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深圳市木森激光电子技术有限公司 SHENZHEN MUSEN LASER ELECTRONIC TECHNOLOGY LTD,SMT STENCIL 技术讲座,主讲人：陈胜波,深圳市木森激光电子技术有限公司 SHENZHEN MUSEN LASER ELECTRONIC TECHNOLOGY LTD,关于本讲座 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 本讲座面对广泛的SMT用户 本讲座涉及面较广，但重点介绍STENCIL工艺和设计 错漏之处，在所难免，恳请各位批评指正,SMT STENCIL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,主标题：目录 副标题：,一、SMT STENCIL的发展,1、SMT的发展 2、SMD封装形式的发展 3、STENCIL的发展 4、SMT及STENCIL相关的国际组织,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：内容摘要,1-1、SMT的发展,1、SMT （Surface Mount Technology)介绍 SMT的历史： 诞生：70年代 广泛应用：80年代 迅速增长：90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,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMT的发展/SMT介绍,1-1、SMT的发展,2、SMT和THT占PCBA的比重,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMT的发展/SMT和THT占PCBA的比重,1-1、SMT的发展,3、SMT市场的发展 全球超过60000条SMT线 中国大陆大约有5000条SMT线 目前全球以超过5%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SMT线将翻番,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMT的发展/SMT市场的发展,1-2、SMD封装形式的发展,1、SMD（Surface Mount Device) 介绍 CHIP： SOT，MELF，0201，0402，0603 IC： SOP，SOJ，PLCC，QFP, FLIP-CHIP，TAB， BGA，BGA(CSP)， MCM,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMD封装形式的发展/SMD介绍,1-2、SMD封装形式的发展,2、SMD封装应用发展趋势 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 0402，0201将被广泛应用 BGA，BGA等先进封装将迅速增长 多芯片组件MCM，直接芯片安装DCA（FC，TAB）等新技术将增长,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMD封装形式的发展/SMD封装应用发展趋势,1-3、STENCIL的发展,1、技术发展 制造工艺的发展： 腐蚀STENCIL：最早的STENCIL 激光STENCIL：诞生在90S，正广泛应用 电铸STENCIL：诞生在90S，正被尖端应用 使用材料的发展 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 硬镍：用于电铸STENCIL,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：STENCIL的发展/技术发展,1-3、STENCIL的发展,2、市场发展 STENCIL市场需求状况,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：STENCIL的发展/市场发展,2019/6/13,12,1-3、STENCIL的发展,今后五年国内STENCIL市场需求预测,主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：STENCIL的发展/市场发展,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 Alliance) IPC (The Institute for Interconnecting and Packaging electronic Circuits) ASME (American Society of Mechanical Engineers) IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers),主标题：SMT STENCIL的发展 副标题：SMT及STENCIL相关的国际标准,二、STENCIL对SMT工艺的影响,1、SMT基本工艺 2、常见SMT工艺缺陷分析 3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析 4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响 5、结论,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：内容摘要,2-1、SMT基本工艺,THT、SMT、THT和SMT混合 SMT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、STENCIL、刮刀 （2P3S） 贴片：机器、程序 回流焊：机器、温度曲线、焊膏,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：SMT基本工艺,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,锡珠（SOLDER BALL） 桥连（BRIDGE） 共面（COMPLANATION） 移位（OFFSET） 墓碑（TOMBSTONE） 润湿不良（UNDESIRABLE WETTING） 焊点缺陷（SOLDER POINT DEFECT） 焊锡太多或太少（SOLDER VOLUME FAULT） 元件错（COMPONENTS FAULT）,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析,1、锡珠（SOLDER BALLS） PCB、元件可焊性差 焊膏移位或量过多 STENCIL脏 