IPC 7525B-2011 中文版 模板设计指导(钢网设计指南).pdf - 第20页

3.3.1.1 ⾮阶梯套印模板 这 是 一 种 为 满足 通孔 再流焊 接工艺中 需 释放足 够 量的 焊膏 到 PCB 焊盘 上的 要求而 采用 的模板设计。 这 种 模板的 横截 面 显 示 如图 3-16 。 样 例： 模板 用于 中心距为 2.5mm [ 98.4mil ] ， 焊盘 直径 为 1.1mm [ 43.3mil ] ， PCB 板厚为 1.2 mm [ 47.2 mil ] ，在通孔周 围 3.8mm [ 150m…

100%1 / 32
3.3 表⾯贴装和通孔（通孔再流焊接）的混装技术
在这种工艺条件下，SMT和THT器件可以同时：
• 印刷焊膏
• 在PCB上贴片或者插件
• 同时再流焊
对于通孔元器件的模板印刷，需要提供足够的焊
膏量，以确保元件经再流焊接后，焊料能填满整
个孔，并在管脚的周围产生可接受的焊点。表3-3
是典型的通孔再流焊接工艺窗口。
3.3.1 焊膏量 所需焊膏量可采用如下公式来计
算，参考图3-15。这样做可以使用更少的焊膏量。
以下是给通孔施加焊膏的三种模板设计
•非阶梯模板
• 阶梯模板
• 二次印刷模板
V=
T
S
(L
O
×W
O
)+V
H
=
1
S
{T
B
(A
H
-A
P
)+(F
T
+F
B
)+V
P
}
这里：
V = 焊膏使用量
V
P
=留在PCB顶面和/或者底面的焊膏量
S = 焊膏焊接前后收缩因子
A
H
= 通孔的横截面面积
A
P
= 通孔元件管脚的横截面面积
T
B
= PCB板厚
F
T
+F
B
= 满足润湿角度的爬锡体积
T
S
= 薄片的厚度
L
O
= 开孔套印的长度
L
P
= 焊盘的长度
W
O
= 开孔套印的宽度
W
P
= 焊盘的宽度
V
H
= 印刷作业中填满通孔的焊膏量计
备注：填充通孔的焊膏量可以从0%变化到100%，这取决于印刷参数的设置。封闭印刷头更能有效接
近100%，而大角度、高速印刷的金属刮刀会使通孔中焊膏量最小。
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图3-13 仅有印刷功能的15mil厚度模板
1. 板
6 mil
1
15 mil
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图3-14 有胶腔的印胶模板设计
1. 腔体
2. ⼩印胶开孔
3. ⼤印胶开孔
4. 开孔印胶薄⽚
5. 腔体的薄⽚
1
2
3
5
4
表3-3 通孔再流焊⼯艺窗⼝–最⼤范围和理想范围
最⼤范围 理想范围
通孔直径 0.65-1.60mm[25.6-63.0mil] 0.75-1.25mm[29.5-49.2mil]
引脚直径 孔径- 0.075mm[2.95mil] 孔径- 0.125mm[4.92mil]
套印 6.35mm[250mil] <4.0mm[157mil]
模板厚度 0.125-0.635mm[4.92-25.0mil] 0.15mm[7.87mil], 细间距为0.20mm[5.91mil]
2011年10月 IPC-7525B-C
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3.3.1.1 ⾮阶梯套印模板 这是一种为满足通孔再流焊接工艺中需释放足够量的焊膏到PCB焊盘上的
要求而采用的模板设计。这种模板的横截面显示如图3-16。
样例：模板用于中心距为2.5mm[98.4mil]，焊盘
直径为1.1mm[43.3mil]，PCB板厚为1.2mm[47.2
mil]，在通孔周围3.8mm[150mil]内没有其它元器
件的双排通孔连接器。套印模板的开孔宽为2.2mm
[86.6mil]，长为5.1mm[200mil]，模板厚为0.15mm
[5.91mil]能够释放足够的焊膏到通孔中。
3.3.1.2 带阶梯套印模板 如果PCB板更厚，通孔
更大，或者管脚更小，那么需要的焊膏量就更大。
这种情况下，就需要用带阶梯套印模板，它能为
通孔元件提供更多的焊膏，而不会给SMT元件焊盘
释放过多焊膏。这类模板如图3-17所示。K1和K2
是保留距离。K1是阶梯边缘到最近的一个向下阶
梯区域的开孔的距离。K2是通孔开孔到阶梯边
缘的距离。通用设计准则认为，K2可小于0.65mm
[25.6mil]。
通用设计准则认为，对每个向下厚度0.025mm[0.98
mil]K1应该为0.9mm[35.4mil]。K1应该为向下阶
梯厚度的36倍（36X）。例如，一个向下阶梯为0.15
mm[5.9mil]的0.2mm[7.9mil]模板，其K1保留距离
就需要为1.8mm[70.9mil]。也可以把阶梯设置到模
板与PCB的接触面上而不是刮刀面上。如图3-18所
示。这种类型的阶梯模板，在使用金属刮刀时更
为方便，并且对于焊膏密封式印刷头更好。
