SMT与PQFN的印刷和贴装张课件

1、0201 、01005的印刷和贴装精度直接影响回流焊接的质量，例如，印刷和贴装偏移会增加锡桥、锡珠、元件位置偏移和立碑的机会。 1、 0201 、01005的印刷和贴装第1页，共33页。0201、01005模板开口设计ACDBbcedf用钢板的开口尺寸和形状来调整錫量和元件位置第2页，共33页。模板开口设计0201 （0.6mm0.3mm）焊盘设计0.260.300.240.150.310.200.150.600.080.230.350.26模板厚度：0.10.12mm宽(W)/厚(T)1.5(2.62.16)面积比：0.66(0.7460.62)优选矩形在面积比相同的情况下，矩形开口的焊膏释

2、放量比园形、椭圆形大第3页，共33页。模板开口设计01005电容器 （0.4mm0.2mm）焊盘设计0.210.220.160.100.150.120.100.400.080.170.250.21模板厚度：0.075mm宽(W)/厚(T)1.5(2.8)面积比：0.66(0.76) 优选矩形: 在面积比相同的情况下，矩形开口的焊膏释放量比园形、椭圆形大; 另外园形焊盘对节省PCB面积也没有任何好处。第4页，共33页。模板开口设计01005电阻器 （0.4mm0.2mm）焊盘设计0.190.220.160.100.150.120.100.400.080.170.250.19模板厚度：0.075m

3、m宽(W)/厚(T)1.5(2.5)面积比：0.66(0.72) 优选矩形: 在面积比相同的情况下，矩形开口的焊膏释放量比园形、椭圆形大; 另外园形焊盘对节省PCB面积也没有任何好处。第5页，共33页。模板加工方法（1）采用激光+电抛光工艺（2）采用电铸工艺01005必须采用电铸工艺第6页，共33页。0201可选择4#粉，2038 m01005可选择4#粉或5 #粉 （5 #粉： 1525 m ）焊膏合金粉末颗粒尺寸第7页，共33页。0201的贴装问题尺寸：L0.6xW0.3xT0.25 mm 重量：約0.15mg体积：比0402小77%焊盘面积：比0402小66%用途：目前大多用于手机, P

4、DA, GPS等无线通讯等产品。第8页，共33页。01005尺寸左右：01005、 01005、 0201、0603与0201元件相比，01005能够节省约50%电路板面积第9页，共33页。0201、01005的贴装问题1)高速机设备的精准度。2)高密度, 元件间贴装位置互相干涉。3)元件太轻,造成焊接不良。 0.150.2mm的窄间距贴装 元件间距走势图第10页，共33页。窄间距贴装元件间位置互相干涉吸嘴吸嘴外形的误差量吸嘴中心与元件中心的偏移量Gap(相邻元件间距)后贴元件先贴元件焊盘元件尺寸误差程序贴片位置第11页，共33页。0201、01005贴装问题的解决措施0201特点控制内容解决

5、措施重量轻真空吸力贴片压力移动速率真空吸力需降低贴片压力需降低移动速率需降低面积小吸件偏移贴片偏移双孔式真空吸嘴高倍率Camera吸嘴X/Y/Z轴运动的实时闭环反馈吸取位置和贴装高度的控制贴片方式为0201元件专门开发的盘带送料器第12页，共33页。双孔式真空吸嘴要求吸嘴的设计尽量加大真空的接触表面积；吸嘴必须高度耐磨，因为磨损和腐蚀作用会减小接触面积；第13页，共33页。无接触拾取方式无接触拾取可减小震动传统拾取第14页，共33页。0201元件要求99%的吸取可靠性 ，准确的元件视觉识别和贴装的可重复性 为了达到99.9%的吸取率、以及3的贴装精度（60m）的目标，机器精度成为首要问题采用高

6、倍率Camera第15页，共33页。控制方法1)贴装头配置侧面CCD，实现三个轴上的闭环实时反馈，吸嘴能够沿X,Y和Z轴移动 1)当没有三个轴上的实时闭环反馈时，送料器的校准是关键的。吸取位置公差的控制 纠正吸嘴X/Y/Z轴的运动是保证稳定和持续的元件吸取的关键要求X /Z轴方向0.1mm， Y方向0.07mm吸嘴第16页，共33页。在助焊剂或双面胶带上贴装时，元件不会发生由于超程的滑移，但是在锡膏上时会发生。原因是锡膏的合金颗粒直径。为了补偿Z轴纠正，机器必须具有实时的反馈机构，测量每个元件的厚度。当颗粒大于20m时，元件就有可能偏斜，因为颗粒在焊盘上分布不均。而且元件贴装时间是几毫秒，所以