焊膏质量缺陷 过大的贴片力 温度曲线设定不合理 环境、操作、传输等,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/锡珠,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,2、桥连(BRIDGE） 焊锡在导体间的非正常连接 焊膏质量缺陷如过稀等 焊膏移位或量过多 不合理温度曲线,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/桥连,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,3、共面（COMPLANATION） 元件脚不能与焊盘正 常接触 元件脚损坏或变形,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/开路,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,4、移位(OFFSET) 元件焊脚偏离相应焊盘的现象 PCB焊盘不规则 元件脚不规则 印刷焊膏移位 贴片移位 回流工艺 操作、传输等,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/移位,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,末端偏移,侧面偏移,侧面偏移,5、墓碑(TOMBSTONE) 元件一头上翘，或元件立起 PCB焊盘设计不合理 元件脚不规则 印刷焊膏移位 回流焊设备故障 其他原因如操作、传输等,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/墓碑,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,6、润湿不良(UNDESIRABLE WETTING) 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,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/润湿不良,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,回流不完全,不润湿,半润湿,焊锡紊乱,7、焊点缺陷(SOLDER POINT DEFECT) 焊点处有裂纹、针孔、吹孔等现象 锡膏质量缺陷 环境恶劣 回流缺陷,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/焊点缺陷,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,裂纹,吹孔,针孔,8、焊锡太多或太少(SOLDER VOLUME FAULT) 焊锡量太多或太少 印刷锡膏量 回流工艺 可焊性,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/润湿不良,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,焊锡太多,焊锡太少,9、元件错(COMPONENT FAULT) 元件少放、放错、极性错等现象 贴片程序 贴片机,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT工艺缺陷分析/元件错,2-2、常见SMT工艺缺陷分析,元件面方向错,元件放错,定位对齐（REGISTRATION） 塌落（SLUMP） 厚度（THICKNESS） 挖空（SCOOP） 圆顶（DOME） 斜度（SLOPE） 锡桥（PASTE BRIDGE） 边缘模糊（NOT CLEAR EDGES）,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：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（REGISTRATION） 锡膏与PAD的对位 最大允许误差应小于 PAD尺寸10%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/定位对齐,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,STENCIL PCB PRINTER,2、塌落（SLUMP） 锡膏的塌陷 最大不应超过PAD长或宽10%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/塌落,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,锡膏粘度太低 环境过热 印刷/脱模速度太快 过大振动或冲击,3、厚度（THICKNESS） 锡膏厚度不均匀 最多允许15%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/厚度,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,STENCIL厚度 STENCIL变形 STENCIL安装 印刷速度太快 脱模速度太快,4、挖空（SCOOP） 锡膏中间挖空 挖空量不应超过最高到最低点的15%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/挖空,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,刮刀压力过大 刮刀刀片太软 开孔太大,5、圆顶（DOME） 锡膏顶部呈圆形突起状 最大不应超过印刷厚度的15%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/圆顶,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,刮刀高度不当 刮刀压力不足,6、斜度（SLOPE） 锡膏上表面呈斜面状 最大应小于最高到最低点的15%,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/斜度,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,刮刀压力过大 锡膏粘度过大,7、锡桥（PASTE BRIDGE） 非连接PAD之间锡膏的搭接现象,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/锡桥,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,锡量过多 