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#Pageof21Aperture即模板上的開(kāi)孔AspectRadio/AreaRadioAspectRadio(寬深比);開(kāi)孔寬度(W)/模板厚度(T)AreaRadio(面積比):焊盤(pán)開(kāi)孔面積/孔壁面積邊界即鋼片四周的絲網(wǎng),它可以是尼龍或是不銹鋼絲網(wǎng)蝕刻比例蝕刻比例=蝕刻深度/側(cè)蝕高度此參數(shù)在蝕刻模板中用來(lái)補(bǔ)償蝕刻時(shí)的側(cè)蝕量孔壁錐度模板開(kāi)口孔壁線(xiàn)與垂直線(xiàn)的夾角Fiducials即模板與PCB板重疊對(duì)位的參考點(diǎn)根據(jù)印刷機(jī)的對(duì)位系統(tǒng)不同,Mark點(diǎn)可做在印刷面或印刷面,并用黑膠填空以增強(qiáng)其對(duì)比度Foil即制作模板的薄片,可以是鋼片、鎳合金、銅片,也可以是高分子聚合物1.8Frame即固定/張緊薄片之鋁框通孔焊接即插件元器件的焊接工藝小BGA/CSP即中心間隙小于1mm的球形矩陣,當(dāng)元件封裝心尺寸不大于1.2倍的本體面積尺寸時(shí)又可稱(chēng)作CSP普通BGA中心間距大于等于1mm的球形矩陣Stepstncil同薄片上帶有不同厚度的臺(tái)階式模板1.1.13表面貼裝電子元器件與PCB焊盤(pán)表面的連接方式,而不是通過(guò)插孔的方式聯(lián)接1.1.14超細(xì)間距即表面貼裝元器件中元件引腳中心間距W0.4mm模板設(shè)計(jì)2.1模板數(shù)據(jù)2.1.1盡管模板制作方法多樣,但都需設(shè)計(jì)PCB板時(shí)的Gerber文件,客戶(hù)需制作模板時(shí),或通過(guò)Modem,FTP,E-mail或磁盤(pán)方式將文件傳送到光宏電子,如文件太大,將文件壓縮后傳送,客戶(hù)最好將傳給PCB制造商的Gerber文件一并傳送到光宏公司,以便我司根據(jù)實(shí)際SMT盤(pán)大小設(shè)計(jì)修改開(kāi)孔。
2.1.2Gerber格式GERBER有兩種格式:GERBER數(shù)據(jù)是所有PCBCAD系統(tǒng)可以生成的,可以被所有光繪圖機(jī)處理的文件可知式oGERBER格式是EIA標(biāo)準(zhǔn)RS-274D的子集.擴(kuò)展GERBER格式(GerberX)是EIA標(biāo)準(zhǔn)RS-274D格式的超集,又叫RS-274X。RS-274X增強(qiáng)了處理多邊形填充,正負(fù)圖組合和自定義D碼及其它功能。D碼文件(ASCII文件格式)定義了D碼的形狀、大小。minGERBER中帶GERBER中帶D碼GERBER中不帶D碼,只有坐標(biāo)位置表1.D碼(D-C0DE)與光圈(APERTURE)的對(duì)應(yīng)D碼光圈序號(hào)D碼光圈序號(hào)101201311221141232215134231614524171562518167261917827201892821191029227011722371127324可以看出從D10到D19是按正常順序排列的,緊跟在后面就是D70、D71,而D20被排到第13位。從D20到D29依次順延。到D30時(shí)光圈序號(hào)應(yīng)該是23,但是D72、D73被插到D30之前,值得提一下的是D3到D9是一種特殊碼,最早時(shí)是用來(lái)表示虛線(xiàn)、點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)等特殊段,現(xiàn)在已經(jīng)很少用到它們了。2.1.3文件格式文件格式中常有M:N以及文件坐標(biāo)系統(tǒng)小數(shù)點(diǎn)前的位數(shù)加上小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)一定要等于Gerber文件中最長(zhǎng)的數(shù)的位數(shù),如(2+3=5)M:N=3:2文件坐標(biāo)系統(tǒng)
