木森激光技术交流－金锄头文库

资源描述

《木森激光技术交流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《木森激光技术交流（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、木森激光技术交流 SMT STENCIL交流重点n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n重点介绍STENCIL工艺和设计n错漏之处，在所难免，恳请各位批评指正SMT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

2、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。一、SMT模板类型n化学蚀刻n激光切割n电铸成型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。1-1化学蚀刻化学蚀刻的不锈钢模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

3、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1-1化学蚀刻关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计nFILM制作精度n曝光量控制n側腐蚀控制和补偿n腐蚀液控制1-2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。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

4、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。1-2激光切割关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计n激光切割参数调校n激光灯管能量衰减控制1-3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

5、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。 1-3电铸成型关键工艺控制要素nSTENCIL开孔设计n基板图形制作精度n电沉积药液控制n厚度均匀性控制n基板剥离1-4工艺比较参数比较方法位置精度孔粗糙度开孔锥锥度最小开孔板厚范围围厚度误误差材料硬度生产产最小设计设计最大腐蚀蚀25 m3-4 mN0.25 mm0.25 mm3-5 mHV 420W 1.5T

6、T W/1.6激光10 m3-4 mY0.10m m0.50 mm3-5 mHV 420W 0.5TT W/1.4电电铸铸25 m1-2 mY0.15m m0.20 mm8-10 mHV 500W 0.8TT W/1.31-4工艺比较应用比较方法工艺艺特点最大优优点关键问键问题题交货货期价格应应用范围围市场场份额额腐蚀蚀复杂杂便宜开孔形状差较较快便宜低要求大间间距逐渐渐降低激光简单简单快、位置精度高孔壁质质量较电较电铸铸差最快较较便宜中高要求保持最大电铸电铸最复杂杂孔壁质质量好交期慢价格贵贵慢高超精细细间间距逐渐渐增长长1-5混合工艺腐蚀与激光 STEP

7、-DOWN STEP-UP 电抛光1-5混合工艺n局部减薄模板n用较厚模板印刷FP或 FP元件锡膏时应用n如用0.13-0.15厚模板 ,0.5 BGA处需减薄到0.1n减薄量一般不超过 0.05n“L”至少应大于0.1“n用电铸或腐蚀实现n一般常用B工艺 A、减薄在PCB接触面B、减薄在印刷面L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，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。Contact SideLaser LineStencilSqueegee Side毛刺、金属熔渣Squeegee

8、 SideContact Side孔壁零毛刺二、模板设计n设计依据n设计要素n数据形式n工艺方法选择n材料厚度选择n外框选择n印刷格式设计n开孔设计n常见SMT工艺缺陷分析n常见SMT锡膏印刷缺陷分析2-1设计依据1、理论依据n总原则：在保证足够锡量的情况下应使锡膏有效释放n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向和最小开孔的宽度方向n宽厚比(Aspect Ratio) : W/T1.5n面积比(Area Ratio) ：(LW)/ 2(L+W) T 0.66Aspect Ratio ：针对Fine-Pitch的QFP 、IC 等细长条装管脚类器件 Area Ratio：针

9、对0402，0201，BGA ，CSP之类的小管脚类器件2-1设计依据2、实际应用n印刷机：印刷机要求STENCIL外框，MARK点在哪面，印刷格式等nPCB：待装配PCB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？是否通孔元件使用SMT工艺？测试点是否开孔？n装配密度：装配密度越高对STENCIL要求越高n产品类别：产品装配质量要求越高对STENCIL 要求越高2-2设计要素n数据形式n工艺方法要求n材料要求n材料厚度要求n框架要求n印刷格式要求n开孔要求n其他工艺需求2-2设计要素1、数据形式nGERBER文件格式，RS-274D或RS-274Xn常用CAD软

10、件一般可由生产商进行格式转换。如ALEGRO，EAGLE，ECAM， PADS，PROTEL，ACAD，PCCAM， PCGERBER etc2-3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

12、0 - 0 2117 7448.6 2-3数据形式此数据中不包含D-CODE 。Table：下面列出一段普通GERBER RS-274D文件的描述 G90*省前零(LEADING ZERO) G71*省后零(TRAILING ZERO G01*不省零(LEADING 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);2-5材料厚度选择元件开口设计及对应钢片厚度表Table：一般的锡锡膏印刷模板的开口参考尺寸和模板建议议厚度。元件类型引脚间距焊盘

13、宽度焊盘长度开口宽度开口长度模板厚度PLCC 1.27mm 0.65mm 2.00mm 0.6mm 1.95mm 0.15-0.25mm QFP 0.635mm 0.35mm 1.50mm 0.30mm 1.45mm 0.15-0.18mm QFP 0.50mm 0.30mm 1.25mm 0.23mm 1.20mm 0.12-0.15mm QFP 0.40mm 0.25mm 1.25mm 0.18mm 1.20mm 0.10-0.12mm QFP 0.30mm 0.20mm 1.00mm 0.14mm 0.95mm 0.07-0.12mm 0402 N/A 0.50mm 0.65mm 0.45mm 0.60mm 0.12-0.15mm 0201 N/A 0.25mm 0.40mm 0.23mm 0.35mm 0.08-0.12mm BGA 1.27mm 0.80mm 0.75mm 0.15-0.20mm BGA 1.00mm 0.38mm 0.35mm 0.10-0.12m

展开阅读全文