STENCIL太厚或开孔太大 STENCIL脏 锡膏粘度过低,8、边缘模糊（NOT CLEAR EDGES） 锡膏边缘模糊， 轮廓不清晰,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：常见SMT锡膏印刷缺陷分析/边缘模糊,2-3、常见SMT锡膏印刷缺陷分析,STENCIL孔粗糙 STENCIL开孔形状不好 STENCIL脏,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：STENCIL对SMT工艺缺陷的影响/SMT工艺缺陷鱼骨图,2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响,SMT工艺缺陷,1、SMT工艺缺陷原因鱼骨图,焊膏,模板,参数,操作员,环境,PCB,元件,机器,刮刀,其他,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：STENCIL对SMT工艺缺陷的影响/STENCIL可能引起的SMT工艺缺陷,2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响,2、STENCIL可能引起的SMT工艺缺陷 STENCIL厚度 多孔或少孔 开孔位置 开孔尺寸 孔壁形状 孔壁粗糙度,锡珠 桥连 移位 墓碑 润湿不良 焊锡太多或太少 元件错,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：STENCIL对SMT工艺缺陷的影响/STENCIL引起缺陷的比重,2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响,3、STENCIL引起缺陷的比重 印刷引起的SMT缺陷超过60% 仅由STENCIL引起的缺陷超过35% 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 PROFILE一旦设定不需经常变化 参数和程序易于调节和控制 STENCIL具有单一性、多变性、针对性和模具特性,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：STENCIL对SMT工艺缺陷的影响/工艺改善,2-4、STENCIL对SMT工艺缺陷的影响,4、 STENCIL对SMT工艺改善的作用 优秀的STENCIL能帮助您做到： 避免STENCIL自身不良带来的工艺缺陷 适应免清洗工艺的需要 改善PCB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 改善回流工艺中表面张力不平衡引起的工艺缺陷 提高PCBA清洁度，增加可靠性,主标题：STENCIL对SMT工艺的影响 副标题：STENCIL对SMT工艺缺陷的影响/结论,2-5、结论,STENCIL是引起SMT工艺缺陷的关键要素 选择合适的STENCIL可改善SMT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,三、STENCIL制造工艺,1、STENCIL的分类 2、腐蚀（ETCH）工艺介绍 3、激光（LASER）工艺介绍 4、电铸（ELECTROFORM）工艺介绍 5、混合（HYBRID）工艺介绍 6、主要工艺方法的比较 7、其他应用工艺,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：内容摘要,按用途分：印锡模板、印胶模板、BGA返 修模板、BGA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 按材料分：不锈钢模板、黄铜模板、硬镍 模板、高聚物模板,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：STENCIL的分类,3-1、STENCIL的分类,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：腐蚀（ETCH）工艺介绍/基本工艺介绍,3-2、腐蚀（ETCH）工艺,1、基本工艺介绍 工艺流程如右图 图例：,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：腐蚀（ETCH）工艺介绍/关键工艺控制要素,3-2、腐蚀（ETCH）工艺,2、关键工艺控制要素 STENCIL开孔设计 FILM制作精度 曝光量控制 側腐蚀控制和补偿 腐蚀液控制,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：激光（LASER）工艺介绍/基本工艺介绍,3-3、激光（LASER）工艺,1、基本工艺介绍 工艺流程如右图 图例：,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：激光（LASER）工艺介绍/关键工艺控制要素,3-3、激光（LASER）工艺,2、关键工艺控制要素 STENCIL开孔设计 激光切割参数调校 激光灯管能量衰减控制,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：电铸（ELECTROFORM）工艺介绍/基本工艺介绍,3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺,1、基本工艺介绍 工艺流程如右图 图例：,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：电铸（ELECTROFORM）工艺介绍/关键工艺控制要素,3-4、电铸（ELECTROFORM）工艺,2、关键工艺控制要素 STENCIL开孔设计 基板图形制作精度 电沉积药液控制 厚度均匀性控制 基板剥离,主标题：STENCIL制造工艺介绍 副标题：混合（HYBRID）工艺介绍,3-5、混合（HYBRID）工艺介绍,腐蚀与激光 腐蚀与电铸 激光与电铸 腐蚀、激光、电铸,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：主要工艺方法的比较/参数比较,3-6、主要工艺方法的比较,参数比较,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：主要工艺方法的比较/应用比较,3-6、主要工艺方法的比较,应用比较,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/内容摘要,3-7、其他应用工艺,1、FLIP-CHIP STENCIL 2、BGA、 BGA植球或维修STENCIL 3、STEP-DOWN STENCIL 4、STEP-UP