【正文】 鋼板得到好的印刷結(jié)果，然後自動(dòng)化幫助使其結(jié)果可以重複。金屬模板概述 By BARRY R. GOUKLER 　　本文介紹，在為一個(gè)印刷工藝訂購(gòu)鋼板(stencil)時(shí)，有一個(gè)明確的經(jīng)驗(yàn)曲線。這個(gè)方法將增加面積比，有助於微型BGA的錫膏釋放。作為一般規(guī)則，將鋼板開(kāi)孔尺寸比焊盤尺寸減少 1~2mil，特別是如果焊盤開(kāi)口是阻焊層界定的。對(duì)鋼板孔壁的光潔度就要求更嚴(yán)厲，以保證良好的錫膏釋放。6mil 厚區(qū)域的寬度應(yīng)該至少和刮刀寬度一樣。一個(gè)例子是，一塊鋼板在所有位置都是 6mil 的厚度，除了CBGA區(qū)域的鋼板厚度為 8mil。這個(gè)臺(tái)階防止通孔印刷期間抹掉表面貼裝錫膏。這個(gè)鋼板通常是 15~25mil 厚，為通孔元件提供足夠的錫膏。在通孔技術(shù)/表面貼裝的情況，第一個(gè)鋼板用正常厚度的鋼板(6mil)印刷所有的表面貼裝錫膏。例子有條碼、測(cè)試通路孔和增加性的蹤跡線。　　在鋼板上朝電路板這一面的陷凹臺(tái)階是鋼板中要求臺(tái)階的另一個(gè)例子。一種情況是對(duì)密間距(finepitch)元件的向下臺(tái)階區(qū)域。來(lái)自顧客的所有反饋肯定這種形狀的開(kāi)孔比圓形開(kāi)孔提供較好的錫膏釋放。都還應(yīng)該選擇提供鏡亮的內(nèi)孔壁的鋼板技術(shù)?！　】墒?，微型BGA是一個(gè)例外，特別是在銅箔限定的焊盤這種情況。通常，鋼板開(kāi)孔應(yīng)該略小於電路板焊盤?？墒?，如果長(zhǎng)度沒(méi)有達(dá)到寬度的五倍，那麼應(yīng)該用面積比(二維模式)來(lái)預(yù)測(cè)錫膏釋放。表一中的例5說(shuō)明一個(gè) 11mil 的圓形開(kāi)孔。通常，這些元件在板上有 12mil 的圓形焊盤、15mil 的阻焊層開(kāi)口。 選擇一種有非常光潔孔壁的鋼板技術(shù)。 對(duì)於這種情況應(yīng)該考慮一個(gè)或者全部三個(gè)選擇：使用一種光滑孔壁的鋼板技術(shù)將產(chǎn)生很好的錫膏釋放和連續(xù)的印刷性能。表一,各種表面貼裝元件的寬深比/面積比舉例例子開(kāi)孔設(shè)計(jì)寬深比面積比錫膏釋放1QFP 間距20 10x50x5+2QFP 間距16 7x50x5+++3BGA 間距50 圓形25 厚度6+4BGA 間距40 圓形15 厚度5++5微型BGA 間距30 方形11 厚度5+++6微型BGA 間距30 方形13 厚度5+++ 表示難度.　　表一列出對(duì)典型表面貼裝元件(SMD)的開(kāi)孔設(shè)計(jì)的一些實(shí)際例子中的寬深比/面積比。一些鋼板技術(shù)比其他的更好地達(dá)到較高百分比的錫膏釋放。經(jīng)過(guò)電解拋光的鐳射切割鋼板得到比非電解拋光的鐳射切割鋼板更光滑的內(nèi)孔壁。　　鋼板技術(shù)對(duì)錫膏釋放的百分比也起一個(gè)主要作用。當(dāng)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于寬度時(shí)，面積比與寬深比相同。對(duì)於可接受的錫膏釋放的一般接受的設(shè)計(jì)指引是，、。錫膏從內(nèi)孔壁釋放的能力主要決定於三個(gè)因素：鋼板設(shè)計(jì)的面積比/寬深比(aspect ratio)、開(kāi)孔側(cè)壁的幾何形狀、和孔壁的光潔度。然後，在電路板/鋼板分開(kāi)期間，錫膏釋放到板的焊盤上。開(kāi)孔尺寸[寬(W)和長(zhǎng)(L)]與鋼板金屬箔厚度(T)決定錫膏印刷於PCB的體積。 錫膏釋放與錫磚的理論體積(長(zhǎng) X 寬 X 厚)的比例 　　鋼板開(kāi)孔的設(shè)計(jì)　　IPC的鋼板設(shè)計(jì)指南將要談到的一個(gè)普遍詢問(wèn)的關(guān)於鋼板的問(wèn)題是，開(kāi)孔設(shè)計(jì)怎樣影響印刷性能。 微型BGA/晶片級(jí)包裝(CSP)的鋼板設(shè)計(jì) 塑膠球柵陣列(PBGA)的鋼板設(shè)計(jì) 混合技術(shù)：通孔/表面貼裝鋼板設(shè)計(jì) 臺(tái)階/釋放(step/release)鋼板設(shè)計(jì) 鋼板厚度 鋼板設(shè)計(jì)指南應(yīng)該詳細(xì)地探討每一個(gè)這些問(wèn)題：最終檔，IPC 7525，現(xiàn)已發(fā)佈。該小組委員會(huì)的目標(biāo)是要提供IPC：電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)鋼板設(shè)計(jì)指南檔?！　