,少锡,锡珠,立碑,连锡,红胶上焊盘,掉件,钢网开口的一般原则,以化学腐蚀方法制作：,W/D1.6,激光切割（用“钼”制作）,W/D1.2,激光切割,(,无抛光工艺，用不锈钢片制作）,W/D1.5,开口面积与孔壁面积之比,:,Area ratio=L*W/(2*(L+W)*D)0.66,D,钢片厚度,钢片厚度的选择,钢片厚度的选择原则：,开口宽度和钢片厚度的比例要合适，且要有合适的开口面积与孔壁面积之比，以便于印刷过程中锡膏的释放。,常见的钢片厚度有：,0.1mm,，,0.12mm,，,0.15mm,，,0.18mm,，,0.2mm,，,0.25mm,钢片厚度的选择,按开口,(,不锈钢材料,),钢网厚度,0.12mm,（电抛光）,0.12mm,0.15mm,0.180.2mm,细间距长方形开口,宽度,0.18mm,（长宽比,10,）且最近开口中心距,0.4mm,宽度,0.225mm,（长宽比,10,）且最近开口中心距,0.5mm,宽度,0.225mm,（长宽比,10,）且最近开口中心距,0.5mm,宽度,0.27mm,（长宽比,10,）且最近开口中心距,0.65mm,圆形开口,最近开口中心距,0.8mm,且开口直径,0.3mm,最近开口中心距,1.0mm,且开口直径,0.44mm,最近开口中心距,1.0mm,且开口直径,0.44mm,最近开口中心距,1.0mm,且开口直径,0.44mm,矩形开口,长,*,宽,0.3mm*0.3mm,且长,*,宽,3mm*3mm,长,*,宽,0.44mm*0.44mm,且长,*,宽,3mm*3mm,长,*,宽,0.5mm*0.5mm,且长,*,宽,3mm*3mm,长,*,宽,0.6mm*0.6mm,且长,*,宽,3mm*3mm,钢片厚度的选择,印胶,原则,胶量足以将零件粘住并有足够的机械强度，胶在印刷和贴片过程中不会污染焊盘和器件的焊端。,刷胶钢片厚度优选,0.2mm,，在,PCB,上无封装比,0805,器件更小，而大器件较多的前提下，可选钢片厚度为,0.25mm,。,当器件的,standoff,高度大于等于,0.15mm,时，不推荐使用印胶方式。,焊膏印刷钢网开口设计,chip,元件,具体的钢网开口尺寸如下：,0603,封装：,A=X-0.05; B=Y-0.05,；,C=0.15*A,；,R=0.1,0805,以上（含,0805,）封装（电感元件、钽电容元件、保险管元件除外）：,A=X-0.05; B=Y-0.1,；,C=0.3*A,；,R=0.15,电感元件以及保险管元件，,0805,以上（含,0805,）封装,:,A=X-0.05,；,B=Y-0.1,；,C=0.2*A,；,R=0.15,焊膏印刷钢网开口设计,chip,元件,对于封装形式为如下所示发光二极管元件，其钢网开口采用如下图所示的开口,钽电容钢网开口尺寸与焊盘尺寸为,1:1,的关系,对于,0402,器件，钢网开口与焊盘设计为,1,：,1,的关系,焊膏印刷钢网开口设计,小外形晶体类,焊膏印刷钢网开口设计,小外形晶体类,焊膏印刷钢网开口设计,小外形晶体类,焊膏印刷钢网开口设计,小外形晶体类,焊膏印刷钢网开口设计,小外形晶体类,焊膏印刷钢网开口设计, 表贴晶振,焊膏印刷钢网开口设计,阻排,焊膏印刷钢网开口设计,周边型引脚,IC,焊膏印刷钢网开口设计, BGA,焊膏印刷钢网开口设计, BGA,2,、,CBGA,，,CCGA,对于,1.27mm,间距的,CBGA,或,CCGA,器件，,其对应钢网开口应为,30mil,的圆形开口。,对于,1.0mm,间距的,CBGA,或,CCGA,器件，,其对应钢网开口应为,24mil,的圆形开口。,焊膏印刷钢网开口设计, BGA,维修用植球小钢网,开口设计为圆形，其直径比,BGA,上小锡球的直径大,0.15mm,。,BGA,维修用植球小钢网的厚度统一为,0.3mm,焊膏印刷钢网开口设计,通孔回流焊器件,焊点焊膏量的计算,焊点焊膏量,(Hv,Lv,V)2,；,Hv,通孔的容积,Lv,是管脚所占通孔的体积；,2,是因为焊膏的体积收缩比为,50,；,V,上下焊膏焊接后脚焊缝的体积；,方形管脚的焊膏量,(R,2,H,LWH,V)2,；,圆形管脚的焊膏量,(R,2,H,r,2,H,V)2,；,R,通孔插装器件的插装通孔半径；,L,矩形管脚长边尺寸；,W,矩形管脚短边尺寸；,r,圆形管脚半径；,H,焊点填充厚度；,V=0.215R,2,2(0.2234R1,r),；,R1,脚焊缝的半径；,注：在实际的工程运算中，,V,可以忽略掉：,焊膏印刷钢网开口设计,通孔回流焊器件,钢网开口的计算,钢网开口面积焊点需求的焊膏量,钢网的厚度。