STENCIL 5、RELIEF-ETCH STENCIL 6、 CAP STENCIL 7、ELECTRO-POLISH STENCIL 8、电镀Ni STENCIL 9、通孔元件回流焊用STENCIL 10、高聚物（POLYMER）STENCIL,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/FLIP-CHIP STENCIL,3-7、其他应用工艺,1、FLIP-CHIP STENCIL 介绍 用于FLIP-CHIP，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 例如： 4 Mil Pitch 2Mil Apertures，1-2Mil Thick Foil，激光或电铸 8 Mil Pitch 4Mil Apertures，2Mil Thick Foil，激光或电铸 16 Mil Pitch 8Mil Apertures，3-4Mil Thick Foil，激光或腐蚀,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/FLIP-CHIP STENCIL/应用工艺,3-7、其他应用工艺,应用工艺 3Mil Thick Laser-Cut Flip Chip Stencil 7Mil Thick Hybrid Stencil Relief Etch 4 Mil Thick on The Bottom of The Hybrid Stencil,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/ BGA、 BGA置球或维修STENCIL,3-7、其他应用工艺,2、 BGA、 BGA植球 或维修STENCIL,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/ STEP-DOWN STENCIL,3-7、其他应用工艺,3、STEP-DOWN STENCIL A、减薄在PCB接触面 B、减薄在印刷面,局部减薄模板 用较厚模板印刷FP或FP元件锡膏时应用 如用0.13-0.15厚模板,0.5 BGA处需减薄到0.1 减薄量一般不超过0.05 “L”至少应大于0.1“ 用电铸或腐蚀实现 一般常用B工艺,L,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺/ STEP-UP STENCIL,3-7、其他应用工艺,4、STEP-UP STENCIL,A、加厚在印刷面 B、加厚在PCB接触面,局部加厚模板 较薄模板印刷较大间距或需较多锡膏时应用 如用0.15模板,在CBGA处需加厚到0.2 加厚量一般不超过0.05 “L”至少应大于0.1“ 用电铸或腐蚀实现 一般常用A工艺,L,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / RELIEF-ETCH STENCIL,3-7、其他应用工艺,5、RELIEF-ETCH STENCIL,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-Chip,1mil Above FC stencil Thick Relief For Through-hole Stencil,0.3mm Relief,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / CAP STENCIL,3-7、其他应用工艺,6、CAP STENCIL,模板上部装保护罩 For COB Applications 机械方法或电铸制作,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / ELECTRO-POLISH STENCIL,3-7、其他应用工艺,7、 ELECTRO-POLISH STENCIL,Etch Stencil,Laser Stencil,为改善腐蚀和激 光STENCIL之孔 壁质量 辅助后处理工艺,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / 电镀Ni STENCIL,3-7、其他应用工艺,8、 电镀Ni STENCIL 为改善腐蚀或激光STENCIL之孔壁质量 低于16MIL间距时可考虑应用 目前较少应用（工艺、价格）,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / 通孔元件回流焊用STENCIL,3-7、其他应用工艺,9、通孔元件回流焊用STENCIL Overprint Stencil Overprint Step Stencil Two Print Stencil,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / 通孔元件回流焊用STENCIL,3-7、其他应用工艺,9、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 例如：2.5mm间距连接器，1.1mm孔径，0.9mm元件脚直径，1.2mmPCB厚时， 采用0.15mm厚，开孔2.25.1mm STENCIL可满足要求,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / 通孔元件回流焊用STENCIL,3-7、其他应用工艺,9、通孔元件回流焊用STENCIL Overprint Step Stencil,要求在通孔及其焊盘位有较多锡膏量时使用 例如:PCB厚超过68mil,孔径大于55mil,元件脚小于25mil时 上STEP更适合橡胶刮刀,下STEP更适合钢刮刀,主标题：STENCIL制造工艺介绍 副标题：其他应用工艺介绍/ 通孔元件回流焊用STENCIL,3-7、其他应用工艺介绍,9、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 Stencil For SMD第一次印刷 Stencil For THD第二次印刷 THD Stencil应有至少0.25mm Relief-Etch THD Stencil一般0.4-0.75mm厚,THD,SMD,主标题：STENCIL制造工艺 副标题：其他应用工艺 / POLYMER STENCIL,3-7、其他应用工艺,10、POLYMER STENCIL By Laser Cutting 能获得好的孔壁质量 应用未能普及， 可能因为： 表面过于光滑 有过大的延展性,四、激光切割STENCIL设备,1、激光切割技术的发展 2、激光切割设备的制造供应 3、激光切割原理和特点 4、国内主要设备性能对照 