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1、Stencil Aperture & DesignSMT STENCIL技术讲座内容:技术讲座内容:一、SMT STENCIL的发展二、STENCIL对SMT工艺的影响三、STENCIL制造工艺四、激光切割STENCIL设备五、STENCIL设计六、STENCIL制造主要环节七、常见STENCIL使用缺陷及控制办法八、STENCIL使用和储存九、木森STENCIL介绍十、木森激光企业介绍一、SMT STENCIL的发展的发展1、SMT的发展的发展2、SMD封装形式的发展封装形式的发展3、STENCIL的发展的发展4、SMT及及STENCIL相关的国际组织相关的国际组织SMT STENCIL的发
2、展的发展1-1、SMT的发展的发展1、SMT （Surface Mount Technology)介绍介绍SMT的历史：诞生：的历史：诞生：70年代广泛应用：年代广泛应用：80年代迅速增长：年代迅速增长：90年代稳步增长：目前年代稳步增长：目前SMT的优势：提高组装密度增强高频特性实现自动化生产的优势：提高组装密度增强高频特性实现自动化生产SMT 的发展的发展2、SMT和和THT占占PCBA的比重的比重0%20%40%60%80%100%120%70S80S90S2000S2010S0%20%40%60%80%100%120%70S80S90S2000S2010SSMTSMTTHTTHTTOT
3、ALTOTALSMT 的发展的发展3、SMT市场的发展市场的发展全球超过全球超过60000条条SMT线中国大陆大约有线中国大陆大约有5000条条SMT线目前全球以超过线目前全球以超过5%的速度年递增中国以超过的速度年递增中国以超过10%的速度年递增预计今后不到十年中国大陆的速度年递增预计今后不到十年中国大陆SMT线将翻番线将翻番SMT 的发展的发展1-2、SMD封装形式的发展1-2、SMD封装形式的发展1、SMD（Surface Mount Device) 介绍介绍?CHIP：SOT，MELF，0201，0402，0603?IC：SOP，SOJ，PLCC，QFP, FLIP-CHIP，TAB，
4、 BGA，BGA(CSP)，MCMSMT 的发展的发展1-2、SMD封装形式的发展2、SMD封装应用发展趋势封装应用发展趋势? 小型化、高密度、多引脚方向发展小型化、高密度、多引脚方向发展? 多种封装形式将长期在不同领域并存多种封装形式将长期在不同领域并存? 0402，0201将被广泛应用将被广泛应用? BGA，BGA等先进封装将迅速增长等先进封装将迅速增长? 多芯片组件多芯片组件MCM，直接芯片安装，直接芯片安装DCA（FC，TAB）等新技术将增长）等新技术将增长SMD 封装形式的发展封装形式的发展1-3、STENCIL的发展1、技术发展、技术发展? 制造工艺的发展：制造工艺的发展：?腐蚀腐
5、蚀STENCIL：最早的：最早的STENCIL?激光激光STENCIL：诞生在：诞生在90S，正广泛应用，正广泛应用?电铸电铸STENCIL：诞生在：诞生在90S，正被尖端应用，正被尖端应用? 使用材料的发展使用材料的发展?黄铜：质软，腐蚀工艺性好，使用至今黄铜：质软，腐蚀工艺性好，使用至今?不锈钢：合适的硬度和强度，被广泛应用不锈钢：合适的硬度和强度，被广泛应用?硬镍：用于电铸硬镍：用于电铸STENCILSTENCIL的发展的发展1-3、STENCIL的发展1-3、STENCIL的发展2、市场发展、市场发展?STENCIL市场需求状况市场需求状况全球：目前预计年需求90万片30%65%5%腐
6、蚀激光电铸国内：目前预计年需求7万片38%60%2%腐蚀激光电铸STENCIL的发展的发展111-3、STENCIL的发展? 今后五年国内STENCIL市场需求预测今后五年国内STENCIL市场需求预测0510152025（单位：万片）0510152025（单位：万片）合计77.78.59.410.511.5合计77.78.59.410.511.5电铸0.140.30.50.851.251.75电铸0.140.30.50.851.251.75激光4.24.755.3866.837.45激光4.24.755.3866.837.45腐蚀2.662.652.622.552.422.320012002
7、2003200420052006腐蚀2.662.652.622.552.422.3200120022003200420052006STENCIL的发展的发展1-4、SMT及STENCIL相关的国际组织1-4、SMT及STENCIL相关的国际组织ISO (the International Organization for Standardization)IEC (International Electro-technical Commission)ANSI (American National Standards Institute)EIA (Electronic Industries All
8、iance)IPC (The Institute for Interconnecting and Packaging electronic Circuits)ASME (American Society of Mechanical Engineers)IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)SMT及及STENCIL相关的国际组织相关的国际组织二、STENCIL对SMT工艺的影响二、STENCIL对SMT工艺的影响1、SMT基本工艺基本工艺2、常见、常见SMT工艺缺陷分析工艺缺陷分析3、常见、常见SMT锡膏印刷缺陷分析锡膏印
9、刷缺陷分析4、STENCIL对对SMT工艺缺陷的影响工艺缺陷的影响5、结论、结论STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-1、SMT基本工艺2-1、SMT基本工艺THT、SMT、THT和和SMT混合混合SMT基本工艺：焊膏印刷、贴片、回流焊关键工艺要素：基本工艺：焊膏印刷、贴片、回流焊关键工艺要素：?印刷：机器、参数、焊膏、印刷：机器、参数、焊膏、STENCIL、刮刀（、刮刀（2P3S）?贴片：机器、程序贴片：机器、程序?回流焊：机器、温度曲线、焊膏回流焊：机器、温度曲线、焊膏STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:?