省前零(LeadingZero)省后零(TrailingZero)都不?。↙eading&TrailingZeroPresent2.1.4文件層制作模板時(shí)須用到PCB的SolderPaste層,提供絲印層(也叫字符層)時(shí)可以辨認(rèn)元件的類(lèi)型,在設(shè)計(jì)模板時(shí)對(duì)某此特殊種類(lèi)焊盤(pán)進(jìn)行處理。如模板需Fiducial與PCB對(duì)位的話(huà),同樣要提供PCB的Fiducial.2復(fù)合模板當(dāng)在一張模板上制作多于一個(gè)圖形的模板時(shí)須指明兩個(gè)圖形間的相對(duì)位置,間距及到網(wǎng)框邊的距離等要求。2.3拼板反當(dāng)要制作一張拼板模板時(shí),須指明:A:拼板總數(shù)量B:X、Y方向的拼距大小C:圖形方向轉(zhuǎn)角當(dāng)圖形與網(wǎng)框須平行或重直擺放時(shí),須指明PCB是與網(wǎng)框長(zhǎng)對(duì)長(zhǎng),長(zhǎng)對(duì)短或相對(duì)于哪一邊旋轉(zhuǎn)多大角度2.4印錫模板開(kāi)孔設(shè)計(jì)2.4.1光宏電子積累多年模板經(jīng)驗(yàn),對(duì)不同封裝元件開(kāi)口設(shè)計(jì)總結(jié)如下:(單位:mm)封裝PITCH焊盤(pán)寬焊盤(pán)長(zhǎng)開(kāi)口寬開(kāi)口長(zhǎng)鋼片厚寬深比面積比PLCC1.270.652.000.601.950.15-0.252.3-3.80.88-1.48QFP0.650.351.500.31.450.15-0.1751.7-2.00.71-0.83QFP0.500.3000.125-0.151.7-2.00.69-0.83QFP0.4001.200.10-0.1251.6-2.00.68-0.86QFP0.300.201.000.150.950.075-0.1251.5-2.00.65-0.860402N/A0.500.650.450.600.125-0.15N/A0.84-1.000201N/A0.250.400.230.350.075-0.125N/A0.66-0.89BGA1.250.80C0.80C0.75C0.75C0.15-0.20N/A0.93-1.25MBGA1.000.38C0.38C0.35S0.35S0.115-0.135N/A0.67-0.78MBGA0.500.30C0.30C0.28S0.28S0.075-0.125N/A0.69-0.92FlipChip8-0.101.0FlipChip05-0.101.0FlipChip0.150.080.080.080.080.025-0.081.0須注意:1.假設(shè)UBGA焊盤(pán)非阻焊層MBGA開(kāi)口,當(dāng)邊長(zhǎng)0.35mm時(shí)圓角為0.075mmN/A表示只考慮面積比2.4.2開(kāi)口尺寸開(kāi)口尺寸及模板厚度決定了印膏量的多少,印刷時(shí)焊盤(pán)脫模難易程度決定于以下幾個(gè)因素:A:開(kāi)口面積/寬深比B:孔壁形狀C:孔壁光滑度面積比/寬深比模板開(kāi)口一般設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為:面積比±0.66,寬深比±1.66,當(dāng)開(kāi)口長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其寬度(如IC時(shí)),則需考慮其寬深比和面積比4.2.2開(kāi)口尺寸與焊盤(pán)尺寸對(duì)比通常開(kāi)口相對(duì)于焊盤(pán)有所減少,良好的開(kāi)孔修改及開(kāi)口形狀可提升印刷工藝回流能力及模板清洗,如適當(dāng)?shù)乜s小焊盤(pán)可大大降低板偏位、回流時(shí)錫球等不良,開(kāi)口四周帶圓角有利于鋼板清洗。