5、设备新功能介绍,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：内容摘要,4-1、激光切割技术的发展,1、设备技术的发展 1993年，激光开始用于SMT STENCIL制造 设备技术的发展主要在以下几个方面 激光频率越来越高 X/Y精度越来越高 有效切割面积越来越大 速度越来越快 控制功能越来越完备 将来，UV激光有可能取代YAG激光,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：激光切割技术的发展/设备技术的发展,4-1、激光切割技术的发展,2、工艺技术的发展 MARK点切割非常方便可行 可方便实现补孔或扩孔 用Turbo-Cut切割圆孔，速度和精度更高 可选择自动上/下料 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,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：激光切割技术的发展/工艺技术的发展,4-2、激光切割设备的制造供应,目前全球有生产设备200台左右，国内12台左右 设备制造商有德国LPKF，美国LUMONICS，美国DLI等公司。 其中LPKF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： SL600500，SL600， SL600HS，SL800HS,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：激光切割设备的制造供应,4-3、激光切割原理和特点,1、原理,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：激光切割原理和特点/原理,激光源,45度镜,聚焦凸镜,不锈钢片,激光灯激发YAG激光发生器产生脉冲激光 激光经过放大后经45度镜折射 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,4-3、激光切割原理和特点,2、特点 高位置精度。 CAD-CUTTING 自然锥度4-9。 便于焊膏释放 激光切割唇。 保护与隔离,正常聚焦,改变焦距可改变锥度,激光切割唇示意图,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：激光切割原理和特点/特点,4-4、国内主要设备性能对照,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：国内主要设备性能对照,4-5、设备新功能介绍,1、CCD CAMERAL 2、X/Y线性电机驱动系统 3、高频激光及控制系统 4、TURBO-CUT 5、电动控制激光束放大器 6、在线检测,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/内容摘要,4-5、设备新功能介绍,1、CCD CAMERA STENCIL维修，如补孔、扩孔 切割中断后重新开始 印刷面MARK点切割 在线检测功能,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ CCD CAMERA,4-5、设备新功能介绍,2、X/Y线性电机驱动系统 速度快 可达250mm/s 精度高 可达3m 精度稳定性好 磁悬浮免磨损,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ X/Y线性电机驱动系统,4-5、设备新功能介绍,3、高频激光及控制系统 改善孔壁质量。粗糙度可达3m以内 能量输出闭环稳定控制。可不计激光灯衰减 提高切割速度,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ 高频激光与控制系统,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 速度更快，圆度更高 可切割范围70m-800m 切割速度可高达每小时 25000个点 主要用于切割BGA、 BGA圆孔,1-聚焦凸镜 2-圆弧轨迹 3-旋转玻璃体 4-激光束,3,4,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ TURBO-CUT,4-5、设备新功能介绍,5、电动控制激光束放大器 可程序设定焦点高度 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 1-聚焦凸镜 2-切割材料 3-激光焦点,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ 电动控制激光束放大器,4-5、设备新功能介绍,6、在线检测 在线检测X/Y坐标 可预先编程，切割后自动检测数据,主标题：激光切割STENCIL设备 副标题：设备新功能介绍/ 在线检测,请不要随地小便,五、STENCIL设计,1、设计依据 2、设计要素 3、数据形式 4、工艺方法选择 5、材料选择 6、材料厚度选择 7、外框选择 8、印刷格式设计 9、开孔设计 10、案例分析 11、其他工艺要求设计,主标题：STENCIL设计 副标题：内容摘要,5-1、设计依据,1、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 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(Aspect Ratio) : W/T1.5 面积比(Area Ratio) ： (LW)/ 2(L+W) T 0.66,主标题：STENCIL设计 副标题：设计依据/理论依据,5-1、设计依据,2、实际应用 印刷机：印刷机要求STENCIL外框，MARK点在哪面，印刷格式等 PCB：待装配PCB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SMT工艺？测试点是否开孔？ 