10、锡珠（锡珠（SOLDER BALL）? 桥连（桥连（BRIDGE）? 共面（共面（COMPLANATION）? 移位（移位（OFFSET）? 墓碑（墓碑（TOMBSTONE）? 润湿不良（润湿不良（UNDESIRABLE WETTING）? 焊点缺陷（焊点缺陷（SOLDER POINT DEFECT）? 焊锡太多或太少（焊锡太多或太少（SOLDER VOLUME FAULT）? 元件错（元件错（COMPONENTS FAULT）STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响1、锡珠（、锡珠（SOLDER BALLS）?PCB、元件可焊性差、元件可焊性差?焊膏移位或量过多焊膏移位或量过多?STEN
11、CIL脏脏?焊膏质量缺陷焊膏质量缺陷?过大的贴片力过大的贴片力?温度曲线设定不合理温度曲线设定不合理?环境、操作、传输等环境、操作、传输等2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2、桥连、桥连(BRIDGE）?焊锡在导体间的非正常连接焊锡在导体间的非正常连接?焊膏质量缺陷如过稀等焊膏质量缺陷如过稀等?焊膏移位或量过多焊膏移位或量过多?不合理温度曲线不合理温度曲线STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:3、共面（、共面（COMPLANATION）?元件脚不能与焊
12、盘正常接触元件脚不能与焊盘正常接触?元件脚损坏或变形元件脚损坏或变形STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:4、移位、移位(OFFSET)?元件焊脚偏离相应焊盘的现象元件焊脚偏离相应焊盘的现象?PCB焊盘不规则焊盘不规则?元件脚不规则元件脚不规则?印刷焊膏移位印刷焊膏移位?贴片移位贴片移位?回流工艺回流工艺?操作、传输等操作、传输等末端偏移侧面偏移侧面偏移STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:5、墓碑、墓碑(TOMBSTONE)?元件一头上翘，或元件立起元件
13、一头上翘，或元件立起?PCB焊盘设计不合理焊盘设计不合理?元件脚不规则元件脚不规则?印刷焊膏移位印刷焊膏移位?回流焊设备故障回流焊设备故障?其他原因如操作、传输等其他原因如操作、传输等STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:6、润湿不良、润湿不良(UNDESIRABLE WETTING)?焊锡润湿不充分、焊锡紊乱等现象焊锡润湿不充分、焊锡紊乱等现象?锡膏质量、印刷位置和回流工艺影响锡膏质量、印刷位置和回流工艺影响回流不完全不润湿半润湿焊锡紊乱STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常
14、见SMT工艺缺陷分析:7、焊点缺陷、焊点缺陷(SOLDER POINT DEFECT)?焊点处有裂纹、针孔、吹孔等现象焊点处有裂纹、针孔、吹孔等现象?锡膏质量缺陷锡膏质量缺陷?环境恶劣环境恶劣?回流缺陷回流缺陷裂纹吹孔针孔STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:8、焊锡太多或太少、焊锡太多或太少(SOLDER VOLUME FAULT)?焊锡量太多或太少焊锡量太多或太少? 印刷锡膏量印刷锡膏量? 回流工艺回流工艺? 可焊性可焊性焊锡太多焊锡太少STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、
15、常见SMT工艺缺陷分析:9、元件错、元件错(COMPONENT FAULT)?元件少放、放错、极性错等现象元件少放、放错、极性错等现象?贴片程序贴片程序?贴片机贴片机元件面方向错元件放错STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-2、常见SMT工艺缺陷分析:2-2、常见SMT工艺缺陷分析:?定位对齐（定位对齐（REGISTRATION）?塌落（塌落（SLUMP）?厚度（厚度（THICKNESS）?挖空（挖空（SCOOP）?圆顶（圆顶（DOME）?斜度（斜度（SLOPE）?锡桥（锡桥（PASTE BRIDGE）?边缘模糊（边缘模糊（NOT CLEAR EDGESSTENCIL对对SMT工艺的
16、影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:1、定位对齐（、定位对齐（REGISTRATION）?锡膏与锡膏与PAD的对位的对位?最大允许误差应小于最大允许误差应小于 PAD尺寸尺寸10%?STENCIL?PCB?PRINTERSTENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2、塌落（、塌落（SLUMP）?锡膏的塌陷锡膏的塌陷?最大不应超过最大不应超过PAD长或宽长或宽10%?锡膏粘度太低锡膏粘度太低?环境过热环境过热?印刷印刷/脱模速度太快脱模速度太快?过大振动或冲击过大振动或冲击S
17、TENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:3、厚度（、厚度（THICKNESS）?锡膏厚度不均匀锡膏厚度不均匀?最多允许最多允许15%?STENCIL厚度厚度?STENCIL变形变形?STENCIL安装安装?印刷速度太快印刷速度太快?脱模速度太快脱模速度太快STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:4、挖空（、挖空（SCOOP）?锡膏中间挖空锡膏中间挖空?挖空量不应超过最高到最低点的挖空量不应超过最高到最低点的15%?刮刀压力过大刮刀压力过大?刮刀刀
18、片太软刮刀刀片太软?开孔太大开孔太大STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:5、圆顶（、圆顶（DOME）?锡膏顶部呈圆形突起状锡膏顶部呈圆形突起状?最大不应超过印刷厚度的最大不应超过印刷厚度的15%?刮刀高度不当刮刀高度不当?刮刀压力不足刮刀压力不足STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:6、斜度（、斜度（SLOPE）?锡膏上表面呈斜面状锡膏上表面呈斜面状?最大应小于最高到最低点的最大应小于最高到最低点的15%?刮刀压力过大刮刀压力过大?锡膏粘
19、度过大锡膏粘度过大STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:7、锡桥（、锡桥（PASTE BRIDGE）?非连接非连接PAD之间锡膏的搭接现象之间锡膏的搭接现象?锡量过多锡量过多?STENCIL太厚或开孔太大太厚或开孔太大?STENCIL脏脏?锡膏粘度过低锡膏粘度过低STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:8、边缘模糊（、边缘模糊（NOT CLEAR EDGES）?锡膏边缘模糊，轮廓不清晰锡膏边缘模糊，轮廓不清晰?STENCIL孔粗糙孔粗糙?ST
20、ENCIL开孔形状不好开孔形状不好?STENCIL脏脏STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析:SMT工艺缺陷工艺缺陷1、SMT工艺缺陷原因鱼骨图工艺缺陷原因鱼骨图焊膏模板模板参数操作员环境PCB元件机器刮刀其他STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:2、STENCIL可能引起的可能引起的SMT工艺缺陷工艺缺陷?STENCIL厚度厚度?多孔或少孔多孔或少孔?开孔位置开孔位置?开孔尺寸开孔尺寸?孔壁形状孔壁形状?孔壁粗糙度孔壁粗
21、糙度锡珠桥连移位墓碑润湿不良焊锡太多或太少元件错锡珠桥连移位墓碑润湿不良焊锡太多或太少元件错STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:3、STENCIL引起缺陷的比重引起缺陷的比重?印刷引起的印刷引起的SMT缺陷超过缺陷超过60%?仅由仅由STENCIL引起的缺陷超过引起的缺陷超过35%机器一旦调试具有相对稳定性机器一旦调试具有相对稳定性锡膏一经选定具有相对稳定性锡膏一经选定具有相对稳定性PROFILE一旦设定不需经常变化一旦设定不需经常变化参数和程序易于调节和控制参数和程序易于调节和控制STENCI
22、L具有单一性、多变性、针对性和模具特性具有单一性、多变性、针对性和模具特性STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:4、 STENCIL对对SMT工艺改善的作用优秀的工艺改善的作用优秀的STENCIL能帮助您做到：能帮助您做到：?避免避免STENCIL自身不良带来的工艺缺陷自身不良带来的工艺缺陷?适应免清洗工艺的需要适应免清洗工艺的需要?改善改善PCB焊盘工艺设计不合理引起的工艺问题焊盘工艺设计不合理引起的工艺问题?改善锡膏润湿性不够引起的工艺问题改善锡膏润湿性不够引起的工艺问题?改善回流工艺中表面张
