SMT模板設(shè)計詳介8

1、SMT模板設(shè)計詳介(doc 8頁)SMT模板設(shè)計指南本文窺視一個工業(yè)小組委員會涉及工藝工程師對模板設(shè)計的幾個共同關(guān)注的文件。表面貼裝工藝工程師在對表面貼裝印刷/裝配不熟悉和/或他們有新的表面貼裝印刷/裝配要求時，經(jīng)常面對類似的設(shè)計問題。新的工藝工程師在指定用于印刷錫膏或膠水的模板(stencil)時會喜歡 一些基本的模板設(shè)計指南。經(jīng)驗豐富的表面貼裝工藝工程師 在面對 一種新的表面貼裝印刷/裝配要求時會寧愿在他人的經(jīng)驗 上來學習O幾年前，對一個正規(guī)的、容易理解的模板設(shè)計指南的需求是所 公認的。在1998年中，成立了一個小組委員會，包括了來自模板制 造商、錫膏制造商、表面貼裝裝配制造商、印刷機制造

2、商和裝配設(shè)備 制造商的代表。該小組委員會的目標是要提供IPC：電子工業(yè)聯(lián)合會 模板設(shè)計指南文件。該文件將包括:名詞與定義、參考資料、模板設(shè) 計、模板制造、模板安裝、文件處理/編輯和模板訂購、模板檢査/確 認、模板清洗、和模板壽命。最終文件，IPC 7525,現(xiàn)已發(fā)布。工藝工程師對模板設(shè)計的一些最普遍的關(guān)注列出如下。模板 設(shè) 計指南應該詳細地探討每一個這些問題：開孔尺寸：長與寬/從電路 板焊盤的縮減模板厚度般接受的設(shè)計指引是，寬深比大于15、面積比大于0.66。寬深 比是面積比的一維簡化。當長度遠大于寬度時，面積比與寬深比 相同。當模板從電路板分離時，閤膏將轉(zhuǎn)移到焊盤或者粘附在側(cè)孔壁上？當焊盤面

3、積大于內(nèi)孔壁 面積 的2/3時，可達到85%或更好的錫膏釋放能力。模板技術(shù)對錫膏釋放的百分比也起一個主要作用。開孔側(cè)壁的幾何形狀和孔壁光潔度直接與模板技術(shù)有關(guān)。經(jīng)過電解拋光的 光切割模板得到比非電解拋光的激光切割模板更光滑的內(nèi)孔壁。在 一個給定面積比上，前者比后者釋放更高百分比的錫膏。對于接近1.5的寬深比和接近0.66的面積比，一些模板技術(shù)比其它 的更好地達到較高百分比的錫膏釋放。表一,各種表面貼裝元件的 寬深比/面積比舉例例子 開孔設(shè)計 寬深比 面積比 錫膏釋放QFP 間距 20 10x50x5 2.0 0.83QFP 間距 16 7x50x51.40.613BGA間距50圓形25厚度64

4、.21.04BGA間距40員形15厚度53.00.75+5微型BGA間距30方形11厚度52.2 0.556微型BGA間距30方形13厚度52.60.65+表示難度.表一列出對典型表面貼裝元件（SMD）的開孔設(shè)計的一些實際例 子中的寬深比/面積比。20-mil間距的QFP,在5-mil厚的 模板上 10x50mil的開扎得到2.0的寬深比。使用一種光滑孔壁的模板技 術(shù)將產(chǎn)生很好的錫膏釋放和連續(xù)的印刷性能。16-mil間距的QFP，在5-mil厚的模板上7x50 mil的開孔，得到14的寬深比，這是一個錫膏釋放很困難的情況，甚至對高 技術(shù)的模板都一樣。對于這種情況應該考慮一個或者全部三個 選 擇

5、：增加開孔寬度（增加寬度到8-miI將寬深比增加到l6）o減少厚 度（減少金屬箔厚度到4.4-mil將寬深比增加到1 6）選擇一種有非 常光潔孔壁的模板技術(shù)。閃存（dash momery）微型BGA正變得很普遍。通常，這些 元件在板上有12 mil的形焊盤、15 mil的阻焊層開口。最佳的焊盤設(shè)計是銅箔限定的而不是阻焊層限定的。表一中的例5說明一個的形開孔。寬深比是22o有人可能錯誤地 認為因為寬深比遠大于1.5,所以錫膏釋放不是問題。可是，如果長度沒有達到寬度的五 倍，那么應該用面積比（二維模式）來預測錫膏釋放。這種情況下面 積比是055,這是一種很困難的錫 膏釋放情況。通常，模板開孔應 該

6、略小于電路板焊盤。例5遵照這個規(guī)則，為12 mil的焊盤制作 的模板開孔?？墒牵⑿虰GA是一個例外，特別是在銅箔限定的焊盤這種情 況。如果模板開孔增加到13-mil 一中例6所示，將不會發(fā)生阻焊層(solder mask)與錫膏干涉。注意現(xiàn)在面積比是0.65o甚 至在065的面積比,都還應該選擇提供鏡亮的內(nèi)孔壁的模板技術(shù)。Tessera和Intel兩個公司都為微型BGA的模板印 刷推薦帶有輕微形開孔提供較好的錫膏釋放。臺階與陷凹臺階(relief step)的模板設(shè)計在一些情況中，模板可能要求臺階。一種情況是對密間距(fine- pitch)元件的向下臺階區(qū)域。有一例子是，對所有元件為8-m

7、il厚 度的模板，20-mil間距的除外，它要求6mil的厚度。在模板上朝電路板這一面的陷凹臺階是模板中要求臺階的另一個例子。在板上有凸起或高點妨礙模板在印刷過程中的密封作用的 時候，陷凹臺階是所希望的。例子有條形碼' 測試通路孔和增加性的 蹤跡線。陷凹臺階的凹穴也用于兩次印刷(two-print)模板，它主要用 于混合技術(shù)要求或者通孔技術(shù)/表面貼裝或者表面貼裝/倒裝芯片。 在通孔技術(shù)/表面貼裝的情況，第一個模板用正常厚度的模板(6mil) 印刷所有的表面貼裝錫膏。第二個模板印刷所有通孔元件的錫膏。這 個模板通常是15-25mil厚，為通孔元件提供足夠的錫膏。陷凹臺 階(通常深)是在這

8、個 第二次印刷模板的朝板面上，在第一次印刷所 有表面貼裝錫膏的位置上。這個臺階防止通孔印刷期間抹掉表面貼 裝錫胃0要求模板上臺階的第三個例子是向上凸起的模板。一個例子是,一塊模板在所有位置都是6-mil的厚度，除了 CBGA區(qū)域的模板厚度為8 - mile另一個例子是，一塊模板是6mil的厚度， 除了一個邊緣通孔連接器的厚度為8-milo 6-mil厚區(qū)域的寬度應該至少和刮刀寬度一樣。結(jié)論當設(shè)計模板開孔時，在長度大于寬度的五倍時考慮寬深比，對 所有其它情況考慮面積比。隨著這些比率的減少并分別接近15或0.66,對模板孔壁的光潔度就要求更嚴厲，以保證良好的錫膏釋放。在選擇提供光滑孔壁的模板技術(shù)時應該小心。作為一般 規(guī)則，將模板開孔尺寸比焊盤尺寸減少