在板级产品的smt贴片加工中,印制板的焊盘设计、以及模板开口对焊点的合格率和可靠性具有重要的作用。将这两者与元件的尺寸关系处理好,焊接产品的质量和可靠性将大幅度提高。因此需要认真审核、评估焊盘设计、模板(钢网)开口以及与元件尺寸的相互关系。接下来,众焱电子小编将接着《深入解析smt开锡膏印刷中的焊盘设计及钢网开口》一文中的内容继续分析介绍。
3、无引脚阵列元件
无引脚元件只有底部可焊端,焊料的高度决定元件的可靠性,焊料越厚,可靠性约高。因此,审核时需要注意的是在保证不桥连的条件下尽量开口加大,模板增厚,以增加焊锡量。
表3:BGA元件设计、钢网工艺审核
改善方法:更改钢网的厚度,将增至0.15 mm厚,中间不增加筋,面积比还能达到1.08。这样既增加焊膏量,同时不影响印刷质量。元件为0.65 mm×0.65 mm的方形、无引脚镀金焊盘,间距1.27 mm。印制板焊盘设计为0.6 mm×0.6 mm锡铅焊盘,模板开口设计为0.65 mm×0.65 mm,厚度0.13 mm,模板开口的面积比为0.65,开口刚刚满足钢网设计要求。此元件的主要问题是工艺问题,即钢网的开口和厚度问题。由于元件无引脚,需要较多的焊膏来垫高焊点,提高焊点的可靠性;同时,元件底部有大量的金层,也需要大量的金属锡来溶解元件表面的金,在焊点中形成AuSn4的金属间化合物。而设计的模板开口中间增加一道0.15 mm的筋,使面积比由1.25降至0.69,导致焊膏量减少。另外,焊盘的尺寸比元件的尺寸小,如果模板1:1开口,焊锡量肯定不够,模板已经做了相应改善。
4、0402元件
0402元件安装的主要问题是立碑。造成元件立碑的原因为元件两端的润湿力不同而导致元件立起。有几个方面导致润湿力不同:
1)元件间距过大,贴装时元件焊端无法完全对称地搭接在焊膏上,焊接时元件两端受到的润湿力不平衡,造成立碑。
2)两焊盘中其中一焊盘大面积接地,造成两边焊盘受热不均匀,润湿力不是同时发生在元件两端而产生立碑。
3)元件其中一焊端出现润湿问题,导致元件受到的润湿力不同而产生立碑。大部分的情况是第一种情况。良好的片式元件设计应该考虑四个方面的要求:对称性、焊盘间距、焊盘剩余尺寸以及焊盘宽度。
针对立碑问题,分析印制板的焊盘尺寸,确认是否是因为间距过大造成的立碑原因。0402元件的焊盘尺寸A、B、G分别为22 mil、25 mil、25 mil,与标准焊盘尺寸对照,G尺寸25mil(应该是0603封装元件的间距)比标准的20mil偏大,造成元件立碑。同时观测印制板焊盘发现焊盘上有过孔,导致焊锡流到过孔中。
5、结论
印制板焊盘设计至关重要,而它不仅涉及到元件的尺寸,而且涉及到钢网的开口、焊点质量和长期可靠性,工艺必须审核,根据元件、焊盘的尺寸,确定钢网的工艺参数,这样才能保证整个smt贴片打样生产不出问题,生产质量和周期才能保证。
本文主要是提供一个审核的方法和程序,希望工艺人员能够进行新产品的工艺审核,将设计缺陷在smt贴片生产制造前修订完成,保证后续钢网工艺正确。这样能够节省整个产品的制造时间,提高焊接可靠性。
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