23、力不平衡引起的工艺缺陷改善回流工艺中表面张力不平衡引起的工艺缺陷?提高提高PCBA清洁度，增加可靠性清洁度，增加可靠性STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响:?STENCIL是引起是引起SMT工艺缺陷的关键要素工艺缺陷的关键要素?选择合适的选择合适的STENCIL可改善可改善SMT工艺质量工艺质量?STENCIL设计应既符合一般通用规范又充分考虑不同的工艺环境设计应既符合一般通用规范又充分考虑不同的工艺环境STENCIL对对SMT工艺的影响工艺的影响2-5、结论2-5、结论1、STENCIL的分类的
24、分类2、腐蚀（、腐蚀（ETCH）工艺介绍）工艺介绍3、激光（、激光（LASER）工艺介绍）工艺介绍4、电铸（、电铸（ELECTROFORM）工艺介绍）工艺介绍5、混合（、混合（HYBRID）工艺介绍）工艺介绍6、主要工艺方法的比较、主要工艺方法的比较7、其他应用工艺、其他应用工艺STENCIL的制造工艺的制造工艺? 按用途分：印锡模板、印胶模板、按用途分：印锡模板、印胶模板、BGA返修模板、返修模板、BGA植球模板植球模板? 按工艺分：腐蚀模板、激光模板、电铸模板、混合技术模板按工艺分：腐蚀模板、激光模板、电铸模板、混合技术模板? 按材料分：不锈钢模板、黄铜模板、硬镍模板、高聚物模板按材料分：
25、不锈钢模板、黄铜模板、硬镍模板、高聚物模板3-1、STENCIL的分类:3-1、STENCIL的分类:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、基本工艺介绍基本工艺介绍? 工艺流程如右图工艺流程如右图? 图例：图例：3-2、腐蚀（ETCH）工艺:3-2、腐蚀（ETCH）工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺2、关键工艺控制要素、关键工艺控制要素? STENCIL开孔设计开孔设计? FILM制作精度制作精度? 曝光量控制曝光量控制? 側腐蚀控制和补偿側腐蚀控制和补偿? 腐蚀液控制腐蚀液控制3-2、腐蚀（ETCH）工艺:3-2、腐蚀（ETCH）工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、基本工艺介绍
26、、基本工艺介绍? 工艺流程如右图工艺流程如右图? 图例：图例：3-3、激光（LASER）工艺:3-3、激光（LASER）工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺2、关键工艺控制要素关键工艺控制要素? STENCIL开孔设计开孔设计? 激光切割参数调校激光切割参数调校? 激光灯管能量衰减控制激光灯管能量衰减控制3-3、激光（LASER）工艺:3-3、激光（LASER）工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、基本工艺介绍、基本工艺介绍? 工艺流程如右图工艺流程如右图? 图例：图例：3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺:3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺:STENCIL的制造工艺的
27、制造工艺2、关键工艺控制要素、关键工艺控制要素? STENCIL开孔设计开孔设计? 基板图形制作精度基板图形制作精度? 电沉积药液控制电沉积药液控制? 厚度均匀性控制厚度均匀性控制? 基板剥离基板剥离3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺:3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺? 腐蚀与激光腐蚀与激光? 腐蚀与电铸腐蚀与电铸?激光与电铸激光与电铸?腐蚀、激光、电铸腐蚀、激光、电铸3-5、混合（HYBRID）工艺介绍:3-5、混合（HYBRID）工艺介绍:STENCIL的制造工艺的制造工艺? 参数比较参数比较W 0.8TW 0.5TW 1.5T生产最小
28、生产最小YYN开孔锥度开孔锥度T W/1.3HV5008-10m 0.20mm0.15mm1-2m25m电铸电铸T W/1.4HV4203-5m 0.50mm0.10mm3-4m10m激光激光T W/1.6HV4203-5m 0.25mm0.25mm3-4m25m腐蚀腐蚀设计最大设计最大材料硬度材料硬度厚度误差厚度误差板厚范围板厚范围最小开孔最小开孔孔粗糙度孔粗糙度位置精度位置精度方法方法3-6、主要工艺方法的比较:3-6、主要工艺方法的比较:STENCIL的制造工艺的制造工艺? 应用比较应用比较逐渐增长超精细间距高慢交期慢价格贵逐渐增长超精细间距高慢交期慢价格贵孔壁质量好孔壁质量好最复杂最复
29、杂电铸电铸保持最大保持最大中高要求较便宜中高要求较便宜最快最快孔壁质量较电铸差孔壁质量较电铸差快、位置精度高快、位置精度高简单简单激光激光逐渐降低低要求大间距逐渐降低低要求大间距便宜便宜较快开孔形状差较快开孔形状差便宜便宜复杂复杂腐蚀腐蚀市场份额市场份额应用范围应用范围价格价格交货期交货期关键问题关键问题最大优点最大优点工艺特点工艺特点方法方法3-6、主要工艺方法的比较:3-6、主要工艺方法的比较:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、FLIP-CHIP STENCIL2、BGA、 BGA植球或维修植球或维修STENCIL3、STEP-DOWN STENCIL4、STEP-UP STENCIL
30、5、RELIEF-ETCH STENCIL6、 CAP STENCIL7、ELECTRO-POLISH STENCIL8、电镀、电镀Ni STENCIL9、通孔元件回流焊用、通孔元件回流焊用STENCIL10、高聚物（、高聚物（POLYMER）STENCIL3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、FLIP-CHIP STENCIL? 介绍介绍? 用于用于FLIP-CHIP，印刷焊膏、助焊剂或导电树脂，印刷焊膏、助焊剂或导电树脂? 可用腐蚀、激光或电铸三种工艺制造可用腐蚀、激光或电铸三种工艺制造? 例如：例如：4 Mil Pitch 2Mil Apert
31、ures，1-2Mil Thick Foil，激光或电铸，激光或电铸8 Mil Pitch 4Mil Apertures，2Mil Thick Foil，激光或电铸，激光或电铸16 Mil Pitch 8Mil Apertures，3-4Mil Thick Foil，激光或腐蚀，激光或腐蚀3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺? 应用工艺应用工艺? 3Mil Thick Laser-Cut Flip Chip Stencil? 7Mil Thick Hybrid Stencil? Relief Etch 4 Mil Thickon The Bottom
32、of The Hybrid StencilSolder PasteConductive EpoxyConductive EpoxySolder PasteSolder PasteSolderSolder PasteFluxSolder2nd Print SMT series1st Print Flip Chip SiteFlip Chip Type3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺2、 BGA、 BGA植球或维修植球或维修STENCIL3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺3、STEP-DOWN STENCIL
33、A、减薄在、减薄在PCB接触面接触面B、减薄在印刷面、减薄在印刷面?局部减薄模板局部减薄模板?用较厚模板印刷用较厚模板印刷FP或或FP元件锡膏时应用元件锡膏时应用?如用如用0.13-0.15厚模板厚模板,0.5 BGA处需减薄到处需减薄到0.1?减薄量一般不超过减薄量一般不超过0.05?“L”至少应大于至少应大于0.1?用电铸或腐蚀实现用电铸或腐蚀实现?一般常用一般常用B工艺工艺L3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺4、STEP-UP STENCILA、加厚在印刷面、加厚在印刷面B、加厚在、加厚在PCB接触面接触面?局部加厚模板局部加厚模板?较薄模板印
34、刷较大间距或需较多锡膏时应用较薄模板印刷较大间距或需较多锡膏时应用?如用如用0.15模板模板,在在CBGA处需加厚到处需加厚到0.2?加厚量一般不超过加厚量一般不超过0.05?“L”至少应大于至少应大于0.1?用电铸或腐蚀实现用电铸或腐蚀实现?一般常用一般常用A工艺工艺L3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺5、RELIEF-ETCH STENCIL?底部局部腐蚀掏空模板底部局部腐蚀掏空模板?For A Bar Code Label,0.08 Relief?For Raised Test Via,0.05-0.08 Relief?For Flip-Chi
