网板是印刷工艺的基本工具,目前市面上的网板主要有两种类型,丝网模板和金属网板。丝网模板虽其制作工艺简单但其不适用于目前高精度大批量的SMT生产工艺,渐渐被放弃使用,在这里我们着重介绍生产中被广泛应用的钢网模板。下面众焱电子将接着《SMT锡膏印刷工艺之钢网介绍》中的内容继续进行介绍。
二、钢网开孔介绍
焊膏印刷是SMT贴片加工工艺中的一个关键工艺,特别是对于细间距元件,焊膏印刷过程更需要精细的工艺控制,从而钢网成为焊膏印刷的关键工艺条件之一,因此制作完成的钢网必须有合适的下锡量,良好的脱模效果且能稳定持久使用,经过批量生产验证OK后才可进行标准化。那么怎么才能设计出一套合适的钢网呢,它的设计依据又是什么呢?下面将介绍钢网设计原则和要求,首先钢网开口必须能满足焊膏的有效的释放,IPC-7525文件对钢网开口要求有做定义,它要求钢网的开口必须满足一定的宽厚比和面积比焊膏才能通过网孔顺利转移到PCB上,其定义设计钢网开口的面积比和宽厚比分别大于0.66和1.5,但许多的广州SMT贴片加工厂在实际设计时都会考虑开口最小宽度>5*solder ball size,满足以上焊膏的转移率将在70%以上。
有了合适宽厚面积比只能保证顺利,那么各种元件在焊接时对锡量的要求也是有差异的,所以选择合适钢片厚度也是钢网开口的一个重要环节。
当钢网的基础厚度选定后,开口也满足一般规则,那么下面就应该考量特殊的元件,依据其所在位置我们可设计该区域相应的钢网厚度(即钢网的Setup/down),精细元器件我们还可使用电铸/FG/纳米钢网等来提升印刷品质。如下列举几类开口实例参考(注:方案均经批量生产验证OK)。
片式元件注意开窗内距与料件匹配并进行一定尺寸的倒角帮助焊膏转移,0402以上及Fuse元件还应注意开口的防锡珠(0402设计参考及各类零件倒角尺寸)。
塑封类绕线电感因其可焊端结构的特殊性,在实际生产中常会发生偏移或立碑现象,主要是因为此类电感可焊端可吃锡面积较少,焊膏融化后若零件可焊端位置不能落在焊膏中心,零件的可焊端就很难克服焊膏表面张力,而造成零件偏位或立碑,所以此元料件在设计开窗时一定要结合零件尺寸和可焊端间距并考虑锡量,否则焊接时就容易发生以上的缺陷。
一般IC类元件开孔时除考量焊端和ground pad锡量外,还有考虑到在实际生产中操作中易发生外Pin翘脚现象,在做钢网设计时可适当平移外pin增加下锡量来减少翘脚引起的焊接Open。
BGA器件往往是一块基板核心或主要模块,部分发热量较大的BGA还会安装散热模块,所以其焊接品质和强度至关重要,因此BGA元件在做开口设计时多数会考虑增加四拐角和外围BGA pad的锡量来增加焊接强度,防止在安装散热片或单板测试,组装所附螺丝时造成BGA焊点Cracked。
特殊元器件开口时一定要计算锡量要求,焊端形状及焊接点位置,否则即便锡膏印刷质量满足要求,在Reflow时也会发生焊接缺陷。以下是两种LED焊端结构及开口设计。
三、钢网的管理
1、新钢网验收时要检测张力,观察其孔壁是否光滑,使用底片及实物板比对开口是否有误,钢片Mark的产品型号及版本是否与实际一致;
2、验收OK的钢网贴附内部管控标签并放置于专用储柜/架,方便后续使用时查找及掌控;
3、钢网使用超过12h后建议取下来放入清洗机进行一次清洗,清洗时注意保护网孔和钢片避免划伤,暂时不用的钢网清洗后贴附保护膜防止污染网孔;
4、旧钢网再次上线使用时要检查开口及外观无损伤,张力符合公司要求,印刷时模板与PCB的间隙建议≥0,避免印刷时损伤钢网。
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