啄昵埃瑢?duì)一個(gè)正規(guī)的、容易理解的鋼板設(shè)計(jì)指南的需求是所公認(rèn)的。新的工藝工程師在指定用於印刷錫膏或膠水的鋼板(stencil)時(shí)會(huì)喜歡一些基本的鋼板設(shè)計(jì)指南。鋼板設(shè)計(jì)指南 By William E. Coleman, . 　　本文窺視一個(gè)工業(yè)小組委員會(huì)涉及工藝工程師對(duì)鋼板設(shè)計(jì)的幾個(gè)共同關(guān)注的檔。這個(gè)困局可以通過(guò)良好的鋼板涉及與製造技術(shù)得到控制。變化量不應(yīng)該超過(guò)最高到最低點(diǎn)的20%。由於過(guò)大的刮刀壓力可能發(fā)生這個(gè)情況。 通常是刮刀刀片高度調(diào)整不當(dāng)或刮刀壓力不足的結(jié)果，它會(huì)增加材料的量，可能引起錫橋、污染或焊點(diǎn)開(kāi)路。 這個(gè)缺陷可能引起錫點(diǎn)的錫量不足，或膠點(diǎn)的膠量不足，無(wú)法將元件固定。 挖空(scoop)。材料多可能造成錫點(diǎn)太飽滿或錫橋，對(duì)膠劑情況會(huì)污染錫點(diǎn)或開(kāi)路。20%。 厚度(thickness)。塌落數(shù)量對(duì)錫膏應(yīng)該限制在焊盤長(zhǎng)或?qū)挾鹊?5%，對(duì)膠劑為開(kāi)孔長(zhǎng)或?qū)挾鹊?5%。 塌落(slump)。最大允許定位誤差對(duì)錫膏應(yīng)用應(yīng)該為焊盤長(zhǎng)或?qū)挾鹊?5%，對(duì)膠劑應(yīng)用為開(kāi)孔長(zhǎng)或?qū)挾鹊?5%。 定位對(duì)齊(registration)。逐級(jí)增加的鋼板很少見(jiàn)，但它可以增加局部區(qū)域的錫膏量(例如，當(dāng)錫膏入孔印刷用於插入安裝的元件時(shí))。階梯形鋼板用來(lái)改變錫膏的量。方形引腳比圓形引腳更困難，而粗的引腳是很困難的，因?yàn)樗蠓浅６嗟腻a膏量。插入安裝的元件可以使用錫膏入孔(pasteinhole)的印刷工藝來(lái)回流焊接。IPC7525按元件類型提供了詳細(xì)的推薦。我自己的試驗(yàn)多次證實(shí)了這些推薦值。面積比是焊盤面積除以開(kāi)孔側(cè)壁面積。就鋼板而言，涉及鋼板的最關(guān)鍵因素包括，縱橫比、面積比、孔壁的表面光潔度和幾何形狀。材料的體積(錫膏與膠劑)主要由開(kāi)孔尺寸和金屬箔厚度來(lái)控制。這個(gè)改善了錫膏釋放，因此提高鋼板性能。這個(gè)方法主要用於錫膏釋放成問(wèn)題和要求非常好的準(zhǔn)確性和精度的應(yīng)用。鎳被電鍍?cè)陉帢O金屬心上，直到達(dá)到所希望的鋼板厚度?？刮g劑比所希望的鋼板厚度大?；瘜W(xué)蝕刻用於開(kāi)較大的孔，而鐳射切割用於開(kāi)密腳孔。通常鐳射切割用於密腳元件，但也可用於整塊板。在某些情況下，這將改善錫膏的釋放。鐳射切割涉及的步驟比化學(xué)蝕刻要少。感光工具結(jié)合使用一種補(bǔ)償橫向蝕刻的蝕刻因數(shù)。一種可感光成像的抗蝕劑層壓在金屬箔的兩面，然後一個(gè)含有開(kāi)孔圖像的兩面感光工具小心地與金屬箔一起定位?；瘜W(xué)腐蝕(chemical etching)和鐳射切割(laser cutting)移去材料(減的方法)，而電鑄(electroforming)則以化學(xué)的方法增加材料(加的方法)。除非處理鋼板很小心，否則損壞的危險(xiǎn)性是很高的。使用者將鋼板裝到框架內(nèi)，通過(guò)框架上的張緊機(jī)構(gòu)來(lái)拉緊。這個(gè)概念源自于高混合的運(yùn)作，使用大量的鋼板，其儲(chǔ)存成為問(wèn)題。鋼板安裝在框架上是通過(guò)膠和聚酯或不銹鋼網(wǎng)，它把鋼板拉緊，保持張力，避免翹曲或扭曲?？蚣艿某叽缤ǔQ定於使用的方法。該檔將消除一些圍繞在鋼板設(shè)計(jì)與製造周圍的巫術(shù)，這將是我們工業(yè)的巨大受益。不幸的是，許多人不知道這些基本規(guī)則的存在。我注意到無(wú)數(shù)的例證，許多公司在印刷機(jī)和檢查設(shè)備上花了大筆的錢，但還是繼續(xù)有嚴(yán)重的印刷問(wèn)題。鋼板，一個(gè)關(guān)鍵的因素，應(yīng)該得到相當(dāng)大的注意力?！　〔还苁褂媚囊环N方法，關(guān)鍵是要有足夠的錫膏量鋼板：又出問(wèn)題了？Stencils: Foiled Again!By Robert Rowland印刷是遵循流體動(dòng)力學(xué)的一個(gè)過(guò)程?！　