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1、SMT 工艺制程控制钢网设计钢网设计SMT 过程印刷或滴注贴片回流印刷引起的工艺问题占：70钢网设计钢网的设计要求钢网材料和制造工艺钢网的开孔设计钢网的制作指标一. 钢网的设计要求正确的锡膏量或胶量 可靠的焊点或粘结强度良好的释放后外形 可靠稳定的接触 容易定位和印刷良好的工艺管制能力影响钢网设计的因素LWTHGXY元件封装种类焊盘的设计印刷机性能元件种类的混合范围焊点质量标准锡膏性能胶量的需求考虑因素z 器件的重量z 焊盘间距z器件的 STAND OFF值的大小z 器件在贴片过程中不至于使胶污染焊盘和焊端二 . 钢网材料与制造工艺 常用钢网材料的比较Performance成本可蚀刻性能化学稳
2、定性机械强度细间距开口的能力黄铜不锈钢钼42 号合金镍NoteNoteNote ：需要电抛光工艺Material黄铜不锈钢镍钼42 号合金常用钢网材料的比较（以黄铜为基准）密度抗拉强度杨氏模量CTE价格1.01.01.01.01.00.971.81.70.61.41.10.71.90.72.91.52.13.00.32.01.12.01.60.32.2钼质钢片特性自润滑特性比不锈钢密度还高耐用性能好：较高的伸缩性、抗拉强度和硬度。抗腐蚀力较强优良的外形或尺寸稳定性钼和不锈钢钢网的比较不锈钢钼钼材网板的孔壁更光滑钢网加工方法 化学腐蚀工艺CAD DATAManufacturer-dependen
3、t Correction factorPhoto-landpatternEtchingProcess对不锈钢也有好的制作工艺能力通常是由双面侵蚀。 step stencil 用单面最经济和常用的技术最适合 step stencil 制作Framing化学腐蚀工艺的缺点工艺所依靠的光绘技术对温度和湿度有一定的敏感性。工艺控制相对较难，对于大小开孔都同时腐蚀较难控制。单面腐蚀孔壁效果较差。双面腐蚀又因不同光绘工序而精度较差。孔壁的形状对锡膏的释放不利。较难在腐蚀工艺中做个别工艺微调。不适合用于微间距工艺上。钢网加工方法 激光切割工艺CAD DATAAuto-data-conversionfed t
4、o machineCuttingProcessFraming? 常用在不锈钢材料上? 从钢网的底部切割以获得梯性开孔孔壁? 投资大（有时价格较高）? 多开孔情况下制造速度较慢? 能处理微间距技术缺点? 孔壁较粗糙? 不能制造 step 钢网 成本和质量的改进使这门技术更加受到欢迎钢网加工方法 电铸工艺CAD DATAManufacturer-dependent Correction factorPhoto-landpatternEtching &forming ProcessFraming一般采用镍为网板材料机械性能较不锈钢更好很好的开孔光滑度和精度可以制出任何厚度的钢网能制出密封垫效果缺点?
5、 价格高? 有时太过光滑，不利于锡膏滚动钢网加工方法 镀镍和抛光工艺表面镀镍：在标准的腐蚀工艺後做表面镀镍处理。 提 高表面的光滑度来得到较好的释放性能。抛光处理：相对较新的工艺，采用二次腐蚀（抛光）达到使孔壁较光滑的效果。抛光的效果抛光前抛光后腐蚀工艺激光工艺不同工艺孔壁的比较腐蚀工艺激光切割工艺腐蚀工艺（过蚀）电铸工艺激光切割工艺与腐蚀工艺微间距开孔的比较腐蚀工艺激光工艺激光切割与化学腐蚀工艺是目前使用最多的钢网制作工艺钢网工艺技术总结腐蚀工艺：经济，特别适于一般非微间距技术用途 质 量会因钢网厚度而变，工艺控制能力不佳激光切割工艺：质量较腐蚀工艺好不适合用于厚度变化钢网上（ Step-S
6、tencil ）可配合抛光使释放质量更好电铸工艺：质量较好，但成本很高，供应商少 不适合用于厚度变化钢网 不需使用抛光等技术也有很好的释放质量抛光和镀镍：使孔壁更光滑的工艺，用在化学腐蚀和激光工艺后，影响开孔尺寸，必须给予补偿三 . 钢网的开孔设计LW开孔尺寸设计的基本原则Lmax W+0.3W/D 2Wmin = 5 solderpowdersize印刷不良造成的焊接缺陷少锡锡珠立碑连锡红胶上焊盘掉件钢网开口的一般原则LW以化学腐蚀方法制作： W/D 1.6 激光切割（用 “钼”制作） W/D 1.2 激光切割 (无抛光工艺，用不锈钢片制作） W/D 1.5 开口面积与孔壁面积之比 :Are
