PE5-026钢网开口设计培训资料

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1.Laser-CutStencil工艺制造流程网框选择绷网2.名词解释IQC检查开口尺寸钢片后处理激光切割客户资料e-mailMicroEtchorElectro-Polishing粘贴钢片包装/出货CAD/CAMGerber文件接收客户资料及制做要求确认文件审核/IPQC1确认终检IQC全检光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第1页2.1.Aperture:Anopeninginthestencilfoil开口:模板上的开口。2.2.AspectRatioandAreaRatio:Figure:宽深比和面积比。AspectRatio:针对Fine-Pitch的QFP、IC等细长条装管脚类器件AreaRatio:针对0402,0201,BGA,CSP之类的小管脚类器件2.3.Border:边界,即钢片四周的丝网。PolyesterScreen聚酯丝网StainlessSteel不锈钢丝网2.4.Frame:铝框Table:印刷机与网框、MARK点及定位方式对应表网框大小MARK点定位方式29*29非印刷面半刻居中29*29非印刷面半刻居中29*29非印刷面半刻居中29*29非印刷面半刻居中29*29非印刷面半刻居中29*35非印刷面半刻居中35.8*27.16非印刷面半刻居中29*29非印刷面半刻居中39.4*33.5印刷面半刻居中21.65*25.6非印刷面半刻居中550mm*650mm非印刷面半刻居中23*23(Max)不需MARK点居中2.5.Foil:模板制做的薄片。如钢片、镍合金、铜片、高分子骤合物(聚酰亚胺片材Kapton*)厚度:0.08mm,0.1mm,0.12mm,0.15mm,0.18mm,0.20mm,0.25mm,0.30mm2.6.Stepstencil:step-down(局部减薄模板)Stencilstep-up(局部增厚模板)Stencil2.7.Fiducialsmark:SqueegeeSidehalf-Cut、ContactSidehalf-Cut、DoubleSidehalf-CutFUJIGP-641EPANASONICSPP-VXLPANASONICSP22P-M机型DEK288DEK265GSXDEK265LtMINAMINK850YAMAHAFUJIGP-551EMPMUltraprint3000HiMPMUltraprint2000HiMPMUltraprint2500HiW宽深比AspectRatio=1.5面积比AreaRatio=0.66TLT2*(L+W)*TL*WW光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第2页2.8.Squeegee刮刀聚胺基甲酸乙酯(PolyUrethanePU材料)金属刮刀(不锈钢)3.模板类型(Stenciltype)模板制造的三个主要技术是:激光切割(Laser-Cut)、化学蚀刻(ChemicallyEtched)和电铸法成形(Electroform),每种方式都有自己的优缺点。激光切割和化学蚀刻是减成法制造工艺,电铸法成形是加成法制造工艺。每种制造工艺都有它存在的理由,在某些参数及价格上的比较,可能就象西瓜和芝麻的故事,通常是考虑成本因素和生产周期来考虑选择不同的制造方式。3.1.化学蚀刻模板化学蚀刻的原理是在钢板上涂覆感光阻剂(PhotoimageResist)用销钉定位菲林片,双面曝光,将图形转移到钢板上,再通过化学蚀刻液三氯化铁(FeCl3)两面同时蚀刻金属钢片由於是蚀刻工艺,在生产过程中蚀刻不光是从顶面(TopSide)和底面(BotSide)而且水平方向也有蚀刻反应--侧蚀(Undercutting),再加上菲林受温度、湿度造成收缩或拉伸,上下菲林人工对位的偏差,药水控制的浓度、温度、时间之等等因数,故而该技术在开口的位置精度上没有绝对地保障。2Fe3++Fe03Fe2+ApertureC-EtchStencilFigure:ChemicallyEtchedStencil3.2.电铸感工艺模板该工艺是通过在一个要形成开孔的芯模(Substrate)上用菲林曝光形成图形感光层(PhotoResist)然后在化学浴中化学沉积金属镍(Ni),当沉积至要求厚度后模板从芯板上取下,即完成模板的制造。由於化学沉积镍的周期特别地慢(每小时几个微米),故而它的价格也是几种模板中价位最高的。电铸模板的优点是开口光滑度非常好,加上是镍(Ni)材质耐印率上的表现也特别地突出。缺点,因为涉及到制作过程中会使用菲林(PHOTO-TOOL),考虑到菲林存在的变形的可能性,所以可能存在位置精度不够。另外:因为在整个化学沉积的过程中在沉积的顶面(TopSide)会形成一个凸形的“堤坝”。在欧洲SMT业界中的观点认为这光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第3页个凸形堤坝可以防止锡膏在印刷过程中向四周扩散。但日本SMT界的观点则认为接触面(ContactSide)中PCB与Stencil的接触必须非常紧密,故而会用整平研磨技术,去除掉这个堤坝,并保证Stencil整体厚度的均匀一致性。这可谓仁者见仁,智者见智,大家也可以在此点上提出自已的看法。Figure:ElectroformStencilPHOTO-TOOLPhotoResistSubstrateContactSide凸“堤坝”PhotoResistSubstratePhotoResistNickelElectroformSubstrate3.3.激光器切割模板从客户的原始Gerber数据,在经过必要的修改后,传送Gerber数据到激光切割机上,用激光光束瞬间熔断金属形成开口图形。因为在激光切割过程中没有使用菲林工具(PHOTOTOOL),因此消除了位置精度问题。