∠蛏系呐_(tái)階鋼板在通孔零件的一小部分內(nèi)比鋼板其他部分更厚。　　對(duì)於那些在一面印刷足夠的錫膏困難的情況，錫膏也可以在另一面印刷。如果沒(méi)有做到這一點(diǎn)，就不可能套印，因?yàn)槠渌副P擋道了。有許多方法可以做到這一點(diǎn)，最常見(jiàn)和所希望的就是套印(overprint)。這個(gè)錫膏印刷方法可以在通孔中充滿錫膏。一項(xiàng)最近的研究是使用內(nèi)置式刮板通過(guò)直接壓力將錫膏印刷在板上的印刷機(jī)?？墒?，相同零件各焊接點(diǎn)的圓角尺寸將有點(diǎn)不同。最小間隙越小，需要用來(lái)填充通孔的錫量越少，但是更難把元件插入板內(nèi)?！　∫_與通孔之間的最小間隙決定需要滿足圓角要求的錫膏量。在這些約束下，引腳浸錫膏(pininpaste)工藝開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是，在具有高密度引腳元件的通孔裏面和周圍印刷足夠的錫膏，使得在底面形成可接受的焊接點(diǎn)，滿足IPC610的要求?！　PC610對(duì)通孔焊接點(diǎn)的可接受標(biāo)準(zhǔn)是底部圓角的存在和在板的厚度上至少充滿75%的通孔。更應(yīng)該知道的是，引腳直徑與通孔之間的適當(dāng)比率可使得錫膏通過(guò)毛細(xì)管作用進(jìn)入通孔內(nèi)。這是非常簡(jiǎn)單並且為大部分人所理解的?！　」I(yè)已經(jīng)成功地使用通孔錫膏工藝或其變化工藝來(lái)焊接通孔元件?！　∪绻娐钒宓牡诙嬗锌苫亓骱附拥谋砻尜N裝元件，那麼回流焊接通孔元件不會(huì)節(jié)省任何工藝步驟。還應(yīng)該確定元件是否為潮濕敏感性的 如果是，則焊接之前必須烘焙。　　通孔錫膏工藝是較新的，但是一些領(lǐng)先的公司已經(jīng)使用多時(shí)了?？墒牵?dāng)使用通孔錫膏工藝時(shí)，表面貼裝和通孔元件都是在回流焊接工序內(nèi)焊接。引腳浸錫膏(pininpaste)、侵入式回流焊接(intrusive reflow soldering)和通孔回流焊(ROT, reflow of throughhole)是這個(gè)工藝的其他名字。例如，在頂面有很少的通孔元件的雙面SMT板(兩面都有有源元件，諸如PLCC)的混合裝配中，對(duì)通孔元件使用印刷錫膏可能是合算的。 　　通孔元件的通孔錫膏(pasteinhole)工藝　　雖然工業(yè)走向更密間距和球柵陣列(BGA)，但還必須處理混合裝配中的通孔元件?！　‘?dāng)使用密間距時(shí)，工藝的複雜性增加了。重要的是良好的程序控制和鋼板設(shè)計(jì)?！　∫粋€(gè)更新的方法是使用金屬刮板，密間距與其他元件都沉積同樣的錫膏厚度。臺(tái)階式鋼板要求橡膠的刮板(squeegee)來(lái)使錫膏通過(guò)鋼板孔。　　為了避免印刷問(wèn)題，有人使用雙臺(tái)階(dualstep)鋼板(~、~)。錫膏沉積不夠引起焊錫不足或者完全開(kāi)路。當(dāng)使用密間距時(shí)，問(wèn)題是複合的，造成相鄰引腳之間的錫橋。密間距也要求不同的錫膏(solder paste)。雖然這個(gè)過(guò)程開(kāi)始很慢和費(fèi)力，但最終可以取得熟練和速度，結(jié)果得到高品質(zhì)的PCB的高效率的生產(chǎn)密腳與通孔元件的錫膏印刷 By Ray P. Prasad 　　本文介紹：在混合裝配(mixedassembly)電路板上的密間距(finepitch)和通孔(throughhole)元件的錫膏印刷。一旦在特定的爐上取得經(jīng)驗(yàn)，則會(huì)有較好的“感覺(jué)”來(lái)作多大幅度的調(diào)整。這是因?yàn)橐粋€(gè)給定區(qū)的改變也將影響隨後區(qū)的結(jié)果。選擇與實(shí)際圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。 首先，必須證實(shí)從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時(shí)間和所希望的加熱曲線居留時(shí)間相協(xié)調(diào)，如果太長(zhǎng)，按比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。F)的自動(dòng)觸發(fā)器，允許測(cè)溫儀幾乎在PCB剛放入傳送帶進(jìn)入爐時(shí)開(kāi)始工作，不至於熱電偶在人手上處理時(shí)產(chǎn)生誤觸發(fā)。例如，38176。C(176。