2.4.3常見(jiàn)幾類(lèi)元件焊盤(pán)的修改帶引腳SMD元件修改(如IC.QFP等)一般是寬方向減少1.2-3.1mil,長(zhǎng)方向減少2.0-5.1mil塑料BGA一般圓孔直徑2mil陶瓷BGA一般將孔徑增加2-3.1mil或者將鋼片厚度加到0.2mm小BGA和CSP如開(kāi)口為正方形則邊長(zhǎng)比焊盤(pán)縮小1mil,四角帶圓倒角,一般邊長(zhǎng)為0.25mm時(shí),倒0.06mm半徑的圓,邊長(zhǎng)為0.35mm時(shí)倒0.075mm半徑的圓Chip元件電阻和電容對(duì)Chip元件,光宏電子在設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)用如下開(kāi)口形狀,可大大降低錫球不良:(防錫珠、橋接焊盤(pán)特殊處理)(1)0805.0603元器件處理方式(2)CN(PITCH=0.5mm)元器件處理方式3)其他元器件處理方式0=1n1n~~IMELF及小型MELF元件所有MELF及小MELF元件一般均采用C形開(kāi)口方式,如圖示:即焊盤(pán)縮小15%-20%后中央內(nèi)凹.隨著小間距QFP在PCBA中的應(yīng)用逐漸增多,廠(chǎng)商對(duì)模板的要求也越來(lái)越高,良好的開(kāi)孔設(shè)計(jì)和孔壁拋光可以使焊膏下模完全,焊量合適,避免少錫、多錫、橋接等缺陷。Pitch=0.5mm及Pitch=0.40mm模板光宏電子憑借其精密的激光切割和完美的電拋光后處理工藝,以及其專(zhuān)業(yè)化的開(kāi)孔設(shè)計(jì),將細(xì)間距模板做得盡善盡美。1.錯(cuò)位隔斷法2、細(xì)腰法Ultra-Pitch=0.3mm模板對(duì)于具有0.3mm超細(xì)間距的PCB,一般采用電鑄工藝模板,因其精密的開(kāi)孔尺寸和康好的脫模性能,可滿(mǎn)足其印刷要求。0402Chip元件0402器件易出現(xiàn)少錫、墓碑、錫珠等缺陷,光宏電子總結(jié)出一系列行之有效的開(kāi)孔2口2口□0.48mm的圓120*24mil及內(nèi)切2mil
4.20*24mil橢圓19*20mil長(zhǎng)方形內(nèi)切圓弧角4.20*24mil橢圓19*20mil長(zhǎng)方形內(nèi)切圓弧角D.0201Chip元件0201元件的印刷與CSP、微型BGA和倒裝芯片是同等重要的。0201工藝的關(guān)鍵因素包括模板厚度、開(kāi)孔的尺寸,錫膏類(lèi)型和要求的開(kāi)孔幾何形狀,一般面積比大于0.6對(duì)錫膏的釋放比較充分。在設(shè)計(jì)模板開(kāi)孔時(shí),對(duì)模板的長(zhǎng),寬及孔邊距離有比較高的要求,目前推薦使開(kāi)孔長(zhǎng)X寬=18milx11mil,孔邊間距9mil兩邊向外移0.5mil,當(dāng)然,目前制作0201模板可用電鑄模板,厚度常采用0.06-0.08mm.2.5印膠水模板開(kāi)口設(shè)計(jì)膠水網(wǎng)鋼片常采用0.15mm-0.20mm厚度,開(kāi)口常位開(kāi)元件焊盤(pán)間中心,如圖示:1.CHIP器伯常采用圓形或長(zhǎng)條形開(kāi)孔:A開(kāi)口寬度A=0.3-0.4L且Amax=1.2mm.A開(kāi)口寬度A=0.3-0.4L且Amax=1.2mm.L開(kāi)口直徑D且兩圓孔間隙為0.2mm.元件封裝0603080512061206以上直徑D(mm)0.350.550.81.0
2.IC、QFP、SOT2.IC、QFP、SOT等其他器件常也可用圓形或長(zhǎng)條形開(kāi)孔。開(kāi)口寬度A=0.3-0.4LL為上下焊盤(pán)間隙長(zhǎng)度為兩焊盤(pán)間距大小圓孔大小視QFP上下、左右焊盤(pán)間隙而定2.6混合技術(shù)貼裝與回流的模板設(shè)計(jì)2.6.1對(duì)于表面貼裝/通孔插件復(fù)合裝配需回流焊接的PCB,需要印刷足夠焊膏以便回流后焊膏能填滿(mǎn)通孔并且在插腳四周形成合理的圓角,此模板技術(shù)將不需要波峰焊接或手工焊接通孔元件工藝。設(shè)計(jì)此類(lèi)模板時(shí)要考慮通孔元件的材料類(lèi)型,引腳類(lèi)型、引腳長(zhǎng)度和支起高度。通常有三種模板設(shè)計(jì):A使用特大模板開(kāi)孔來(lái)印刷錫膏在通孔焊盤(pán)區(qū)域內(nèi)的單一厚度模板;使用特大模板開(kāi)孔來(lái)印刷錫膏在通孔焊盤(pán)區(qū)域內(nèi)的單一厚度模板;用于在通孔焊盤(pán)區(qū)域內(nèi)的印刷錫膏的厚模板(0.015”-0.025”厚度)。