35、p,1mil Above FC stencil Thick Relief?For Through-hole Stencil,0.3mm Relief3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺6、CAP STENCIL?模板上部装保护罩模板上部装保护罩?For COB Applications?机械方法或电铸制作机械方法或电铸制作3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺7、 ELECTRO-POLISH STENCILEtch StencilLaser Stencil?为改善腐蚀和激 光为改善腐蚀和激 光STENCIL之孔
36、 壁质量之孔 壁质量?辅助后处理工艺辅助后处理工艺3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺8、 电镀、 电镀Ni STENCIL? 为改善腐蚀或激光为改善腐蚀或激光STENCIL之孔壁质量之孔壁质量? 低于低于16MIL间距时可考虑应用间距时可考虑应用? 目前较少应用（工艺、价格）目前较少应用（工艺、价格）3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺9、通孔元件回流焊用、通孔元件回流焊用STENCIL?Overprint Stencil?Overprint Step Stencil?Two Print Stencil3-7
37、、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺9、通孔元件回流焊用、通孔元件回流焊用STENCIL? Overprint Stencil?能保证通孔有足够的锡膏量时使用能保证通孔有足够的锡膏量时使用?例如：例如：2.5mm间距连接器，间距连接器，1.1mm孔径，孔径，0.9mm元件脚直径，元件脚直径，1.2mmPCB厚时， 采用厚时， 采用0.15mm厚，开孔厚，开孔2.25.1mm STENCIL可满足要求可满足要求3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺9、通孔元件回流焊用、通孔元件回流焊用STENCIL? Overprint
38、 Step Stencil?要求在通孔及其焊盘位有较多锡膏量时使用要求在通孔及其焊盘位有较多锡膏量时使用?例如例如:PCB厚超过厚超过68mil,孔径大于孔径大于55mil,元件脚小于元件脚小于25mil时时?上上STEP更适合橡胶刮刀更适合橡胶刮刀,下下STEP更适合钢刮刀更适合钢刮刀3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺9、通孔元件回流焊用、通孔元件回流焊用STENCIL? Two Print Stencil?要求在通孔及其焊盘位有最多锡膏量时使用要求在通孔及其焊盘位有最多锡膏量时使用?Stencil For SMD第一次印刷第一次印刷?Stenci
39、l For THD第二次印刷第二次印刷?THD Stencil应有至少应有至少0.25mm Relief-Etch?THD Stencil一般一般0.4-0.75mm厚厚THDSMD3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺10、POLYMER STENCIL? By Laser Cutting? 能获得好的孔壁质量能获得好的孔壁质量? 应用未能普及，可能因为：应用未能普及，可能因为：? 表面过于光滑表面过于光滑? 有过大的延展性有过大的延展性3-7、其他应用工艺:3-7、其他应用工艺:STENCIL的制造工艺的制造工艺1、激光切割技术的发展激光切割技术的发
40、展2、激光切割设备的制造供应、激光切割设备的制造供应3、激光切割原理和特点、激光切割原理和特点4、国内主要设备性能对照、国内主要设备性能对照5、设备新功能介绍、设备新功能介绍激光切割激光切割STENCIL设备设备1、设备技术的发展、设备技术的发展? 1993年，激光开始用于年，激光开始用于SMT STENCIL制造制造? 设备技术的发展主要在以下几个方面设备技术的发展主要在以下几个方面?激光频率越来越高激光频率越来越高?X/Y精度越来越高精度越来越高?有效切割面积越来越大有效切割面积越来越大?速度越来越快速度越来越快?控制功能越来越完备控制功能越来越完备? 将来，将来，UV激光有可能取代激光有
41、可能取代YAG激光激光激光切割激光切割STENCIL设备设备4-1、激光切割技术的发展:4-1、激光切割技术的发展:2、工艺技术的发展、工艺技术的发展? MARK点切割非常方便可行点切割非常方便可行? 可方便实现补孔或扩孔可方便实现补孔或扩孔? 用用Turbo-Cut切割圆孔，速度和精度更高切割圆孔，速度和精度更高? 可选择自动上可选择自动上/下料下料? 增加后处理工艺，改善孔壁质量增加后处理工艺，改善孔壁质量? 组合腐蚀和电铸技术，各施所长组合腐蚀和电铸技术，各施所长激光切割激光切割STENCIL设备设备4-1、激光切割技术的发展:4-1、激光切割技术的发展:? 目前全球有生产设备目前全球有
42、生产设备200台左右，国内台左右，国内12台左右台左右? 设备制造商有德国设备制造商有德国LPKF，美国，美国LUMONICS，美国，美国DLI等公司。等公司。? 其中其中LPKF占有绝对市场份额，国内设备几乎全部来自占有绝对市场份额，国内设备几乎全部来自LPKF? 国内主要设备型号：国内主要设备型号：SL600 500，SL600，SL600HS，SL800HS激光切割激光切割STENCIL设备设备4-2、激光切割设备的制造供应:4-2、激光切割设备的制造供应:1、原理、原理激光源激光源45度镜聚焦凸镜不锈钢片度镜聚焦凸镜不锈钢片?激光灯激发激光灯激发YAG激光发生器产生脉冲激光激光发生器产
43、生脉冲激光?激光经过放大后经激光经过放大后经45度镜折射度镜折射?折射后激光经凸透镜聚焦折射后激光经凸透镜聚焦?不锈钢片吸收激光后，局部能量急剧上升进而被熔化不锈钢片吸收激光后，局部能量急剧上升进而被熔化激光切割激光切割STENCIL设备设备4-3、激光切割原理和特点:4-3、激光切割原理和特点:2、特点、特点? 高位置精度。高位置精度。CAD-CUTTING? 自然锥度自然锥度4-9。便于焊膏释放。便于焊膏释放? 激光切割唇。保护与隔离激光切割唇。保护与隔离正常聚焦正常聚焦改变焦距可改变锥度改变焦距可改变锥度激光切割唇示意图激光切割激光切割唇示意图激光切割STENCIL设备设备4-3、激光切
44、割原理和特点:4-3、激光切割原理和特点:标准标准标准标准可选可选无无CCD Camera闭环闭环闭环闭环开环开环开环开环能量控制能量控制优优优优中中差差综合性能综合性能标准标准标准标准可选可选无无Turbo Cut高高高高中中差差位置精度位置精度快快快快中中慢慢移动速度移动速度线形电机线形电机线形电机线形电机直流伺服直流伺服步进电机步进电机驱动系统驱动系统5k Hz YAG5k Hz YAG1k Hz YAG1k Hz YAG激光系统激光系统SL800HSSL600HSSL600SL600 500比较项目比较项目激光切割激光切割STENCIL设备设备4-4、国内主要设备性能对照:4-4、国内
45、主要设备性能对照:1、CCD CAMERAL2、X/Y线性电机驱动系统线性电机驱动系统3、高频激光及控制系统、高频激光及控制系统4、TURBO-CUT5、电动控制激光束放大器、电动控制激光束放大器6、在线检测、在线检测激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:1、CCD CAMERA? STENCIL维修，如补孔、扩孔维修，如补孔、扩孔?切割中断后重新开始切割中断后重新开始?印刷面印刷面MARK点切割点切割?在线检测功能在线检测功能激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:2、X/Y线性电机驱动系统
46、线性电机驱动系统? 速度快可达速度快可达250mm/s? 精度高可达精度高可达3m? 精度稳定性好磁悬浮免磨损精度稳定性好磁悬浮免磨损激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:3、高频激光及控制系统、高频激光及控制系统? 改善孔壁质量。粗糙度可达改善孔壁质量。粗糙度可达3m以内以内? 能量输出闭环稳定控制。可不计激光灯衰减能量输出闭环稳定控制。可不计激光灯衰减? 提高切割速度提高切割速度激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:4、TURBO-CUT? 控制两个玻璃体的旋转而引起激光束的旋转控制两个
47、玻璃体的旋转而引起激光束的旋转? 速度更快，圆度更高速度更快，圆度更高? 可切割范围可切割范围70m-800m? 切割速度可高达每小时切割速度可高达每小时25000个点个点? 主要用于切割主要用于切割BGA、 BGA圆孔圆孔1-聚焦凸镜聚焦凸镜 2-圆弧轨迹圆弧轨迹 3-旋转玻璃体旋转玻璃体 4-激光束激光束34激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:5、电动控制激光束放大器、电动控制激光束放大器?可程序设定焦点高度可程序设定焦点高度?方便控制开孔形状和锥度方便控制开孔形状和锥度改变激光束的入射角可移动激光焦距改变激光束的入射角可移动激光焦距1