装配密度：装配密度越高对STENCIL要求越高 产品类别：产品装配质量要求越高对STENCIL要求越高,主标题：STENCIL设计 副标题：设计依据/实际应用,常见印刷机对STENCIL要求一览表,主标题：STENCIL设计 副标题：设计依据/实际应用,5-2、设计要素,2、设计要素 数据形式 工艺方法要求 材料要求 材料厚度要求 框架要求 印刷格式要求 开孔要求 其他工艺需求,主标题：STENCIL设计 副标题：设计要素/内容摘要,5-3、数据形式,1、数据传输 “数据”包括PCB、制做要求文本、CAD文件、FILM等STENCIL相关文件 数据传输可分别用：MODEM、EMAIL、FTP、DISKS、FAX等方式 常常软件采用EMAIL方式，硬文本用FAX或其他方式,主标题：STENCIL设计 副标题：数据形式/数据传输,5-3、数据形式,2、软数据格式 GERBER文件格式，RS-274D或RS-274X 常用CAD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GERBER格式应定义两个方面的内容： X/Y DATA APERTURE LIST,主标题：STENCIL设计 副标题：数据形式/软数据格式,5-4、工艺方法选择,主标题：STENCIL设计 副标题：工艺方法选择,5-5、材料选择,腐蚀法：黄铜或不锈钢 激光法：不锈钢 电铸法：硬Ni 混合法：不锈钢或硬Ni,主标题：STENCIL设计 副标题：材料选择,5-6、材料厚度选择,主标题：STENCIL设计 副标题：材料厚度选择,5-7、外框选择,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STENCIL要求一览表 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； 应用:以固定铝型材使用最广 技术要求: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,主标题：STENCIL设计 副标题：外框选择,5-7、外框选择,1、活动外框 优点：减少储存空间,减少订单成本,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 气动夹紧和机械夹紧两种形式,主标题：STENCIL设计 副标题：外框选择/活动外框,5-7、外框选择,2、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 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,主标题：STENCIL设计 副标题：外框选择/固定外框,5-7、外框选择,3、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 缺点：操作较麻烦,主标题：STENCIL设计 副标题：外框选择/半活动外框,5-8、印刷格式设计,印刷格式：印刷区域在整个STENCIL中的位置及方向 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 四周丝网区域至少应有20mm以保证足够的张力和弹性 最边缘开孔到内粘接边应有50mm以保证刮刀行程 请参见常见印刷机对STENCIL要求一览表,主标题：STENCIL设计 副标题：印刷格式设计,5-9、开孔设计,1、概述 2、开孔形状指导 3、开孔尺寸指导 4、CHIP件开孔设计 5、 SOT开孔设计 6、MELF开孔设计 7、SOIC、PLCC、QFP开孔设计 8、BGA、BGA开孔设计 9、胶水模板开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/内容摘要,5-9、开孔设计,1、概述 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 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 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,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/概述,5-9、开孔设计,2、开孔形状指导 合适的孔壁锥度(4-9)有利于焊膏释放和脱模 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 Aperture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“Underchip”锡珠,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/开孔形状指导,5-9、开孔设计,3、开孔尺寸指导 开孔尺寸应符合宽厚比和面积比公式 一般，Aperture应略小于PAD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1:1 小于0.12mm厚STENCIL时，开孔可考虑按1:1 BGA开孔尺寸应考虑大于PAD,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/开孔尺寸指导,5-9、开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/开孔尺寸指导,5-9、开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/ CHIP件开孔尺寸设计,4A、CHIP件开孔尺寸设计,5-9、开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/ CHIP件开孔形状设计,4B、CHIP件开孔形状设计 主要为防止锡珠的产生 各处0.1mm圆角有助于锡 膏印刷及STENCIL清洁 常见设计如右所示 其他方式见次页,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/CHIP件开孔形状设计,以下为其他经常遇到的形状修改方式,5-9、开孔设计,5、 SOT开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/SOT开孔设计/ SOT89,SOT89,5-9、开孔设计,5、 SOT开孔设计,SOT252,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/SOT开孔设计/ SOT252,5-9、开孔设计,5、 SOT开孔设计,其它SOT,按面积的90%100%开口,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/SOT开孔设计/ 其他SOT,5-9、开孔设计,6、MELF开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/MELF开孔设计,一般开“C”形口并辅以四周倒圆角,5-9、开孔设计,7、SOIC、PLCC、QFP开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/SOIC、PLCC、QFP开孔设计,X2=X1- 0.050.13，Y2=Y1- 0.030.08 R=0.10mm 当Y10.65mm时，Y2/Y1一般在0.450.55间 