缺点: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。Figure:未经过任何处理的激光模板LaserLineContactSideStencilSqueegeeSide毛刺、金属熔渣Figure:经过电抛光处理的激光模板LPKFLaser-CutHeadNickelElectroformSqueegeeSide光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第4页孔壁零毛刺SqueegeeSideContactSide激光技术也是唯一允许对已制成模板进行返工(Re-work)的工艺,如增加孔、扩大孔或对FiducialsMARK修补。激光模板主要性能指标:·开口位置精度±5um·孔壁粗糙度:1um(未抛光)0um(电抛光后)·开孔锥度:3-7°正反孔径差(0.00-1-0.015um)·BGA圆孔圆度≥99%·重复精度:±1um,分辨率:0.625um4.GERBER数据及模板开口规范4.1.GERBER格式:GERBERRS-274DPartNumber:414-100-002GERBERRS-274XPartNumber:414-100-014GERBER文件是美国GERBER公司提出的一种数据格式。GERBER文件分为普通GERBERRS-274D文件和加强GERBERRS-274X文件。普通GERBERRS-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GERBERRS-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文件定义了电路中线路、孔、焊盘等图形的形状及大小。Table:下面列出是一段D-CODE文件描述|Turret|Dcode|Aperture|Aperture|Inner|Land|Line|Line||number||type|size|size|count|count|length|1D11circle0.100--03650743978.82D12circle0.200--049102103155.73D13circle0.300--0621991.34D14circle0.400--021177448.6Table:下面列出一段普通GERBERRS-274D文件的描述Figure:Electro-polishingLaser-CutStencil光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第5页G90*省前零(LEADINGZERO)G71*省后零(TRAILINGZEROG01*不省零(LEADING&TRAILINGZEROPRESENT)D02*G54D10*X159400Y21275*X159400Y21225*X159950Y21275*X150160Y174712*Table:下面列出一段加强GERBERRS-274X文件的描述%FSLAX23Y23*%%MOIN*%%SFA1.000B1.000*%%MIA0B0*%%IPPOS*%%ADD10O,X0.05000Y0.07000*%%ADD20C,0.10000*%%ADD191R,0.06200X0.06200*%%LNL1.GBR*%%SRX1Y1I0J0*%%LPD*%G54D17*X23959Y30726D03*Y19574D03*X31919Y27874D03*X31919D03*X29385Y24926D02*G01Y24871D01*X27862Y28669D02*G01X27917D01*X27862Y28488D02*Gerber数据是所有PCBsystem可以生成的一种文件格式,也是可以被所有光绘图形系统接受的文件格式。故而在图像系统中它是一种被大量、广泛地运用的图形文件。D191是0.062X0.062inch的长方形此数据中不包含D-CODE。此段告诉我们GERBER文件是英制2-3格式。(小数点前有两位数,小数点后有三位数)D20是0.1inch的圆D10是0.05X0.07inch的椭光宏电子(昆山)有限公司KONWINELECTRONICS(KUNSHAN)CO.,LTD.第6页4.2.开口规范:开孔设计怎样将影响到印刷性能,开孔尺寸宽(W)、长(L)和模板之厚度(T)决定锡膏印刷释放於PCB焊盘上的体积。在印刷周期中,随着刮刀在模板上运行,锡膏充满模板的开孔,然后,在PCB与stencil分开期间,锡膏被释放到PCB的焊盘上。理想状态是所有充满开孔的锡膏从孔壁释放,并且附着于PCB的焊盘上,形成完整的锡砖。锡膏从内孔壁释放的因素决定於模板设计的宽深比/面积比,开孔侧壁的几何形状和孔壁的光洁度。Figure:面积比(AreaRatio)宽深比(AspectRatio)上面定义了宽深比/面积比。对於可接受的锡膏释放的一般接受的设计指引是宽深比大于1.5面积比大于0.66.在长度大於宽度的五倍时应首先考虑宽深比,这是因为宽深比是面积比的一维简化方式,当长度远大於宽度时,面积比是宽深比的1/2。经验1:当Gerber文件中存在有QFP、IC、CN等细长条引脚器件时,考虑宽深比;当存在0402、0201、Fine-pitch的uBGA或CSP时重点考虑面积比,一般情况下焊盘的面积比达到2/3(0.66)时,锡膏可达到85%或更好的释放能力。上表罗例出对一些典型贴装器件的开孔设计中的宽深比/面积比。0.5mm间距的QFP,在0.12厚的模板上开口为0.25*1.27mm,得到2.0的宽深比.0.4mm间距的QFP,在0.12的模板上开口0.15*1.27mm,得到的1.4的宽深比,很明显锡膏释放将较为困难,怎么办?几种可选择的方式:4.BGA间距1.0圆形焊盘0.4厚度0.123.00.75++6.uBGA间距0.8方形焊盘0.33厚

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