48、-聚焦凸镜聚焦凸镜2-切割材料切割材料3-激光焦点激光焦点激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:6、在线检测、在线检测?在线检测在线检测X/Y坐标坐标?可预先编程，切割后自动检测数据可预先编程，切割后自动检测数据激光切割激光切割STENCIL设备设备4-5 、设备新功能介绍:4-5 、设备新功能介绍:1、设计依据、设计依据2、设计要素、设计要素3、数据形式、数据形式4、工艺方法选择、工艺方法选择5、材料选择、材料选择6、材料厚度选择、材料厚度选择7、外框选择、外框选择8、印刷格式设计、印刷格式设计9、开孔设计、开孔设计10、案例分析、案例分析
49、11、其他工艺要求设计、其他工艺要求设计STENCIL 设计设计1、理论依据、理论依据? 总原则：在保证足够锡量的情况下应使锡膏有效释放总原则：在保证足够锡量的情况下应使锡膏有效释放? 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? 宽厚比宽厚比(Aspect Ratio) : W/T1.5? 面积比面积比(Area Ratio) ：(L W)/ 2(L+W) T 0.66STENCIL 设计设计5-1 、设计依据:5-1 、设计依据:2、实际应用、实际应用? 印刷机：印刷机要求印刷机：印刷
50、机要求STENCIL外框，外框，MARK点在哪面，印刷格式等点在哪面，印刷格式等? PCB：待装配：待装配PCB要求哪些需开孔，哪些不需要要求哪些需开孔，哪些不需要? 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？工艺？测试点是否开孔？? 装配密度：装配密度越高对装配密度：装配密度越高对STENCIL要求越高要求越高? 产品类别：产品装配质量要求越高对产品类别：产品装配质量要求越高对STENCIL要求越高要求越高STENCIL 设计设计5-1 、设计依据:5-1 、设计依据:常见印刷机对STENCIL
51、要求一览表常见印刷机对STENCIL要求一览表N/A20 20 VMP20AVPCB Side20 20 AVX400PCB Side29 29 MSP-1826Affiliated PCB Side29 29 AVX500N/A12 12 ForslundCrystal MarkN/A20 20 VMP20MVQuadPCB Side29 29 9800DehaartSqueegee Sd550 650SP22P-M29 29 PreTEK IISqueegee Sd1000 850SPP-5 XLPanasonicPCB Side30 32 PreTEK I-4000SSqueegee S
52、d800 580GSP-3-4000N/A20 20 PretTEK I-4000MTransition Automation650 680GP-641EN/A650 550SANYOPCB Side650 910GP-551EFUJIN/A650 550KS-1700JUKIUP3000N/A23 23 YAMAHAUP2000PCB Side550 650NK850MINAMIAP HiPCB Side29 29 EKRAAP2729 36 483P3PCB Side29 29 AP25SQ12/20 1616PD/256PN/A23 23 SPM29 36 2020N/A20 20 SP
53、200MPM29 38 2430BAMDEK28829 44 2436BAMPCB Side29 29 DEK26529 52 2444BAMDEK26029 29 SL2220DEK249N/A24 24 2220 PTVSMTechN/A23 23 DEK248DEKMARK点点STENCIL外框规格印刷机型号印刷机品牌外框规格印刷机型号印刷机品牌MARK点点STENCIL外框规格印刷机型号印刷机品牌外框规格印刷机型号印刷机品牌2、设计要素、设计要素? 数据形式数据形式?工艺方法要求工艺方法要求?材料要求材料要求?材料厚度要求材料厚度要求?框架要求框架要求?印刷格式要求印刷格式要求?开孔要
54、求开孔要求?其他工艺需求其他工艺需求STENCIL 设计设计5-2 、设计要素:5-2 、设计要素:1、数据传输、数据传输? “数据数据”包括包括PCB、制做要求文本、制做要求文本、CAD文件、文件、FILM等等STENCIL相关文件相关文件? 数据传输可分别用：数据传输可分别用：MODEM、EMAIL、FTP、DISKS、FAX等方式等方式? 常常软件采用常常软件采用EMAIL方式，硬文本用方式，硬文本用FAX或其他方式或其他方式STENCIL 设计设计5-3 、 数据形式:5-3 、 数据形式:2、软数据格式、软数据格式? GERBER文件格式，文件格式，RS-274D或或RS-274X?
55、 常用常用CAD软件一般可由生产商进行格式转换。如软件一般可由生产商进行格式转换。如ALEGRO，EAGLE，ECAM，PADS，PROTEL，ACAD，PCCAM，PCGERBER etc? 标准标准GERBER格式应定义两个方面的内容：格式应定义两个方面的内容：? X/Y DATA? APERTURE LISTSTENCIL 设计设计5-3 、 数据形式:5-3 、 数据形式:RDELIVERYRRGLUERRRCAPRRSTEPRRCOSTRRRRRRFLIP-CHIPRRMARKRRRBGA腐蚀加电铸激光加电铸腐蚀加电铸激光加电铸RRR0.3-0.4PRRR0.4-0.5PRR0.5-
56、0.635PRR0.65P激光加腐蚀激光加抛光电铸激光腐蚀应用要求激光加腐蚀激光加抛光电铸激光腐蚀应用要求STENCIL 设计设计5-4 、 工艺方法选择:5-4 、 工艺方法选择:? 腐蚀法：黄铜或不锈钢腐蚀法：黄铜或不锈钢? 激光法：不锈钢激光法：不锈钢?电铸法：硬电铸法：硬Ni?混合法：不锈钢或硬混合法：不锈钢或硬NiSTENCIL 设计设计5-5 、 材料选择:5-5 、 材料选择:0.090.10-0.69-0.92N/A0.075-0.125Q0.28Q0.28D0.30D0.300.50BGA胶水胶水STENCIL厚度选择：一般在厚度选择：一般在0.15-0.30mm, 典型厚度
57、在典型厚度在0.20mm，依元件大小与中间间隙适当调整常见元件用，依元件大小与中间间隙适当调整常见元件用STENCIL厚度建议表厚度建议表0.1200.125-0.67-0.78N/A0.115-0.135Q0.35Q0.35D0.38D0.381.00BGA0.150.175-0.93-1.25N/A0.15-0.20D0.75D0.75D0.80D0.801.25BGA0.090.10-0.66-0.89N/A0.075-0.100.350.230.400.25N/A02010.1200.125-0.84-1.00N/A0.125-0.150.600.450.650.50N/A04020.
58、100.10-0.65-0.861.5-2.00.075-.1250.950.151.000.200.30QFP0.1200.125-0.68-0.861.6-2.00.1-0.1251.200.201.250.250.40QFP0.1250.15-0.69-0.831.7-2.00.125-0.151.200.251.250.30.50QFP0.150.1750.1750.71-0.831.7-2.00.15-0.1751.450.301.500.350.65QFP0.20.20.2-0.250.88-1.482.3-3.80.15-0.251.950.602.000.651.25PLCCE
59、FLaserETCHArea RAspt RThicknessApt LApt WPad LPad WPitchPart1、满足理论依据；、满足理论依据；2、以最小开孔和最小间距元件为考虑重点兼顾其他，必要时考虑、以最小开孔和最小间距元件为考虑重点兼顾其他，必要时考虑STEP设计；设计；3、工艺方法不同，建议的厚度也有所不同、工艺方法不同，建议的厚度也有所不同设计原则设计原则STENCIL 设计设计5-6 、 材料厚度选择:5-6 、 材料厚度选择:? 设计要求设计要求:外框选择必须符合所用印刷机要求。具体参见常见印刷机对外框选择必须符合所用印刷机要求。具体参见常见印刷机对STENCIL要求一
60、览表要求一览表? 分类分类:根据安装形式外框分为固定外框、活动外框及半活动外框；根据材料不同一般有铝型材、铸铝、铸钢及不锈钢型材；根据安装形式外框分为固定外框、活动外框及半活动外框；根据材料不同一般有铝型材、铸铝、铸钢及不锈钢型材；? 应用应用:以固定铝型材使用最广以固定铝型材使用最广? 技术要求技术要求: ? 良好的平面度，底面平面度? 良好的平面度，底面平面度1mm? 具有良好的硬度和强度? 固定框粘接面应清洁，粗糙? 具有良好的硬度和强度? 固定框粘接面应清洁，粗糙STENCIL 设计设计5-7 、 外框选择:5-7 、 外框选择:1、活动外框、活动外框? 优点：减少储存空间优点：减少储
61、存空间,减少订单成本减少订单成本,缩短交期缩短交期? 缺点：操作、清洗麻烦，平整度及张力均匀性难以保持缺点：操作、清洗麻烦，平整度及张力均匀性难以保持? 气动夹紧和机械夹紧两种形式气动夹紧和机械夹紧两种形式STENCIL 设计设计5-7 、 外框选择:5-7 、 外框选择:2、固定外框、固定外框? 优点：使用、清洗方便，易于保证弹性、平整度及张力均匀性优点：使用、清洗方便，易于保证弹性、平整度及张力均匀性? 缺点：储存空间大，浪费材料，增加生产环节和订单成本缺点：储存空间大，浪费材料，增加生产环节和订单成本? 材料：有铝型材、铸铝、铸钢及不锈钢等材料：有铝型材、铸铝、铸钢及不锈钢等STENCI