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图3-15 通孔印焊膏量
1. 俯视图
2. 引脚
3. 通孔
4. 环形焊盘
5. 模板开孔
6. 剖⾯图
7. 模板
8. PCB板
9. 焊膏
10. 引脚
TB
FB
FT
Lp
Lo
Wp
Wo
VP
6
1
Lo
2
3
4
5
Lp
9
8
10
7
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图3-16 ⽆阶梯的模板套印
1. 阶梯模板
2. PCB板
3. 通孔焊盘
4. 通孔
5. 表⾯贴装焊盘
4
3
5
1
2
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图3-17 刮⼑侧的阶梯模板印刷
1. 阶梯模板
2. PCB板
3. 通孔焊盘
4. 通孔
5. 表⾯贴装焊盘
4
3
5
1
2
K1
K2
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K1/K2保留距离规则也可以适用。在保留区域应
该评估接触面的阶梯，保证模板与PCB板密封的良
好性。当在模板的板接触面设置阶梯时，要确认
在阶梯区域的边缘附近没有超细间距的器件。这
种设计会影响阶梯区域的模板密封性能，需要对
模板底部多次清洗。
3.3.1.3 ⼆次印刷模板 某些通孔器件，孔径大而
管脚小或者间距密而板厚。在任一情况下，如使
用前两种模板设计，释放到通孔内的焊膏量均会
不足。这 种二次印刷模板可以将大量焊膏释放
到通孔内。这种模
板设计，厚度通常为0.15mm
[5.9mil]，印刷表面贴装的焊膏。表面贴装焊膏贴
片过炉前，用另一块厚模板在通孔处印刷焊膏。
通常要求在生产线安装第二台印刷机来印刷此焊
膏，模板厚度满足要求（开孔满足面积比和宽厚
比）。因此通常模板厚度为0.4mm到0.75mm。当模
板厚度要求大于0.5mm[20mil]时，开孔可采用激
光切割加电抛光工艺，这种工艺开孔的孔壁形状
良好，更有利于印刷和焊膏释放。在模板的底面
（与PCB接触面）上，对应先在表面贴装焊盘上印
刷焊膏的区域，模板经过凸版蚀刻，蚀刻厚度至
少为0.25mm[9.84mil]。如图3-19所示为二次通孔
印刷模板的横截面图示。
3.4 混合组装技术表⾯贴装/倒装芯⽚贴装 这种技术的应用案例是PCMCIA卡，卡内包含倒装芯片、
TSOPs元器件和片式元器件。需要将倒装芯片和SMT元器件一起贴片，并同时再流焊接所有元器件。
3.4.1 表贴元器件/倒装芯⽚⼆次印刷模板⼯艺 二次印刷模板工艺可满足使用。工艺的第一步就是印
刷倒装芯片用的焊膏或者助焊剂到倒装芯片的焊盘区域。模板厚度通常为0.05mm[2.0mil]或者0.075
mm[3.0mil]，开孔大小为0.13~0.18mm[5.12~7.09mil]。当倒装芯片用焊膏/助焊剂还粘时，需要一个
用于印刷焊膏到其它表贴元件焊盘上
的表面贴装模板。这种模板的一个例子：模板厚度为0.18mm
[7.09mil]，在倒装芯片焊膏/助焊剂的区域有设置局部腐蚀区，局部腐蚀厚度为0.10mm[3.93mil]。
这种应用的二次印刷模板如图3-20所示。
3.5 阶梯模板设计 如果一张模板要有不同的应用，可能需要多种厚度。这些设计概述如下。（见
图3-21和3-22）。
3.5.1 向下阶梯模板 当需要利用一个薄的模板来印刷细间距器件，一个更厚点的模板来印刷其它
器件时，这类型的模板就有用了。例如，一个细间距BGA器件，其间距为0.5mm[20mil]，需要0.1mm
[3.9mil]厚的模板来实现其面积比大于0.66，同时，PCB上的其它器件需要的却是厚度为0.13~0.15mm
[5.1~5.9mil]的模板。这块模板的设计需要在BGA器件区域厚度为0.1mm[3.9mil]的向下阶梯区，而
模板其它地方的厚度却是0.15mm[5.9mil]。阶梯可设计在刮刀面或者是接触面。详细参见3.3.1.2保留
设计指南。
3.5.2 向上阶梯模板 当需要在模板的一个小区域印刷更厚点的焊膏时，这类型的模板就有用了。
例如，一个陶瓷BGA元件，考虑到焊球凸点共面性要求，需要的焊膏厚度为0.2mm[7.9mil]，而其它
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图3-18 接触侧/PCB板侧的阶梯模板印刷
1. 阶梯模板
2. PCB板
3. 通孔焊盘
4. 通孔
5. 表⾯贴装焊盘
4
3
5
1
2
K1
K2
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图 3-19 ⼆次通孔印刷模板
1. ⼆次印刷模板
2. PCB板
3. 通孔焊盘
4. 通孔
5. 表⾯贴装焊盘
6. 焊膏
7. 为焊膏预留空间的凸版蚀刻区域
4
3
5
1
7
6
2
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