贴片工艺by icenecro.ppt

1 2 SMD封装形式的发展 1 SMD SurfaceMountDevice 介绍CHIP SOT MELF 0201 0402 0603 IC SOP SOJ PLCC QFP FLIP CHIP TAB BGA BGA CSP MCM 主标题 SMTSTENCIL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 SMTSTENCIL的发展副标题 SMD封装形式的发展 SMD封装应用发展趋势 2 2 常见SMT工艺缺陷分析 锡珠 SOLDERBALL 桥连 BRIDGE 共面 COMPLANATION 移位 OFFSET 墓碑 TOMBSTONE 润湿不良 UNDESIRABLEWETTING 焊点缺陷 SOLDERPOINTDEFECT 焊锡太多或太少 SOLDERVOLUMEFAULT 元件错 COMPONENTSFAULT 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 SOLDERBALLS 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 UNDESIRABLEWETTING 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 SOLDERPOINTDEFECT 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 SOLDERVOLUMEFAULT 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 COMPONENTFAULT 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 PASTEBRIDGE 边缘模糊 NOTCLEAREDGES 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 STENCILPCBPRINTER 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 PASTEBRIDGE 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 NOTCLEAREDGES 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 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 AspectRatio W T 1 5面积比 AreaRatio L W 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 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 PCGERBERetc标准GERBER格式应定义两个方面的内容 X YDATAAPERTURELIST 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 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 05 0 13 Y2 Y1 0 03 0 08R 0 10mm当Y1 0 65mm时 Y2 Y1一般在0 45 0 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 11 其他工艺要求设计 1 FIDUCIALMARK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 FIDUCIALMARK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 FIDUCIALMARK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PCBGBR 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STEPSTENCIL CAPSTENCIL ETCH RELIEFSTENCIL BGAREWORKSTENCILetc 特殊工艺 根据SMT工艺需要可考虑设计HYBRIDSTENCIL POST PROCESSetc 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 1 清洁的重要性和目的在免洗工艺中 STENCIL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SMT工艺缺陷的关键 对FP FP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STENCIL上FLUX残留物 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 清洁的重要性和目的 8 3 STENCIL清洁 2 清洁方法手动擦试自动擦试超声波清洗高压喷淋清洗 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 清洁方法 8 3 STENCIL清洁 3 手动擦试使用预浸过清洁剂的不起毛抹布手动擦试一般用于模板下表面 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 手动擦试 优点 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 8 3 STENCIL清洁 4 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擦拭频率决定于模板类型 元件间距 锡膏 PCB平面度等因素优点 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 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 自动擦试 8 3 STENCIL清洁 5 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超声波频率40KHz左右工艺循环 超声波清洗 低压水喷洗 干燥优点 清除孔内锡膏效果最佳缺点 难以避免污垢的再沉积 需要50 C或以上温度操作 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 超声波清洗 8 3 STENCIL清洁 5 超声波清洗 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 超声波清洗 超声波及溶剂的热作用 超声波清洗设备 8 3 STENCIL清洁 6 高压喷淋清洗溶剂高压清洗 5 10Kg cm 水冲洗 干燥三个环节优点 对锡膏残留 胶水及FLUX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 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 高压喷淋清洗 8 3 STENCIL清洁 6 高压喷淋清洗典型清洗流程WASH为闭环 RINSE为开环 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 高压喷淋清洗 8 3 STENCIL清洁 7 清洁溶剂选择原则 高溶解能力 低表面张力 高安全性常用清洁溶剂 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国外许多公司有生产STENCIL专用清洁剂 Petroferm Alphametals Zestron Kyzen Smartsonic 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL清洁 清洁溶剂 8 3 STENCIL清洁 储存前应对STENCIL作彻底清洁处理无外框STENCIL应竖挂在储存柜内有外框STENCIL应立放或平放在分离货架内 主标题 STENCIL使用和储存副标题 STENCIL储存要求 8 4 STENCIL储存 九 木森STENCIL介绍 1 整体评价2 材料3 外观4 拉网 主标题 木森STENCIL介绍副标题 内容摘要 5 粘网6 钢片表面7 钢片开孔8 质量保证 9 1 整体评价 美观大方 具有鲜明的企业个性极佳的锡膏释放效果快捷交货 正常12小时 最快1小时不是最贵的 但一定是最好的 主标题 木森STENCIL介绍副标题 整体评价 铝框 四角圆滑过渡 表面蓝色处理丝网 高弹力120 200目聚酯丝网和不锈钢丝网不锈钢 日本进口SUS304 HV420以上 厚度公差3 m以内胶水 德国及日本进口优质胶水 主标题 木森STENCIL介绍副标题 材料 9 2 材料 材料及工艺保证整体良好的外观效果独有的外框激光打标 易于管理和查找STENCIL蓝色表面处理既便于清洁又凸现企业个性 主标题 木森STENCIL介绍副标题 外观 9 3 外观 机械式大幅面拉网机保证高精度与高产能特别设计更多拉网头使张力更均匀 主标题 木森STENCIL介绍副标题 拉网 9 4 拉网 独有的 3 2 1 1 的 7步 粘网方式 可保证万无一失 3 铝框与丝网之间三次封胶工艺 2 粘钢片时两次封胶工艺 1 特殊设计的远红外线烘烤固化 1 固化后最后一次封胶工艺共使用三种不同的胶水 主标题 木森STENCIL介绍副标题 粘网 9 5 粘网 表面粗化处理有利于锡膏滚动印刷对钢片印刷面进行精密打磨实现表面粗化 主标题 木森STENCIL介绍副标题 钢片表面 9 6 钢片表面 富有经验的工程师为您精心设计理想的开孔形状和尺寸最新型的激光切割设备提供最高的切割精度可获得最好的开孔剖面锥度 4 9 唯一采用 纯氧切割法 改善孔壁粗糙度使用EP工艺使孔壁质量锦上添花 主标题 木森STENCIL介绍副标题 钢片开孔 9 7 钢片开孔 管理体系保证 ISO9001 2000检验要素保证 钢片切割后与出