62、L 设计设计5-7 、 外框选择:5-7 、 外框选择:3、半活动外框、半活动外框? 优点：节省材料，清洗方便，能保证弹性、平整度及张力均匀性优点：节省材料，清洗方便，能保证弹性、平整度及张力均匀性? 缺点：操作较麻烦缺点：操作较麻烦STENCIL 设计设计5-7 、 外框选择:5-7 、 外框选择:? 印刷格式：印刷区域在整个印刷格式：印刷区域在整个STENCIL中的位置及方向中的位置及方向? 位置要求决定于印刷机的要求位置要求决定于印刷机的要求? 方向要求决定于用户自动生产线之工艺要求方向要求决定于用户自动生产线之工艺要求? 四周丝网区域至少应有四周丝网区域至少应有20mm以保证足够的张力
63、和弹性以保证足够的张力和弹性? 最边缘开孔到内粘接边应有最边缘开孔到内粘接边应有50mm以保证刮刀行程以保证刮刀行程? 请参见常见印刷机对请参见常见印刷机对STENCIL要求一览表要求一览表STENCIL 设计设计5-8 、 印刷格式设计:5-8 、 印刷格式设计:1、概述、概述2、开孔形状指导、开孔形状指导3、开孔尺寸指导、开孔尺寸指导4、CHIP件开孔设计件开孔设计5、 SOT开孔设计开孔设计6、MELF开孔设计开孔设计7、SOIC、PLCC、QFP开孔设计开孔设计8、BGA、BGA开孔设计开孔设计9、胶水模板开孔设计、胶水模板开孔设计STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9
64、、 开孔设计:1、概述、概述? 必须符合设计理论依据必须符合设计理论依据? 设计最关键的环节是尺寸、形状两要素设计最关键的环节是尺寸、形状两要素? 必须保证：有利于锡膏释放和脱模；有利于改善工艺缺陷必须保证：有利于锡膏释放和脱模；有利于改善工艺缺陷? 影响锡膏释放的三大要素是：宽厚比和面积比；孔壁几何形状；孔壁粗糙度影响锡膏释放的三大要素是：宽厚比和面积比；孔壁几何形状；孔壁粗糙度? 开孔设计须遵循一般通用规则，但须以现场工艺环境作为基础开孔设计须遵循一般通用规则，但须以现场工艺环境作为基础? 本节介绍开孔设计通用技术规则本节介绍开孔设计通用技术规则STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计
65、:5-9 、 开孔设计:2、开孔形状指导、开孔形状指导? 合适的孔壁锥度合适的孔壁锥度(4-9)有利于焊膏释放和脱模有利于焊膏释放和脱模? 圆角比直角有更好的脱模效果圆角比直角有更好的脱模效果? 设计目的皆是力图避免或改善诸如锡珠、桥连等工艺缺陷设计目的皆是力图避免或改善诸如锡珠、桥连等工艺缺陷? Aperture宽度减小应对称进行，以使锡膏居中宽度减小应对称进行，以使锡膏居中? Aperture长度减小应尽量在元件内侧以避免长度减小应尽量在元件内侧以避免“Underchip”锡珠锡珠STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:3、开孔尺寸指导、开孔尺寸指导? 开孔尺寸
66、应符合宽厚比和面积比公式开孔尺寸应符合宽厚比和面积比公式? 一般，一般，Aperture应略小于应略小于PAD尺寸以利于减少锡膏移位和减少锡珠尺寸以利于减少锡膏移位和减少锡珠? 0.8mm以上间距元件或其他需较多锡量元件开孔可按以上间距元件或其他需较多锡量元件开孔可按1:1? 小于小于0.12mm厚厚STENCIL时，开孔可考虑按时，开孔可考虑按1:1? BGA开孔尺寸应考虑大于开孔尺寸应考虑大于PADSTENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:SQ减少减少0.025 of DW/ R of Corner=SQ/4BGAD增加增加0.05-0.08mmOr 厚度厚度T=
67、0.2mmCeramic BGAD减少减少0.05mmPlastic BGAW减少减少0.03-0.08mmL减少减少0.05-0.13mmLead SMD修改指导修改指导元件类型元件类型元件开孔尺寸修改指导元件开孔尺寸修改指导STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:4A、CHIP件开孔尺寸设计件开孔尺寸设计L-0.06-0.16W-0.06-0.120.151: :11: :0.950.121.27 1.520805或以上或以上L-0.05-0.1W-0.05-0.080.151: :11: :0.950.120.75 0.7506030.03381.030.45
68、 0.600.1250.03251.410.50 0.650.100.50 0.6504020.00810.690.23 0.350.100.00751.030 25 0.400.0750.25 0.400201VolumeA/RApertureTVolumeA/RApertureTPADPartSTENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:4B、CHIP件开孔形状设计件开孔形状设计?主要为防止锡珠的产生主要为防止锡珠的产生?各处各处0.1mm圆角有助于锡膏印刷及圆角有助于锡膏印刷及STENCIL清洁清洁?常见设计如右所示常见设计如右所示?其他方式见次页其他方式见次页ST
69、ENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:以下为其他经常遇到的形状修改方式以下为其他经常遇到的形状修改方式5、 SOT开孔设计开孔设计SOT89STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:5、 SOT开孔设计开孔设计SOT252STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:5、 SOT开孔设计开孔设计其它其它SOT按面积的按面积的90%100%开口开口STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:6、MELF开孔设计开孔设计一般开一般开“C”形口并辅以四周倒圆角形口并辅以四周倒圆角STENCIL 设计设计
70、5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:7、SOIC、PLCC、QFP开孔设计开孔设计? X2=X1- 0.050.13，Y2=Y1- 0.030.08?R=0.10mm?当当Y10.65mm时，时，Y2/Y1一般在一般在0.450.55间间?应综合考虑间距及焊盘大小应综合考虑间距及焊盘大小STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:8、BGA、BGA开孔设计开孔设计0.690.920.0750.1250.28 0.300.50BGA0.670.780.1150.1350.35 0.381.00BGA0.931.250.150.20 0.75 0.801.25BGA
71、面积比范围面积比范围模板厚度范围模板厚度范围边长或直径边长或直径焊盘宽度焊盘宽度Pitch元件类型元件类型STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:9、胶水模板开孔设计、胶水模板开孔设计?胶水模板开孔一般位于元件中部且对称分布，常见开孔方式为双点或长槽胶水模板开孔一般位于元件中部且对称分布，常见开孔方式为双点或长槽?胶水模板一般使用激光法制作，既保证其有效开孔形状又获得经济性胶水模板一般使用激光法制作，既保证其有效开孔形状又获得经济性?下表是基于下表是基于8mil厚厚STENCIL之开孔设计建议方案之开孔设计建议方案STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9
72、 、 开孔设计:60130缩15%50115缩15%30150缩15%3050缩15%4075缩15%50600缩15%40300缩15%15100缩15%1050缩15%2060缩10%2050缩15%2040缩15%1218缩15%250,L50240,L50225,L50225,L50240,L35650,L120440,L70215,L200210,L30l225,L55220L50_601305011530150305040755060040300-2060 _6050303050-151025252212Melf CMelf BMelf ATan. CSOD80SO28SO14SO
73、T23SOT2321206080506030402开孔建议开孔建议STENCIL 设计设计5-9 、 开孔设计:5-9 、 开孔设计:1、减少、减少CHIP锡珠成功案例（一）锡珠成功案例（一）2、减少、减少CHIP锡珠成功案例（二）锡珠成功案例（二）3、减少、减少IC桥连成功案例桥连成功案例4、减少元件移位成功案例、减少元件移位成功案例5、减少润湿不良成功案例、减少润湿不良成功案例STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:1、减少、减少CHIP锡珠成功案例（一）锡珠成功案例（一）现象现象 0603元件锡珠较多原因分析元件锡珠较多原因分析? 焊膏活性大焊膏活性大?