7、a ratio=L*W/(2*(L+W)*D)0.66D钢片厚度钢片厚度的选择原则：开口宽度和钢片厚度的比例要合适，且要有合适的开口面积与孔壁面积之比，以便于印刷过程中锡膏的释放。常见的钢片厚度有：0.1mm ，0.12mm ，0.15mm ，0.18mm ，0.2mm ，0.25mm 按开口 (不锈钢材料 )钢网0.12mm厚度（电抛光）细 间宽度 0.18mm距 长（长宽比 10 ）方 形且最近开口中心开口距 0.4mm圆形最近开口中心距开口0.8mm 且开口直径 0.3mm矩形长*宽开口0.3mm*0.3mm 且长 *宽3mm*3mm0.12mm0.15mm0.180.2mm宽度 0.2
8、25mm宽度 0.225mm宽度 0.27mm（长宽比 10 ）（长宽比 10 ）且（长宽比 10 ）且且最近开口中心最近开口中心距最近开口中心距距 0.5mm0.5mm0.65mm最近开口中心距最近开口中心距最近开口中心距 1.0mm 且开口 1.0mm 且开口直 1.0mm 且开口直直径 0.44mm径 0.44mm径 0.44mm长*宽长*宽长*宽 0.44mm*0.440.5mm*0.5mm 0.6mm*0.6mm 且mm 且长 *宽且长 *宽长*宽 3mm*3mm3mm*3mm3mm*3mm 印胶原则胶量足以将零件粘住并有足够的机械强度，胶在印刷和贴片过程中不会污染焊盘和器件的焊端。
9、刷胶钢片厚度优选 0.2mm ，在 PCB 上无封装比 0805 器件更小，而 大器件较多的前提下，可选钢片厚度为 0.25mm 。 当器件的 standoff 高度大于等于 0.15mm 时，不推荐使用印胶方式。采用如下图所示 “V” 形开口。CYBRA图五X具体的钢网开口尺寸如下： 0603 封装：A=X-0.05; B=Y-0.05 ；C=0.15*A ；R=0.10805 以上（含0805 ）封装（电感元件、钽电容元件、保险管元件除外）：A=X-0.05; B=Y-0.1 ；C=0.3*A ；R=0.15电感元件以及保险管元件，0805 以上（含 0805 ）封装 :A=X-0.05
10、；B=Y-0.1 ；C=0.2*A ；R=0.15对于封装形式为如下所示发光二极管元件，其钢网开口采用如下图所示的开口钽电容钢网开口尺寸与焊盘尺寸为1:1 的关系特殊说明：器件，钢网开口与焊盘设计为1：1 的关系对于 0402BYA发光二极管器件外形封装XA=X-0.1图六B=Y-0.11、 SOT23-1 、SOT23-5开口设计与焊盘为1： 1 的关系。如下图：图七2、SOT89X3A3B3Y2B2Y1B1X1X2A1A2图八尺寸对应关系： A1=X1 ；A2=X2；A3=X3B1=Y1 ； B2=Y2 ；B3=1.6mm3、SOT143开口设计与焊盘为1：1 的关系。如下图：图十焊膏印刷
11、钢网开口设计 小外形晶体类4、 SOT223开口设计与焊盘为1：1 的关系。如下图：图十一 小外形晶体类5、SOT252 ，SOT263 ，SOT-PAK（各封装的区别在于下图中的小焊盘个数不同）X1A1Y1B1Y2B2图十二尺寸对应关系： A1=2/3*X1B1=2/3*Y1 ；B2=Y2 表贴晶振1、对于四脚晶振焊盘设计如右图所示。BYAA=X-0.3图十五XB=Y-0.32、对于两脚晶振焊盘设计如右图，按照 1:1图十六开口。 阻排开口设计与焊盘为1： 1 的关系，如下图：焊膏印刷钢网开口设计 周边型引脚 IC1、 Pitch 0.65mm的 IC2、Pitch 0.65mm的 ICRY
12、BXA图十七X=A，B=0.9*Y圆弧倒角 R=0.05RYBXA X=A，B=Y图十八圆弧倒角 R=0.08焊膏印刷钢网开口设计 BGA1、 PBGA钢网开口与焊盘为1：1 的关系。Pitch 0.8mm 的 PBGA ，推荐钢网开口为与焊盘外切的方形：R0.05图二十焊膏印刷钢网开口设计 BGA2、CBGA ，CCGA对于 1.27mm 间距的 CBGA 或 CCGA 器件， 其对应钢网开口应为 30mil 的圆形开口。对于 1.0mm 间距的 CBGA 或 CCGA 器件， 其对应钢网开口应为 24mil 的圆形开口。焊膏印刷钢网开口设计 BGA 维修用植球小钢网特殊说明：开口设计为圆形