下一部將PCB放入傳送帶，觸發(fā)測(cè)溫儀開(kāi)始記錄資料?？纯词謨?cè)上其他需要調(diào)整的參數(shù)，這些參數(shù)包括冷卻風(fēng)扇速度、強(qiáng)制空氣衝擊和惰性氣體流量。F)C)210176。F)回流250176。F)150176。F)活性177176。F)140176。 表一、典型PCB回流區(qū)間溫度設(shè)定 區(qū)間區(qū)間溫度設(shè)定區(qū)間末實(shí)際板溫預(yù)熱210176。本文中將考慮的是區(qū)間溫度而不是顯示溫度。顯示溫度只是代表區(qū)內(nèi)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度將相對(duì)比區(qū)間溫度較高，熱電偶越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間溫度。 4 分鐘 = 每分鐘 英尺 = 每分鐘 18 英寸。 作溫度曲線的第一個(gè)考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定PCB在加熱通道所花的時(shí)間。 理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)係。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛，因?yàn)槠涫褂脧V泛，該合金的熔點(diǎn)為183176。 今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。C，或達(dá)到回流峰值溫度比推薦的高。典型的峰值溫度範(fàn)圍是205~230176。這個(gè)區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子，將提高可焊接性能，使用者有一個(gè)較大的處理視窗。C，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑沒(méi)有足夠的時(shí)間活性化，溫度曲線的斜率是一個(gè)向上遞增的斜率。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25~33%。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過(guò)每秒2~5176。大多數(shù)錫膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最後一個(gè)區(qū)冷卻。(圖一、將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間)錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的資訊對(duì)溫度曲線是至關(guān)重要的，如：所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。還有一種方法來(lái)附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒(méi)有其他方法可靠。有幾種方法將熱電偶附著於PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點(diǎn)儘量最小。熱電偶必須長(zhǎng)度足夠，並可經(jīng)受典型的爐膛溫度?，F(xiàn)在許多回流焊機(jī)器包括了一個(gè)板上測(cè)溫儀，甚至一些較小的、便宜的臺(tái)面式爐子。在開(kāi)始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著於PCB的工具和錫膏參數(shù)表。因此，必須作出一個(gè)圖形來(lái)決定PCB的溫度曲線。每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。帶速?zèng)Q定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。溫度曲線是施加於電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過(guò)程中在任何給定的時(shí)間上，代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。 因 此 ：最密引腳間隔最小絲孔最大印刷速度50 thou25 thou每 秒 50 mm25 thou thou每 秒 25 mm16 thou8 thou每 秒 16 mm結(jié) 論無(wú) 論 你 采 用 的 絲