74、焊点温度上升太快解决办法焊点温度上升太快解决办法 修改修改STENCIL开口形状开口形状1:1 缩小缩小90%结果结果? 锡珠下降至锡珠下降至600PPM以下以下STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:2、减少、减少CHIP锡珠成功案例（二）锡珠成功案例（二）现象现象 UnderChip锡珠严重原因分析锡珠严重原因分析? 元件下焊膏过多解决办法元件下焊膏过多解决办法 修改修改STENCIL开口形状结果开口形状结果? UnderChip锡珠基本杜绝锡珠基本杜绝STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:解决办法解决办法 修改修改STEN
75、CIL开口大小结果开口大小结果? 连锡现象减少连锡现象减少80%3、减少、减少IC桥连成功案例桥连成功案例现象现象 0.5Pitch QFP严重连锡原因分析严重连锡原因分析? 锡膏量多锡膏量多? 焊膏流动性较大焊膏流动性较大STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:解决办法解决办法 修改修改STENCIL开口大小结果开口大小结果? 偏移现象减少偏移现象减少70%以上以上4、减少元件移位成功案例、减少元件移位成功案例现象现象 有些有些CHIP元件轻微偏移原因分析元件轻微偏移原因分析? 焊点附近温度上升速度不一致焊点附近温度上升速度不一致?热气流影响热气流影响RF盖盖
76、RF盖盖STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:解决办法解决办法 修改修改STENCIL的的QFP开口结果开口结果?客户对使用效果非常满意客户对使用效果非常满意5、减少润湿不良成功案例、减少润湿不良成功案例现象现象 QFP连锡，修改后又出现空焊原因分析连锡，修改后又出现空焊原因分析?锡膏润锡性不够锡膏润锡性不够STENCIL 设计设计5-10 、 案例分析:5-10 、 案例分析:1、FIDUCIAL MARK设计设计2、拼板要求设计、拼板要求设计3、字符要求设计、字符要求设计4、特殊要求设计、特殊要求设计STENCIL 设计设计5-11 、 其他工艺要求设计:
77、5-11 、 其他工艺要求设计:1、FIDUCIAL MARK设计设计? 是否需要：是否需要：STENCIL与与PCB对位应用，用于自动印刷机对位应用，用于自动印刷机? 位置：应与位置：应与PCB上上MARK位置相对应，依据印刷机的不同来选择在位置相对应，依据印刷机的不同来选择在STENCIL之印刷面或之印刷面或PCB接触面，离接触面，离PCB边应有边应有5mm距离距离? 大小：一般选用大小：一般选用1.0-1.5mm直径大小的小圆点或小圆孔直径大小的小圆点或小圆孔? 工艺：常用激光半刻的方式一次成形，也可腐蚀通孔再涂黑胶工艺：常用激光半刻的方式一次成形，也可腐蚀通孔再涂黑胶STENCIL 设
78、计设计5-11 、 其他工艺要求设计:5-11 、 其他工艺要求设计:2、拼板要求设计、拼板要求设计? 多个单元图形或多个多个单元图形或多个PCB图形集成在一个图形集成在一个STENCIL上即为拼板上即为拼板? 单元图形拼板需提供单元图形单元图形拼板需提供单元图形GBR，图形数量，拼板方向及间距，图形数量，拼板方向及间距? 多个多个PCB图形拼板需提供各图形拼板需提供各PCB GBR，拼板方向及间距，拼板方向及间距? 若若GBR已经是拼板数据，则不需再设计已经是拼板数据，则不需再设计STENCIL 设计设计5-11 、 其他工艺要求设计:5-11 、 其他工艺要求设计:3、字符要求设计、字符要
79、求设计? 记录记录PCB型号、版本，型号、版本，STENCIL生产编号、厚度、生产日期等信息的字符是必要的生产编号、厚度、生产日期等信息的字符是必要的? 字符一般用腐蚀或激光半刻在字符一般用腐蚀或激光半刻在STENCIL印刷面，理想的情况是激光打标在外框上印刷面，理想的情况是激光打标在外框上STENCIL 设计设计5-11 、 其他工艺要求设计:5-11 、 其他工艺要求设计:4、特殊要求设计、特殊要求设计? 特殊应用：根据特殊应用：根据SMT工艺需要可考虑设计工艺需要可考虑设计STEP STENCIL，CAP STENCIL，ETCH-RELIEF STENCIL，BGA REWORK ST
80、ENCIL etc；? 特殊工艺：根据特殊工艺：根据SMT工艺需要可考虑设计工艺需要可考虑设计HYBRID STENCIL，POST-PROCESS etc；? 特别说明：如测试点是否开孔，独立特别说明：如测试点是否开孔，独立PAD位是否开孔等位是否开孔等STENCIL 设计设计5-11 、 其他工艺要求设计:5-11 、 其他工艺要求设计:1、客户交流及再设计、客户交流及再设计2、加工制造、加工制造3、后处理、后处理4、粘网、粘网5、检验及包装、检验及包装STENCIL 制造主要环节制造主要环节? 了解客户要求是了解客户要求是STENCIL制造的第一步制造的第一步? 根据客户要求及客户工艺状
81、况作出适合客户要求的再设计根据客户要求及客户工艺状况作出适合客户要求的再设计? 开孔设计是设计的重点也是难点开孔设计是设计的重点也是难点? 市场人员及工程人员的技术素质和经验至关重要市场人员及工程人员的技术素质和经验至关重要STENCIL 制造主要环节制造主要环节6-1 、 客户交流及再设计:6-1 、 客户交流及再设计:? 采用合适的加工手段确保设计要求得到满足采用合适的加工手段确保设计要求得到满足? 主要影响主要影响STENCIL好坏的几个重要因素：?开孔位置?开孔形状?开孔尺寸?孔壁形状?孔壁粗糙度好坏的几个重要因素：?开孔位置?开孔形状?开孔尺寸?孔壁形状?孔壁粗糙度STENCIL 制
82、造主要环节制造主要环节6-2 、 加工制造:6-2 、 加工制造:? 表面粗化处理：便于锡膏滚动印刷表面粗化处理：便于锡膏滚动印刷?孔壁精化处理：便于锡膏有效释放孔壁精化处理：便于锡膏有效释放STENCIL 制造主要环节制造主要环节6-3 、 后处理:6-3 、 后处理:? 粘网的好坏将直接影响印刷精度及粘网的好坏将直接影响印刷精度及STENCIL使用寿命使用寿命? 不低于不低于25Ncm的丝网张力及张力均匀性在的丝网张力及张力均匀性在5Ncm是基本要求是基本要求? 张力的均匀性和抗剥离、抗清洗的强度是粘网要考虑的重点要素张力的均匀性和抗剥离、抗清洗的强度是粘网要考虑的重点要素STENCIL
83、制造主要环节制造主要环节6-4 、 粘网:6-4 、 粘网:? 检验检验STENCIL是否符合设计要求是质量保证的关键是否符合设计要求是质量保证的关键? 检验要素应包括影响检验要素应包括影响STENCIL外观和使用的所有要素外观和使用的所有要素? 包装应与不同的运输方式相适应包装应与不同的运输方式相适应STENCIL 制造主要环节制造主要环节6-5 、 检验及包装:6-5 、 检验及包装:1、多孔或少孔、多孔或少孔2、锡膏印刷移位、锡膏印刷移位3、锡膏量过多或过少、锡膏量过多或过少4、锡膏释放不良、锡膏释放不良5、松网或脱网、松网或脱网6、寿命短、寿命短常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办
84、法使用缺陷及控制办法STENCIL原因：原因：?客户沟通不良客户沟通不良?设计失误设计失误控制办法：控制办法：?加强客户交流加强客户交流?加强设计准确性加强设计准确性常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-1 、 多孔或少孔:7-1 、 多孔或少孔:STENCIL原因：原因：?开孔位置偏开孔位置偏?丝网张力过低或不均匀丝网张力过低或不均匀控制办法：控制办法：?提高制造精度提高制造精度?改善粘网工艺改善粘网工艺常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-2 、 锡膏印刷移位:7-2 、 锡膏印刷移位:STENCIL原因：原因：?开孔大小不合适开孔大小不