13、，其直径比 BGA 上小锡球的直径大 0.15mm 。 BGA 维修用植球小钢网的厚度统一为 0.3mm焊膏印刷钢网开口设计 通孔回流焊器件焊点焊膏量的计算焊点焊膏量 (Hv LvV)2； Hv通孔的容积Lv 是管脚所占通孔的体积；2 是因为焊膏的体积收缩比为50V上下焊膏焊接后脚焊缝的体积；方形管脚的焊膏量 (R2HLWH V)2；圆形管脚的焊膏量 (R2Hr2HV)2；R通孔插装器件的插装通孔半径；L矩形管脚长边尺寸；W矩形管脚短边尺寸；r圆形管脚半径；H焊点填充厚度；V=0.215R 22(0.2234R1 r)；R1 脚焊缝的半径；注：在实际的工程运算中，V 可以忽略掉：焊膏印刷钢网开
14、口设计 通孔回流焊器件钢网开口的计算钢网开口面积焊点需求的焊膏量钢网的厚度。 圆形钢网开口半径 R（钢网开口面积 /）1/2 方形钢网开口长度 A（钢网开口面积） 1/2 矩形钢网开口长度 L钢网开口面积钢网开口宽度钢网开口一般情况下以孔的中心为对称。 如果在锡量不满足的前提下，钢网开口的中心可以相对通孔的中心发生偏移。 为避免连锡，相邻管脚的钢网开口之间至少应该保持 10mil 的间隙。 为避免锡珠，钢网开口应避开器件本体下端的小支撑点。焊膏印刷钢网开口设计 大焊盘L当一个焊盘长或宽大于 4mm 时（同时另一边尺寸大于 2.5mm) ，此时钢网开口需加网格填充，网格线宽度为 0.4mm ，网
15、格大小为 3mm 左右，可视焊盘大小而均分 Chip 件印胶钢网开口形状统一为长条形，如下图所示：BYW图二十五A（钢网开口尺寸见下页） Chip器件封装开口宽度 W开口长度 B06030.4Y08050.45Y12060.55Y12100.55Y18080.6Y18120.6Y18250.7Y20100.9Y22200.9Y22250.9Y25121Y32181.2Y47321.2YSTC32160.51.6STC35280.62.8STC60320.83.2STC734314.3件*未包含在上述表格内的 CHIP 元件钢网开口宽度按照 W=0.4*A 的方法计算。*当按上述算法算出的 W
16、值超过 1.2mm 时，取 W=1.2mm 。 小外形晶体管A1、SOT23YCXC2、SOT89A=XB B=1/2YC=0.4图二十六D C=3.8D=1.4B B=1.5图二十七印胶钢网开口设计 小外形晶体管3、SOT1434、SOT2525、SOT223W W=0.45A=1/2XAX 图二十八ABA=1/3*BW W=1.0图二十九AA=1/2*BBCC=0.6图三十印胶钢网开口设计 SOIC钢网开口设计如下图所示：W=0.35*ALBL=0.8*B当 W 值按上述算法计算，其值超过 1.6mm 时，则取 W=1.6WA图三十一四 . 钢网制作指标 结构要求3 良好的平整度3 四面平
17、衡的张力和良好的 应力应变能力3 位处中央的印刷图形。3 足够的钢网面积对印刷图 形比。钢网制造指标1. CAD 坐标数据2. 开孔尺寸数据3. 钢网材料4. 钢网厚度5. 钢网大小和丝网宽度6. 框架大小和在设备上的安装方法7. 印刷图形基准（或中心点）8. 丝网张力9. 框架的相对印刷方向10. 钢网厚度11. 清洗剂种类和清洗方法12. 额外要求（如抛光等）这是我们要提供给供应商的数据！其他设计和考虑孔壁粗糙度：例如小于3um.开孔位置精度：例如10um.尺寸稳定性：如在 500mm 尺寸范围 内，尺寸变化小于 20um.开孔图网框平整度：如小于1mm.形位于网框中间，偏差不超过2mm.
18、Power Stencil模板检验报告Model:CR01E8FBREV.0TOPP/C: SN01112531,T:0.15mmDate: 2002-11-11表格编号： PG-4-27-B; LaserCuttingLaserCutting+Electro-polish制造方法：ChemicalEtching Electro-forming检验项目检验内容检验结果外框尺寸铝框尺寸钢片尺寸PCB 位置模板外观开口检查铝框垂直度铝框平整度四角及中间张力 (N/CM)要求长 29”宽 29”长 40”宽 40”长 580宽 580; PCB 居中 PADS 居中；特殊无折痕变形，无污迹氧化，无毛刺，孔壁光滑无多孔漏孔，形状及尺寸正确1/150mm1.5mm30测量结果ACCUAIREJ长 735.0宽 735.0长”宽 40”40长 580.0宽 580.0OKOKOKOK0.7mm123453837393739参考资料1. IPC-7525Stencil Design Guidelines2. IPC-SM-782A*Surface Mount Design and Land Pattern Standard (includes amendment 1)讲课结束谢谢大家