7、任何不平的表面度可能造成元件偏斜或移动。这就是为什么热风整平(HASL)的板不适合于0201的原因。贴装高度（ Z轴）的控制当元件在Z方向超程冲击焊锡颗粒时，由于反作用力的改变，元件将会向短边方向滑行 。元件底部与PCB焊盘表面之间的间隙应大于合金颗粒直径（ 4060m ）为了准确控制Z方向行程，PCB支撑系统必须为板的拱形提供足够的纠正第17页，共33页。高密度贴装时，把印刷焊膏偏移量的信息传输给贴装机，贴装元件时对位中心是焊膏图形，而不是焊盘。贴装01005（公制0402）工艺中采用APC系统后，明显的减少了元件浮起和立碑现象。日本松下为了应对高密度（01005）贴装开发了APC系统APC

8、系统（Advanced Process Contrl）通过测定上一个工序的品质结果，来控制后一个工序的技术。应用APC贴装传统贴装第18页，共33页。为0201、01005元件专门开发卷带送料器也有助于更精确和更快速的元件贴装。第19页，共33页。贴装精度与PCB焊盘平整度、厚度有关一般采用：Ni/Au板 OSP热风整平(HASL)的板不适合于0201、01005第20页，共33页。新焊端结构:LLP（Leadless Leadframe package ）MLF（Micro Leadless Frame ）QFN(Quad Flat No-lead)2、新型封装PQFN的印刷、贴装和返修第2

9、1页，共33页。QFN封装具有良好的电和热性能、体积小、重量轻，已成为许多新应用的理想选择。Plastic Quad Flat Pack No Leads (PQFN)方形扁平无引脚塑料封装 第22页，共33页。一种只裸露出封装底部的一面，其它部分被封装在元件内PQFN导电焊盘有两种类型 另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分 第23页，共33页。PQFN两种导电焊盘的焊点形状两种导电焊盘导电焊盘在底部的焊点导电焊盘暴露在侧面的焊点第24页，共33页。大面积热焊盘的设计=器件大面积裸露焊盘尺寸；导电焊盘与器件四周相对应的焊盘尺寸相似，但向四周外恻稍微长一些（0.30.5mm）。 焊盘设计0.30.5

10、mm器件示意图焊盘的设计示意图第25页，共33页。四周导电焊盘的模板开口设计与模板厚度的选取有直接的关系。根据PCB具体情况可选择100 150um较厚的模板可缩小开口尺寸较薄的网板开口尺寸1：1面积比要符合IPC-7525规定。推荐使用激光加工并经过电抛光处理的模板。四周导电焊盘的模板开口设计宽(W)/厚(T)1.5面积比：0.66第26页，共33页。再流焊时，由于热过孔和大面积散热焊盘中的气体向外溢出时容易产生溅射、锡球和气孔等各种缺陷，减小焊膏覆盖面积可以得到改善。对于大面积散热焊盘，模板开口应缩小2050%。焊膏覆盖面积5080%较合适。PQFN散热焊盘的模板开口设计第27页，共33页

11、。PQFN的印刷、贴装与CSP相似，由于不能目视检测，要求提高印刷和贴装精度。选择高质量的焊膏。建议选择3号焊粉，采用免清洗工艺。 印刷后必须进行焊膏图形及焊膏量检测。贴装时注意贴片压力（Z轴高度）。焊膏量过多或贴片压力过大会造成锡珠或桥接。提高印刷和贴装精度第28页，共33页。焊后检查与CSP相同。但X-Ray对PQFN焊点的少锡和开路无法检测，只能依靠外部的焊点的情况加以判断 。PQFN焊后检查第29页，共33页。PQFN的焊接点完全处在元件体底部，桥接、开路、锡球等任何的缺陷都需要将元件拆除，与BGA、CSP的返修相似。由于PQFN热焊盘的热容量大，又是被使用在高密度的组装板上，返修的难度大于BGA。由于重量轻，焊料熔化时的表面张力很大，焊接时如果温度均匀性不好，焊料的熔化没有同时发生，那么在已熔化焊料表面张力的作用下，器件就会发生“自移动”（CHIP SWIMMING） 因此PQFN的返修对温度均匀性要求更为严格，PQFN的返修第30页，共33页。涂敷焊膏的方法有三种：方法1