应综合考虑间距及焊盘大小,5-9、开孔设计,8、BGA、BGA开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/BGA、BGA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 下表是基于8mil厚STENCIL之开孔设计建议方案,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/胶水模板开孔设计,主标题：STENCIL设计 副标题：开孔设计/胶水模板开孔设计,5-10、案例分析,1、减少CHIP锡珠成功案例（一） 2、减少CHIP锡珠成功案例（二） 3、减少IC桥连成功案例 4、减少元件移位成功案例 5、减少润湿不良成功案例,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/内容摘要,5-10、案例分析,1、减少CHIP锡珠成功案例（一）,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/减少CHIP锡珠成功案例,现象 0603元件锡珠较多 原因分析 焊膏活性大 焊点温度上升太快,解决办法 修改STENCIL开口形状 1:1 缩小90% 结果 锡珠下降至600PPM以下,5-10、案例分析,2、减少CHIP锡珠成功案例（二）,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/减少CHIP锡珠成功案例,现象 UnderChip锡珠严重 原因分析 元件下焊膏过多,解决办法 修改STENCIL开口形状 结果 UnderChip锡珠基本杜绝,解决办法 修改STENCIL开口大小 结果 连锡现象减少80%,5-10、案例分析,3、减少IC桥连成功案例,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/减少IC桥连成功案例,现象 0.5Pitch QFP严重连锡 原因分析 锡膏量多 焊膏流动性较大,解决办法 修改STENCIL开口大小 结果 偏移现象减少70%以上,5-10、案例分析,4、减少元件移位成功案例,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/减少元件移位成功案例,现象 有些CHIP元件轻微偏移 原因分析 焊点附近温度上升速度不一致 热气流影响,RF盖,RF盖,解决办法 修改STENCIL的QFP开口 结果 客户对使用效果非常满意,5-10、案例分析,5、减少润湿不良成功案例,主标题：STENCIL设计 副标题：案例分析/减少CHIP锡珠成功案例,现象 QFP连锡，修改后又出 现空焊 原因分析 锡膏润锡性不够,5-11、其他工艺要求设计,1、FIDUCIAL MARK设计 2、拼板要求设计 3、字符要求设计 4、特殊要求设计,主标题：STENCIL设计 副标题：其他工艺要求设计/内容摘要,5-11、其他工艺要求设计,1、FIDUCIAL MARK设计 是否需要：STENCIL与PCB对位应用，用于自动印刷机 位置：应与PCB上MARK位置相对应，依据印刷机的不同来选择在STENCIL之印刷面或PCB接触面，离PCB边应有5mm距离 大小：一般选用1.0-1.5mm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,主标题：STENCIL设计 副标题：其他工艺要求设计/ FIDUCIAL MARK设计,5-11、其他工艺要求设计,2、拼板要求设计 多个单元图形或多个PCB图形集成在一个STENCIL上即为拼板 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 多个PCB图形拼板需提供各PCB GBR，拼板方向及间距 若GBR已经是拼板数据，则不需再设计,主标题：STENCIL设计 副标题：其他工艺要求设计/拼板要求设计,5-11、其他工艺要求设计,3、字符要求设计 记录PCB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 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,主标题：STENCIL设计 副标题：其他工艺要求设计/字符要求设计,5-11、其他工艺要求设计,4、特殊要求设计 特殊应用：根据SMT工艺需要可考虑设计STEP STENCIL，CAP STENCIL，ETCH-RELIEF STENCIL，BGA REWORK STENCIL etc； 特殊工艺：根据SMT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PAD位是否开孔等,主标题：STENCIL设计 副标题：其他工艺要求设计/特殊要求设计,六、STENCIL制造主要环节,1、客户交流及再设计 2、加工制造 3、后处理 4、粘网 5、检验及包装,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：内容摘要,6-1、客户交流及再设计,了解客户要求是STENCIL制造的第一步 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 市场人员及工程人员的技术素质和经验至关重要,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：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 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,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：加工制造,6-2、加工制造,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,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：后处理,6-3、后处理,粘网的好坏将直接影响印刷精度及STENCIL使用寿命 不低于25Ncm的丝网张力及张力均匀性在5Ncm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,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：粘网,6-4、粘网,检验STENCIL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STENCIL外观和使用的所有要素 包装应与不同的运输方式相适应,主标题：STENCIL制造主要环节 副标题：检验及包装,6-5、