厚模板是雙印模板工藝中的第二塊模板。模板設(shè)計(jì)的選擇依靠幾個(gè)因素:用于填充引腳周?chē)彦兺滓孕纬蛇m當(dāng)焊錫圓角的總的焊錫量要求,板的厚度,引腳直徑,已鍍通孔尺寸,通孔元件在板面分布的位置,元件間距阻焊表面能量,錫膏活性水平,和金屬可焊性。2.6.2復(fù)合模板設(shè)計(jì)焊錫量用于通孔回流焊接的錫膏模板印刷的目的是,提供足夠的焊錫量在回流焊接后填充通孔,并在引腳周?chē)纬煽山邮艿暮附訄A角。有三種通常用于給通孔遞送錫膏的模板設(shè)計(jì):非臺(tái)階式模板,臺(tái)階式模板和雙印模板。開(kāi)口之間的最小距離開(kāi)口之間的網(wǎng)格距離應(yīng)該最大化,以消除錫橋或由于錫膏塌落引起焊錫斷源。
0.006”或更少的模板上的開(kāi)口之間的細(xì)網(wǎng)格會(huì)在印刷過(guò)程中變形和拉長(zhǎng),下面因素中的一些將影響網(wǎng)格尺寸:A開(kāi)口尺寸B模板厚度C板的彎曲度D刮板材料E印刷機(jī)設(shè)定非臺(tái)階式模板這是一個(gè)單一厚度的模板,很大的開(kāi)口使通孔元件滿(mǎn)足用于形成焊接點(diǎn)的錫膏量的要求,該模板類(lèi)型的截面如圖所示。以下列這種模作為例子:一個(gè)兩排的連接器,0.10”間距,0.045”直徑的通孔和0.035”的引腳直徑,0.048”厚度的PCB,在0.150”的通孔開(kāi)口范圍內(nèi)沒(méi)有其它的元件和通路孔.一塊0.085”寬,0.170”長(zhǎng)的開(kāi)口,和0.006”厚度的印刷模板,可以達(dá)到足夠的錫膏量,以形成在PCB的兩面有焊接圓角的焊接點(diǎn)。臺(tái)階式印刷當(dāng)單一厚度的印刷模板不能提供適當(dāng)?shù)腻a膏量來(lái)形成一個(gè)可接受的焊接點(diǎn)的時(shí)候,則使用臺(tái)階式印刷模板,臺(tái)階式印刷模板的應(yīng)用是,多引腳排的通孔元件(三或更多)或在SMT元件和通孔元件之間具有最小不準(zhǔn)入內(nèi)區(qū)域的高密度組裝板。這個(gè)模板類(lèi)型的一個(gè)例子如圖所示。K1和K2是不準(zhǔn)入內(nèi)距離,K2是通孔開(kāi)口與臺(tái)階邊緣之間的距離。,,K2K1|.StencilThrough-holepad/SMTpadThrough-holepad/SMTpad'八~IBoardThrough-hole作為一條設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則,K2可以小到0.025”。K1是臺(tái)階邊緣到臺(tái)階下降區(qū)域內(nèi)內(nèi)最近的開(kāi)口距離,作為一條設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則,K1對(duì)每一個(gè)0.001”的臺(tái)階下降厚度不應(yīng)該小于0.035”。
例如,0.008”一個(gè)臺(tái)階下降到0.006”,將要求K1為0.070。也可能把臺(tái)階放在模板的接觸面,而不是刮板面,這種類(lèi)型的臺(tái)階有時(shí)對(duì)使用金屬刮刀更有效。錫膏裝載式印刷刀片,但有擦拭刀片,這些擦試刀會(huì)碰上模板刮刀面的任何臺(tái)階。因此,對(duì)這類(lèi)印刷頭,要求接觸面臺(tái)階,同樣的不準(zhǔn)入內(nèi)原則用于接觸面或刮刀面臺(tái)階。臺(tái)階樣式取決于PCB樣式,圖中所示帶有邊緣連接器的PCB,PCB輪廓由點(diǎn)虛線(xiàn)表示,這種情況,臺(tái)階應(yīng)該比所示的刮刀長(zhǎng)度要寬,當(dāng)刮刀通過(guò)刮刀面臺(tái)階的加深部分時(shí),不會(huì)在端點(diǎn)被支起,金屬箔會(huì)很容易地往下偏,對(duì)接觸面臺(tái)階,形成良好的和PCB之間的接觸,圖中所示,通孔元件交錯(cuò)在SMT元件中間,這種情況,模板在一個(gè)很大和區(qū)域包括板的區(qū)域,向下一個(gè)臺(tái)階到0.006”.還有,臺(tái)階比刮板長(zhǎng)度更大。在通孔元件區(qū)域,模板向上臺(tái)階到0.008”。I-■向上臺(tái)階可以在刮板面或者接觸面。I-■向上臺(tái)階可以在刮板面或者接觸面。一些通孔元件有小的引腳而大的通孔或密的間距而厚的板。任何一個(gè)情況,使用前兩種模板設(shè)計(jì)都可能造成錫膏量不足。雙印模板可以遞送大量的錫膏到已鍍通孔中,在這個(gè)設(shè)計(jì)中,一塊標(biāo)準(zhǔn)的SMT模板(0.006”厚)用來(lái)印刷SMD的焊錫塊,當(dāng)SMD錫膏還有粘性時(shí),一塊厚的模板用來(lái)印刷通孔錫膏,這要示第二臺(tái)模板印刷機(jī)完成這次印刷。這個(gè)模析板可以達(dá)到所要求的厚度,一般0.016”-0.030”.當(dāng)厚度要求超過(guò)0.020”時(shí),激光切割、電解拋光的開(kāi)口由于其優(yōu)良的孔壁、幾何形狀??商峁┹^好的錫膏釋放和全面的印刷性能。這個(gè)模板的接觸面的任何前面印刷有SMD焊錫塊的區(qū)域,蝕刻至少0.010”的深度。雙印通孔模板的截面如圖所示。.:..刪E.:..刪E軸爍緲此時(shí)泌徇[遍*jAfTptjjOO'ri<1希皿rh-mgh-hMra<rrnr、q閃j;2.7表面貼裝/倒貼裝復(fù)合模板技術(shù)近來(lái)在PCB和柔性電路板中越來(lái)越多用到倒裝元件,如手機(jī),通訊,LCD,PCMCLA等,尤其是后者用倒貼裝元件,TSOP,及微型CHIP元件較多,在生產(chǎn)中要求同時(shí)將SMD元件及倒貼裝元件回流焊接。2.7.1混合模板技術(shù)的二次印刷首先0.05mm到0.075mm(0.13到0.18的開(kāi)口)的模板先印好FlipChip的焊膏或膠水,然后馬上用0.18mm模板印刷,此模板局部應(yīng)有0.10mm深的空隙。2.8Step-Down/Step-up模板設(shè)計(jì)隨著Fine-Pitch元件的不斷應(yīng)用,臺(tái)階式模板(Step-Stencil)應(yīng)用而生,當(dāng)45mm口BGA需要0.1mm鋼片時(shí)才能得到0.66以上的面積比,但同一PCB上其他元件則需要0.13-0.15厚,因此就必須在此0.15mm模板口BGA處作一個(gè)0.1mm薄的Step-Down此臺(tái)階可在印刷面或非印刷面。2.8.1局部加厚模板與上述相反,當(dāng)一陶瓷BGA需0.2mm厚模板以得到更多焊膏時(shí),就需在0.15mm的模板上加厚,要做此類(lèi)模板,就要將一整張模板從0.2mm蝕到0.15mm(除BGA處區(qū)域之外),一般設(shè)計(jì)模板鄰臺(tái)階高度不超過(guò)0.05mm.還有很多地方可用此模板如過(guò)孔連接器等—-X、—JDO山RLflWUilMuqMj、孑lu胃卻甲、、ItWMJO-yJ附」.崔?鈾蹩嫌耶W誡COK21£b-nb)2.9空位模板有些模板需在非印刷面做一些凹槽,他們作用在于:1.作空位槽以讓出板上的貼簽,一般凹位深度為0.08mm2.作空位槽以讓出凸出的測(cè)試孔,以便模板與PCB緊貼;3.二次印刷模板;
有些模板需作較深的空位槽,如在印刷插孔元件時(shí),需0.5mm的鋼板,故其非印刷面要做出一個(gè)0.3mm深的空位槽以便讓出PCB板上前一次印刷的焊膏。3.模板設(shè)計(jì)和印刷工藝模板材料要求選用受力變形小的金屬材料(如不銹鋼板,黃銅板),并根據(jù)焊盤(pán)尺寸確定模板的厚度和開(kāi)口尺寸;PCB要求靜態(tài)撓曲度小于0.3%,焊盤(pán)也應(yīng)清潔,光滑;焊膏要求有適宜的粘度(一般為80厘泊)和均勻的顆粒大??;印刷機(jī)必須能進(jìn)行可重復(fù)的、精確的定位,還要設(shè)定合適的印刷壓力和速度,刮刀要有足夠的硬度和合適的運(yùn)行角度(一般60-65度)。常見(jiàn)的印刷不良與可能的原因分析如下:缺陷類(lèi)型可能原因錫膏對(duì)焊盤(pán)位移PCB與模板未對(duì)準(zhǔn),模板或電路板不良錫膏橋錫膏過(guò)多,開(kāi)孔偏大錫膏模糊模板底面有錫膏,與電路板面間隙太多錫膏面積縮小開(kāi)孔有干錫膏、刮板速度太快錫膏面積太大刮板壓力太大、孔眼損壞錫膏量多,咼度太咼模板變形、與電路板之間污濁錫膏下塌刮板速度太快,錫膏溫度太咼,吸入潮汽錫膏咼度變化大模板變形、刮板速度太快,分開(kāi)控制速度太快錫膏量少刮板速度太快,塑料刮刀扣刮刮出錫膏另外,產(chǎn)生焊膏缺陷的原因還有模板開(kāi)孔孔壁的形狀及其光滑度,模板鋼片的張力4?SMT模板制作4.1前述在表面貼裝配的回流焊接中,錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤(pán)之間的連接。有許多變量,如錫膏、絲印機(jī)、錫膏應(yīng)用方法和印刷工藝過(guò)程。在印刷錫膏的過(guò)程中,基板放在工作臺(tái)上,機(jī)械地或真空夾緊定位,用定位銷(xiāo)或視覺(jué)來(lái)對(duì)準(zhǔn)。在手工或半自動(dòng)印刷機(jī)中,錫膏是手工地放在模板上,這時(shí)印刷刮板(Squeegee)處于模板的另一端,在自動(dòng)印刷機(jī)中,錫膏是自動(dòng)分配的。在印刷過(guò)程中,印刷刮板向下壓在模板上,使模板底面接觸到電路板頂面。當(dāng)刮板走過(guò)所腐蝕的整個(gè)圖形區(qū)域長(zhǎng)度時(shí),錫膏通過(guò)模板上的開(kāi)孔印刷到焊盤(pán)上。模板印刷過(guò)程為接觸(On-Contact)印刷。當(dāng)使用全金屬模板和刮刀時(shí),使用接觸印刷。刮板的磨損、壓力和硬度決定印刷質(zhì)量,應(yīng)該仔監(jiān)測(cè)。刮板邊緣應(yīng)該鋒利和直線(xiàn),刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣,而刮板壓力高或很軟的刮板將引起斑點(diǎn)狀的(Smeared)印刷,甚至可能損壞刮板和模板,過(guò)高的壓力也傾向于從寬的開(kāi)孔中挖出錫膏,引起焊錫圓角不夠。常見(jiàn)有兩種刮板類(lèi)型:橡膠或聚氨酯(Polyurethane)刮板和金屬刮板,當(dāng)使用橡膠刮板時(shí),使用70—90橡膠硬度計(jì)(Durometer)硬度的刮板,當(dāng)使用過(guò)高的壓力時(shí),滲入到模板底部的錫膏可能造成錫橋,故要求頻繁的底部抹擦。為了防止底部滲透,焊盤(pán)開(kāi)口在印刷時(shí)必須提供密封(Gasketing)作用,這取決于模板開(kāi)孔壁的粗糙度。隨著更密間距元件的使用,金屬刮刀的用量在增加,它們由不銹鋼或銅制成,具有平的刀片形狀,使用的印刷角度為30-45。。一些刮刀涂有潤(rùn)滑材料,因?yàn)槭褂幂^低的壓力,它們不會(huì)從開(kāi)孔中挖出錫膏,還因?yàn)槭墙饘俚?,它們不象橡膠刮板那樣容易磨損,因此不需要鋒利。它們比橡膠刮板成本貴得多,并可以第引起模板磨損。使用不同的刮板類(lèi)型在使用標(biāo)準(zhǔn)元件和密腳元件的印刷電路裝配(PCA)中是有區(qū)分的。錫膏量的要求對(duì)每一種元件有很大的不同。密間距元件要示比標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝元件少得多的焊錫量,焊盤(pán)面積和厚度控制錫膏量。模板材料網(wǎng)框網(wǎng)框分活動(dòng)網(wǎng)框和固定網(wǎng)框,活動(dòng)網(wǎng)框直接將鋼片安裝在框上,一個(gè)網(wǎng)框可以反復(fù)使用;固定網(wǎng)框是用膠水將絲網(wǎng)布粘覆在網(wǎng)框上,后者又通過(guò)膠水與鋼片相聯(lián)。固定網(wǎng)框較易獲得均勻的鋼片張力,張力大小一般為35±2N/cm2網(wǎng)布網(wǎng)布用于固定鋼片和網(wǎng)框,可分為不銹鋼絲網(wǎng)和高分子聚脂網(wǎng)。不銹鋼絲網(wǎng)常用100目左右,可提供較穩(wěn)定足夠的張力,只是使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后,不銹鋼絲易變形失去張力;聚脂網(wǎng)是有機(jī)物,常采有100目,它不易變形,使用壽命長(zhǎng)久。薄片即用來(lái)開(kāi)孔的銅片、不銹鋼片、鎳合金片、聚脂物等。激光模板常采用不銹鋼片,光宏電子激光模板統(tǒng)一采用日本優(yōu)質(zhì)304不銹鋼片,該鋼片以其優(yōu)異的機(jī)械性能大大提高模板的使用壽命。膠水用來(lái)粘貼網(wǎng)框和鋼片的膠水在模板中作用較大,光宏電子針對(duì)不同的客戶(hù)的使用情況,專(zhuān)門(mén)采用日本雙組份AB膠水及美國(guó)3M保護(hù)膠水,此膠水可保持牢固的粘著力。并且可抵抗各種模板清洗劑的復(fù)雜清洗。蝕刻模板金屬模板和柔性金屬模板是使用兩個(gè)陽(yáng)性圖形通過(guò)從兩面的化學(xué)研磨來(lái)蝕刻的。在這個(gè)過(guò)程中,蝕刻不僅在所希望的垂直方向進(jìn)行,而且在橫向也有,這叫做底切(Undercutting)-開(kāi)孔比希望的較大,造成額外的焊錫沉積。因?yàn)?0/50從兩面進(jìn)行蝕刻,其結(jié)果是幾乎直線(xiàn)的孔壁,在中間有微微沙漏形的收窄。因?yàn)殡娢g刻模板孔可能不平滑,電拋光,一個(gè)微蝕刻工藝,是達(dá)到平滑孔壁的一個(gè)方法。另一個(gè)達(dá)到平滑孔壁的方法是鍍鎳層(Nickelplating)。拋光或平滑的表面對(duì)錫膏的釋放是好的,但可能引起錫膏越過(guò)模板表面而不在刮板前滾動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)選擇性地拋光孔而不是整個(gè)模板表面來(lái)避免。鍍鎳進(jìn)一步改善平滑度和印刷性能。4.3.1其加工工藝如下:不銹鋼板雙面貼感光膜感光膜外側(cè)貼菲林曝光顯影雙面蝕刻去膜成型蝕刻模板的局限蝕刻模板有它成本低、周轉(zhuǎn)快一些優(yōu)點(diǎn),但其局限性是較明顯的:開(kāi)孔周邊刀鋒形邊緣;縱橫比(AspectRatio)。簡(jiǎn)單地說(shuō),該比率限制按照手邊的金屬厚度可蝕刻的最小孔開(kāi)口。典型化學(xué)蝕刻的模板,縱橫比定義為1.5:1。因此,對(duì)于0.006”厚度的模板,最小的孔開(kāi)口將是0.009”(0.006”X1.5=0.009”)。相比之下,對(duì)于電鑄成形的和激光切割的模板,縱橫比為1:1,即通過(guò)任何一種工藝可在0.006”厚度的模板上產(chǎn)生0.006”的開(kāi)口。4.4激光切割(Laser-Cut)模板激光切割是另一種減去(Subtractive)工藝,但它沒(méi)有底切問(wèn)題,模板直接從Gerber數(shù)據(jù)制作,因此開(kāi)孔精度得到改善,數(shù)據(jù)可按需要調(diào)整以改變尺寸,更好的過(guò)程控制也會(huì)改善開(kāi)孔精度,激光切割模板的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是孔壁可成錐形,化學(xué)蝕刻的模板也可以成錐形如果只從一面腐蝕,但是開(kāi)孔尺寸可能太大,板面的開(kāi)口稍微比刮板面的大一點(diǎn)的錐形開(kāi)孔0.001”-0.002”,產(chǎn)生大約2。的角度),對(duì)錫膏釋放更容易。B激光切割可以制作出小至0.004”的開(kāi)孔寬度,精度達(dá)到0.0005”,因此很適合于超密間距(Ultra-Fine-Pitch)的元件印刷,激光切割的模板也會(huì)產(chǎn)生粗糙的邊緣,因?yàn)樵谇懈钇陂g汽化的金屬渣。這可能引起錫膏阻塞。更平滑的孔壁可通過(guò)電拋光后處理激光切割的模板如果沒(méi)有預(yù)先對(duì)需要較薄的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)腐蝕,就不能制成臺(tái)階式多級(jí)模板。4.4.1其加工工藝如下:激光模板的特點(diǎn)激光模板以其工序簡(jiǎn)單,極高的加工精度,優(yōu)異的脫模性能,基本取代粗糙的化學(xué)蝕刻模板。1.焊盤(pán)開(kāi)口位置精度可達(dá)0.005mm;2.孔壁較光滑,粗糙度可達(dá)0.001mm;3.開(kāi)孔錐角為2-4。度,易于焊膏脫模;可制作Pitch=0.4mm及小間距CPS,圓度可達(dá)99%以上;4?在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)/CCD系統(tǒng)加孔,擴(kuò)孔電拋光模板拋光是一種電解后處理工藝,“拋光”孔壁,結(jié)果表面摩擦力減少、錫膏釋放良好和空洞減少,它也可大大減少模板底面的清潔。電拋光是通過(guò)將金屬箔接到電極上并把它浸入酸液中來(lái)達(dá)到的。電流使腐蝕劑首先侵蝕孔的較粗糙表面,對(duì)孔壁的作用大于對(duì)金屬箔頂面和底面的作用,結(jié)果得到“拋光”的效果。然后,在腐蝕對(duì)頂面和底面作用之前,將金屬箔移走。這樣,孔壁表面被拋光,因此錫膏將被刮刀有效地在模板表面上滾動(dòng)(而不是推動(dòng)),并填滿(mǎn)孔洞。
其加工工藝如下:其加工工藝如下:電拋光模板的特點(diǎn)1.保持激光模板精密切割尺寸及倒錐形開(kāi)孔形狀;2.實(shí)現(xiàn)零毛刺孔壁,最適用與具有細(xì)間距/超細(xì)間距的模板印刷。3.模板清洗容易,可減少清洗次數(shù)。4.5電鑄成型模板(ElectroformedStencil)制作模板的第三種工藝是一種加成工藝,最普遍地叫做電鑄成型。在這個(gè)工藝中,鎳沉積在銅質(zhì)的陰極心上以形成開(kāi)孔,一種光敏干膠片疊層在銅箔上(大約0.25”厚度)。膠片用紫外光通過(guò)有模板圖案的遮光膜進(jìn)行聚合。以過(guò)顯影后,在銅質(zhì)上產(chǎn)生陰極圖案,只有模板開(kāi)孔保持用光刻膠(Photoresist)覆蓋。然后在光刻膠的周?chē)ㄟ^(guò)鍍鎳形成了模板。在達(dá)到所希望的模板厚度后,把光刻膠從開(kāi)孔除掉。電鑄成型的鎳箔通過(guò)彎曲從銅心上分開(kāi)。電鑄成形具有獨(dú)特的密封(Gasketing)特性,減少錫橋和對(duì)模板底成清潔的需要,該工藝提供近乎完美的定位。沒(méi)有幾何形狀的限制,具有內(nèi)在梯形的光滑孔壁和低表成張力,改進(jìn)錫膏釋放。其過(guò)程如下:通過(guò)在一個(gè)要形成開(kāi)孔的基板(或芯模)上顯影光刻膠(PhotoResist),然后逐個(gè)原子、逐層地在光刻膠周?chē)婂兂瞿0?。鎳原子被光刻膠偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生一個(gè)梯形結(jié)構(gòu)然后,當(dāng)模板從基板取下,頂面變成接觸面,產(chǎn)生密封效果.可選擇0.001-0.012”范圍的連續(xù)的鎳厚度?該工藝適合超密間距(Ultra-Fine-Pitch)要求(0.008-0.016”)或者其它應(yīng)用?它可達(dá)到1:1的縱橫比.薄片剝離/打磨電鑄模板特性1.采用鎳質(zhì)材料,模板表面粘力較小,利于焊膏脫模。2.模板表面及錐形孔壁便于控制,以利于焊球滾動(dòng)及脫模。3.極高的位置精度和極低的開(kāi)孔誤差,特別適合于超細(xì)間距焊盤(pán)。4.孔壁光滑,無(wú)需毛刺后工序處理。5.比不銹鋼鋼板硬度增加30%,使用壽命可達(dá)50萬(wàn)次以上。6.電鑄板沒(méi)有錫球及橋接等不良,極大地降低了網(wǎng)板清洗的時(shí)間和次數(shù)7.鎳質(zhì)硬度〉500VH8.最小開(kāi)孔尺寸1mil9.開(kāi)孔尺寸公差0.1mil10.開(kāi)孔位置偏差+O.lmil模板的清洗模板清潔已經(jīng)在表面貼裝和通孔(Through-Hole)技術(shù)中扮演越來(lái)越重要的角色。密間距(Fine-Pitch)與超密間距(Ultra-Fine-Pitch)的零件,與其它先進(jìn)封裝一起,都給模板清洗帶來(lái)新的重要要求。為了在印刷密間距的過(guò)程中達(dá)到持續(xù)的高品質(zhì)和精度的可再生水平,模板上一定不能有錫膏殘留物。5.1清洗劑要求清洗劑必須是實(shí)用的、有效的,對(duì)工人和環(huán)境都安全的。它們還必須能夠清除在誤印裝配A-和B-兩面上的各種錫膏和助焊劑殘留、未固化
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