,圆形钢网开口半径,R,（钢网开口面积,/,）,1/2,方形钢网开口长度,A,（钢网开口面积）,1/2,矩形钢网开口长度,L,钢网开口面积,钢网开口宽度,钢网开口一般情况下以孔的中心为对称。,如果在锡量不满足的前提下，钢网开口的中心可以相对通孔的中心发生偏移。,为避免连锡，相邻管脚的钢网开口之间至少应该保持,10mil,的间隙。,为避免锡珠，钢网开口应避开器件本体下端的小支撑点。,焊膏印刷钢网开口设计,大焊盘,当一个焊盘长或宽大于,4mm,时（同时另一边尺寸大于,2.5mm),，此时钢网开口需加网格填充，网格线宽度为,0.4mm,，网格大小为,3mm,左右，可视焊盘大小而均分,印胶钢网开口设计,Chip,件,印胶钢网开口形状统一为长条形，如下图所示：,（钢网开口尺寸见下页）,印胶钢网开口设计,Chip,件,器件封装,开口宽度,W,开口长度,B,0603,0.4,Y,0805,0.45,Y,1206,0.55,Y,1210,0.55,Y,1808,0.6,Y,1812,0.6,Y,1825,0.7,Y,2010,0.9,Y,2220,0.9,Y,2225,0.9,Y,2512,1,Y,3218,1.2,Y,4732,1.2,Y,STC3216,0.5,1.6,STC3528,0.6,2.8,STC6032,0.8,3.2,STC7343,1,4.3,*未包含在上述表格内的,CHIP,元件钢网开口宽度按照,W=0.4*A,的方法计算。,*当按上述算法算出的,W,值超过,1.2mm,时，,取,W=1.2mm,。,印胶钢网开口设计, 小外形晶体管,印胶钢网开口设计, 小外形晶体管,印胶钢网开口设计, SOIC,钢网开口设计如下图所示：,四,.,钢网制作指标,结构要求,良好的平整度,四面平衡的张力和良好的应力应变能力,位处中央的印刷图形。,足够的钢网面积对印刷图形比。,钢网制造指标,CAD,坐标数据,开孔尺寸数据,钢网材料,钢网厚度,钢网大小和丝网宽度,框架大小和在设备上的安装方法,印刷图形基准（或中心点）,丝网张力,框架的相对印刷方向,钢网厚度,清洗剂种类和清洗方法,额外要求（如抛光等）,这是我们要提供给供应商的数据！,其他设计和考虑,孔壁粗糙度：例如小于3um.,开孔位置精度：例如10um.,尺寸稳定性：如在500mm尺寸范围内，尺寸变化小于20um.,开孔图网框平整度：如小于1mm.,形位于网框中间，偏差不超过2mm.,制造方法：,Laser Cutting,Laser Cutting + Electro-polish,Electro-forming,Chemical Etching,检验项目,检验内容,检验结果,要求,测量结果,ACC,UAI,REJ,外框尺寸,长,29”,宽,29”,长,735.0,宽,735.0,铝框尺寸,长,40”,宽,40”,长,40”,宽,40”,钢片尺寸,长,580,宽,580,长,580.0,宽,580.0,PCB,位置,PCB,居中,PADS,居中；,特殊,OK,模板外观,无折痕变形，无污迹氧化，无毛刺，孔壁光滑,OK,开口检查,无多孔漏孔，形状及尺寸正确,OK,铝框垂直度,1/150mm,OK,铝框平整度,1.5mm,0.7mm,四角及中间,张力,(N/CM),30,1,2,3,4,5,38,37,39,37,39,Power Stencil,模板检验报告,Model:,CR01E8FB REV.0 TOP,P/C:,SN01112531 ,T:,0.15mm,Date:,2002-11-11,表格编号：,PG-4-27-B,参考资料,IPC-7525,Stencil Design Guidelines,IPC-SM-782A*,Surface Mount Design and Land Pattern Standard (includes amendment 1),