85、合适?厚度选择不合适厚度选择不合适?印刷面太光滑印刷面太光滑控制办法：控制办法：?加强设计有效性加强设计有效性?提高制造精度提高制造精度?选择合适材料厚度选择合适材料厚度?粗化印刷面粗化印刷面常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-3 、锡膏量过多或过少 :7-3 、锡膏量过多或过少 :STENCIL原因：原因：?不好的孔壁形状不好的孔壁形状?孔壁太粗糙孔壁太粗糙?过低的宽厚比或面积比过低的宽厚比或面积比控制办法：控制办法：?改善工艺产生锥形孔壁形状改善工艺产生锥形孔壁形状?降低孔壁粗糙度降低孔壁粗糙度?合理设计厚度及开孔大小合理设计厚度及开孔大小常见常见STENCIL
86、 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-4 、 锡膏释放不良:7-4 、 锡膏释放不良:STENCIL原因：原因：?铝框、丝网或胶水材料缺陷铝框、丝网或胶水材料缺陷?粘接工艺缺陷粘接工艺缺陷?丝网张力过低或过大丝网张力过低或过大控制办法：控制办法：?选择合格铝框、丝网和胶水材料选择合格铝框、丝网和胶水材料?稳定控制粘接工艺稳定控制粘接工艺?严格控制丝网张力严格控制丝网张力常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-5 、 松网或脱网:7-5 、 松网或脱网:STENCIL原因：原因：?材料硬度不够材料硬度不够?粘网不可靠粘网不可靠控制办法：控制办法：?选择足够硬度材料选择
87、足够硬度材料?改善粘网工艺改善粘网工艺常见常见STENCIL 使用缺陷及控制办法使用缺陷及控制办法7-6 、 寿命短:7-6 、 寿命短:1、STENCIL包装、运输包装、运输2、STENCIL使用使用3、STENCIL清洁清洁4、STENCIL储存储存STENCIL 使用和储存使用和储存? 应在应在STENCIL开孔处覆保护膜开孔处覆保护膜? 使用纸箱或木箱包装使用纸箱或木箱包装? 运输时应防止挤压运输时应防止挤压? 通常由供应商送货或委托快递公司运输通常由供应商送货或委托快递公司运输STENCIL 使用和储存使用和储存8-1 、 STENCIL包装、运输:8-1 、 STENCIL包装、运
88、输:? 应轻拿轻放，注意防止机械损伤应轻拿轻放，注意防止机械损伤? 应确保应确保STENCIL可靠正确安装可靠正确安装? 合适的印刷刮刀压力，应不超过合适的印刷刮刀压力，应不超过25Kg? 应确保金属刮刀平整应确保金属刮刀平整? 采用正确的采用正确的STENCIL清洁方法清洁方法STENCIL 使用和储存使用和储存8-2 、 STENCIL使用:8-2 、 STENCIL使用:1、清洁的重要性和目的、清洁的重要性和目的? 在免洗工艺中，在免洗工艺中，STENCIL清洁成为复杂的多任务的必要工艺清洁成为复杂的多任务的必要工艺? 能否实现清洁印刷是引起能否实现清洁印刷是引起SMT工艺缺陷的关键，对
89、工艺缺陷的关键，对FP、FP尤为重要尤为重要? 清洁目的：印刷中除掉下表面残留的锡膏；除掉孔内残留的锡膏或胶水；除掉清洁目的：印刷中除掉下表面残留的锡膏；除掉孔内残留的锡膏或胶水；除掉STENCIL上上FLUX残留物。残留物。STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:2、清洁方法、清洁方法?手动擦试手动擦试?自动擦试自动擦试?超声波清洗超声波清洗?高压喷淋清洗高压喷淋清洗STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:3、手动擦试、手动擦试? 使用预浸过清洁剂的不起毛抹布手动擦试使用预
90、浸过清洁剂的不起毛抹布手动擦试? 一般用于模板下表面优点：一般用于模板下表面优点：?低成本低成本?安全易用缺点：?不能有效提供持续清洁?难以清洁孔内已干燥的锡膏?易损坏模板安全易用缺点：?不能有效提供持续清洁?难以清洁孔内已干燥的锡膏?易损坏模板STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:4、自动擦试、自动擦试? 自动印刷机中配有自动擦试功能，包括安全溶剂和无毛擦试纸自动印刷机中配有自动擦试功能，包括安全溶剂和无毛擦试纸? 擦拭频率决定于模板类型、元件间距、锡膏、擦拭频率决定于模板类型、元件间距、锡膏、PCB平面度等因素平面度等因素? 优
91、点：对清除下表面残留锡膏或胶水极有帮助；效率高；可在线操作；易于持续控制。优点：对清除下表面残留锡膏或胶水极有帮助；效率高；可在线操作；易于持续控制。? 缺点：对孔内已干燥的锡膏或胶水作用不大缺点：对孔内已干燥的锡膏或胶水作用不大STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:5、超声波清洗、超声波清洗? 利用超声波在水溶性和半水溶性溶剂中搅拌，利用机械力和化学力清除污垢利用超声波在水溶性和半水溶性溶剂中搅拌，利用机械力和化学力清除污垢? 超声波频率超声波频率40KHz左右左右? 工艺循环：超声波清洗，低压水喷洗，干燥工艺循环：超声波清洗，低
92、压水喷洗，干燥? 优点：清除孔内锡膏效果最佳优点：清除孔内锡膏效果最佳? 缺点：难以避免污垢的再沉积；需要缺点：难以避免污垢的再沉积；需要50C或以上温度操作或以上温度操作STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:5、超声波清洗、超声波清洗超声波及溶剂的热作用超声波清洗设备超声波及溶剂的热作用超声波清洗设备STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:6、高压喷淋清洗、高压喷淋清洗? 溶剂高压清洗（溶剂高压清洗（5-10Kg/cm）、水冲洗、干燥三个环节）、水冲洗、干燥三个环节? 优
93、点：对锡膏残留、胶水及优点：对锡膏残留、胶水及FLUX均有较好的清洁效果均有较好的清洁效果? 缺点：使用成本较高；喷淋系统易带来安全隐患缺点：使用成本较高；喷淋系统易带来安全隐患STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:6、高压喷淋清洗、高压喷淋清洗? 典型清洗流程典型清洗流程? WASH为闭环，为闭环，RINSE为开环为开环STENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:7、清洁溶剂、清洁溶剂? 选择原则：高溶解能力、低表面张力、高安全性选择原则：高溶解能力、低表面张力、高安全性?
94、常用清洁溶剂：常用清洁溶剂：?碱性水溶性溶剂：适合超声波或喷雾清洗但有弱腐蚀性碱性水溶性溶剂：适合超声波或喷雾清洗但有弱腐蚀性?酒精、乙醇、酒精、乙醇、2-丙烷、丙二醇乙二醇醚：适合自动擦拭或喷雾清洗但闪点低丙烷、丙二醇乙二醇醚：适合自动擦拭或喷雾清洗但闪点低? 国外许多公司有生产国外许多公司有生产STENCIL专用清洁剂：专用清洁剂：Petroferm,Alphametals,Zestron,Kyzen,SmartsonicSTENCIL 使用和储存使用和储存8-3 、 STENCIL清洁:8-3 、 STENCIL清洁:?储存前应对储存前应对STENCIL作彻底清洁处理作彻底清洁处理?无外框无外框STENCIL应竖挂在储存柜内应竖挂在储存柜内?有外框有外框STENCIL应立放或平放在分离货架内应立放或平放在分离货架内STENCIL 使用和储存使用和储存8-4 、 STENCIL储存:8-4 、 STENCIL储存:
