钢板开口资料及工艺问题分析

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资源描述

目录第一部分、公司基本情况1、公司简介2、公司主要组织结构3、公司发展历程4、公司品质政策5、公司主要产品6、激光设备特点7、模板生产工艺流程8、产品品质9、生产及销售网络10、主要客户群11、行业地位12、公司定位与发展规划第二部分、SMT激光模板开口制作规范1、模板制作主要考虑的因素2、模板印刷影响质量的因素3、模板设计3-1、模板设计-锡浆网3-2、模板设计-宽厚比公式3-3、模板设计-面积比公式3-4、模板设计-印刷胶水3-5、模板设计-开孔位置3-6、模板设计-胶水网开孔形状3-7、模板设计-锡浆网开孔形状3-8、模板设计-锡浆网开孔尺寸3-9、模板设计-胶水网开孔尺寸3-10、模板设计-特殊器件第三部分、SMT回流焊工艺问题分析1、前言2、PCB焊盘设计3、焊膏质量及焊膏的正确使用4、元器件焊端和引脚,印制电路板(PCB)的焊盘质量5、印刷质量6、贴装元器件7、回流焊温度曲线8、回流焊温度曲线9、总结5-1SMT各类模板◆普通激光模板◆电抛光模板◆镀镍模板◆阶梯模板◆Bonding模板◆电铸模板◆玻璃模板◆POM塑胶模板5-1-1普通激光模板◆普通激光模板是目前SMT行业中,最常用的模板,其主要特点是:◆直接采用抛件制作,减少了制作误差环节;◆模板开口位置精度高,全程误≤±3μm;◆梯形的开口,有利于锡膏的脱模。5-1-2电抛光模板电抛光模板是在激光切割后,通过尖端放电的原理,对模板进行后处理,以改善开口孔壁。其特点是:孔壁光滑,对超细间距的QFP/BGA/CSP尤其适合;减少模板的擦拭次数,大大提高工作效率5-1-3镀镍模板镀镍模板兼具激光模板和电抛光模板的优点,并可以改变模板的厚度,对有特殊工艺要求的印刷模板制作成为可能。5-1-4阶梯模板因同一PCB上各类元件焊接时锡膏量要求的不同,就要求同一模板部分区域厚度不同,这就产生了STEP-DOWN和STEP-UP工艺模板,即所谓的阶梯模板,按阶梯面的不同,主要分为以下三类:◆STEP-UP模板◆STEP-DOWN模板◆STEP-UP和STEP-DOWN之混合模板5-1-6电铸模板对离子溶液加强电场,使离子从溶液中分离并沉积成薄片而形成的模板,称之为电铸模板,其特点有:◆孔壁特别光滑,利于锡膏脱模;◆在同一张模板上,可做成不同的厚度;◆特制适用于超细体积(如0201)、超密间距(如UBGACSP)元件印刷。6-1LPKF激光切割机特点◆整块花岗岩基座结构,保证了加工的高精度和高稳定性◆全程误差≤±4μm,重复精度≤±1μm◆采用Nd-YAG激光,频率5KHz,波长1064nm◆光斑直径≤40μm◆模板专用设计处理软件及控制系统◆切割速率可达6000孔/小时7、模板工艺流程PCB、Film、Gerber、Stencil客户确认下单审单数据设计开发PQC检验激光切割打磨QC初检贴网QA终检包装出货采点电抛光第二部分SMT激光模板开口制作规范1、模板加工主要考虑的因素:要求的最小间距和开孔尺寸.模板的释放焊膏性能.降低和预防焊膏的桥连、短路或锡量不足.加工材料的成本、成品率和周期.模板材料的寿命和耐用性.要求的焊膏的厚度.StencilDesignCriticalvariablesofthestencildesignimpacttheefficiencyofsolderpastetransfer.Volumeandheightofsolderpasterequired所要求的焊锡量和所需要的高度.OptimumPrintAreaAspectRatio(PAAR)forbesttransferApertureWidth/LengthorDiameterinreferencetopads根据最佳的面积比,参考焊盘,选择最佳的开孔长宽尺寸.StencilThickness模板的厚度StencilTechnology模板制作方式StencilMaterials模板材料2、模板印刷质量影响因素模板的印刷质量主要取决于以下因素:模板的开孔尺寸:开孔的长(L)、宽(W)及厚度(H),这些决定了焊膏的体积.模板的释放焊膏性能:取决于开孔的几何形状和孔壁的光滑程度.模板开孔与PCB之间的定位精度.3、模板设计•厚度•形状•位置3-1模板设计-锡浆网模板的厚度开孔形状基本决定了释放的体积通常情况下采用以下规则:印刷锡膏•开孔中心位置与焊盘中心位置重合.•开孔形状与焊盘形状一致,面积缩小5%~10%.•对开孔尖角倒圆.3-2模板设计-宽厚比公式宽厚比公式.maintainaminimumof1.5aspectratioofaperturewidthtostencilthickness.(25milpitchandBelow.)MinimumAperturedesignGuidelines:AspectRatio1.5Width=4~5ParticleDiameterStencilTypeRatioofFoilThicknesstoMinimumApertureWidthChemicallyetched1:1.5LaserCut1:1.2Electroformed1:1.1MinimumAperturedesignGuidelines:RecommendedSizes:PitchPadSizeApertureStencilthicknessA.R25151262.020129-105-61.715107-851.41285-64-51.23-3模板设计-面积比公式面积比公式(L×W)/[2(L+W)×T]≥0.66当开孔长宽相差不多时,仅考虑宽厚比是不够的,这时还需考虑面积比,即开孔的侧面积与底面积的比,这决定焊膏是释放到PCB板上,还是粘附在模板孔壁上.3-4模板设计-印刷胶水印刷胶水•开孔中心位于一对焊盘的中心.•开口宽度为焊盘间隙的30~40%,长度比焊盘长出0.5mm.•以长条形胶水孔为常见,直角倒圆.SmallestcomponentpitchRecommendedfoilthicknessmilmmmilmm501.2780.2401.01680.2300.76280.2250.63570.18200.50860.15160.406460.15120.304850.12•印刷焊膏模板厚度•印刷胶水用模板通常选用0.2mm厚,或者更厚.3-5模板设计-开孔位置印刷焊膏模板常规开孔位置焊盘开孔焊盘开孔焊盘开孔3-6模板设计-胶水网开孔形状印刷胶水模板常规开孔位置及形状3-7模板设计-锡浆网开孔形状印刷焊膏模板常规开孔形状3-8模板设计-锡浆网开孔尺寸ComponentPitchmilIndustryStandardPadWidthmilRecommendedApertureSizemil502525402020311716251512201210161081286•印刷焊膏模板推荐开孔尺寸3-9模板设计-胶水网开孔尺寸ComponentTypeStencilaperturerange(diameter)040212~16mil060316~20mil080520~24mil120640~47milMinimelf40milSOT2340milSO143dots@55milsspacedequidistantSO803dots@55milsspacedequidistant•印刷胶水模板开孔推荐尺寸模板设计开孔形状对脱模的影响3-10模板设计-特殊器件特殊器件•对于FinePitch元件,为避免连焊通常沿宽方向缩小10%,或将开孔处理为拉链状.BGA,CSP开孔比例为1:1.也可以将开孔从焊盘的圆形扩展为正方形,四周倒圆角,以增大锡膏量.对于通孔,通常将开孔扩大5%~10%,以保证足够的焊锡量.…..第三部分SMT回流焊工艺问题分析前言回流焊是SMT关键工艺之一,表面组装的质量直接体现在回流焊的结果中。但回流焊中出现的焊接质量问题不完全是回流焊工艺造成的,因为回流焊接质量除了与焊接温度(温度曲线)有直接关系以外,还与生产设备条件、PCB焊盘和可生产性设计,元器件可焊接性,焊膏质理印制电路板的加工质量,以及SMT每道工序的工艺参数,甚至与操作人员的操作有密切的关系。下面对影响回流焊质量的因素作简要分析:1、PCB焊盘设计SMT的组装质量与PCB焊盘设计有着直接且十分重要的关系,如果PCB焊盘设计正确,贴装时少量的歪斜可以在回流焊时,由于熔融焊锡表面张力的作用而得到纠正(自定位或自校正效应);相反设计不正确,即使贴装位置十分正确,回流焊后反而会出现元件位置偏移,吊桥等焊接缺陷。1-1PCB焊盘设计应考虑以下关键要素:1、对称性---两端焊盘必须对称,才能保证熔融焊锡表面能力平衡,否则会产生吊桥、移位。2、焊盘间距---确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸。焊盘间距过大或过小都会容易产生吊桥、移位。3、焊盘剩余尺寸---元件端头或引脚与焊盘搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面。4、焊盘宽度---应与元件端头或引脚宽度基本一致。5、导通孔---导通孔不可以设计在焊盘上,否则焊料会从导通孔中流出,会造成焊膏不足。2、焊膏质量及焊膏的正确使用焊膏(SolderPaste)中的金属微粉含量,金属粉末的含氧量、黏度(Viscosity)、融变性都有一定的要求。如果焊膏金属微粉含量,回流焊升温时金属微粉,随着溶剂,气体蒸发而飞溅,如金属粉末含氧量高,还会加刷飞溅形成焊锡球。如果焊膏粘度过低或焊膏的保形性(触变性)不好,印刷后焊膏图形会塌陷(Slurping),甚至造成粘连,回流焊时会形成焊锡球(Solderball)、桥连等焊接缺陷。回流焊接中,当温度增高时则黏度会降低,而温度降低时则黏度增高,故必须要使温度受到良好的控制。焊膏的储存,使用方法特别是调整使用过的焊膏必须合理、正确,否则会产生焊锡球,润湿不良等问题。3、元器件焊端和引脚,印制电路板(PCB)的焊盘质量在元器件焊端和引脚,PCB的焊盘氧化或被污染以及当PCB受潮等情况下,回流焊时会产生润湿不良、虚焊、焊锡球、空洞等焊接缺陷。4、印刷质量影响印刷质量的主要因素有:1、模板(Stencil)质量---模板印刷是接触印刷,因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量,焊膏量过多会产生桥接,焊膏量过少会产生焊锡不足或虚焊,模板开口状以及开口是否光滑也会影响脱模质量。模板开口一定要喇叭口向下,否则脱模时会从喇叭口倒角处带出焊膏。2、印刷工艺参数---焊膏是触变流体,具有粘性,当刮刀以一定速度和角度向前移动时,推动焊膏在刮板前滚动,产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力,焊膏的粘性磨擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变,切变力使焊膏的粘性下降,有利于焊膏顺利的注入网孔。刮刀速度、刮刀压力,刮刀与网板的角度以及焊膏的黏度之间都存在着一定的制约关系,因此只有正确控制这些参数,才能保证焊膏的印刷质量。4-1接触式印刷刮刀压力A、刮刀压力10~20,取决于印刷机尺寸或模板安装;B、刮刀压力应足以刮清模板;C、刮刀压力过大,可能导致:①、加快模板磨损;②、印刷造成焊膏图形粘连;③、锡膏空洞;④、锡膏从模板反面压出,引起锡球。4-2接触式印刷刮刀速度A、细脚距(12-20mils):0.5-1.5英寸/秒(13-38mm/s)B、常规脚距(20-50mils):1.5-4.5英寸/秒(38-115mm/s)C、焊膏粘度会对刮刀速度产生一定影响D、降低刮刀速度会增加焊膏印刷厚度E、模板厚度增加,刮刀速度应相应减小F、印刷太快容易造成焊膏量不足另外,及时将模板底部残留焊膏擦干净,这些因素都会引起桥接、虚焊、焊锡球等缺陷.3、设备精度方面---在印刷高密度窄间距产品时,印刷机的印刷精度也会起一定作用。5、贴装元器件贴装质量的三要素:元件正确、位置正确、压力(贴片高度)合适。1、元件正确:要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细要求,不要贴错位置。2、位置准确:元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐,居中手

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