IPC-7093 CN 2011 底部端子元器件(BTC)设计和组装工艺的实施.pdf - 第76页

焊盘上，这些方法包括：丝网印刷、模板印刷和滴涂或喷射。焊膏是由金属粉末颗粒和助焊剂均匀混合而成的。焊膏中金属含量( 按重量，一般 90 ％ ) 决定了焊点中的固态合金量。金属粉末颗粒一般是球状。粉末颗粒一致的形状有利于印刷 / 滴涂工艺，同时表面积可减少使焊膏氧化最小化 …

PCB板上焊盘图形和散热焊盘几何形状尺寸必

须可比、位置对齐，确保完全与BTC元器件进

行电气和机械互连。图7-4所示的示例中，表示

了两表面之间可能的接口不齐。

7.2.4 焊膏及其施加焊膏印刷的质量是使用

BTC技术获得高良率高可靠组装的关键因素，

表面组装过程是通过焊膏将BTC端子与板子焊

盘焊接在一起。焊膏可以通过几种方法涂覆到

IPC-7093-7-1-cn

图7-1 底部端⼦元器件良好焊盘图形举例

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IPC-7093-7-2-cn

图7-2 底部端⼦元器件不良焊盘图形举例

不内缩焊盘

内缩焊盘

不良焊点

焊料双侧偏移

不良焊点/填充

焊接高度太低

不内缩式封装

内缩式封装

内缩式PCB设计

不内缩式PCB设计

2011年3月 IPC-7093-C

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焊盘上，这些方法包括：丝网印刷、模板印刷

和滴涂或喷射。

焊膏是由金属粉末颗粒和助焊剂均匀混合而成

的。焊膏中金属含量(按重量，一般90％)决定

了焊点中的固态合金量。金属粉末颗粒一般是

球状。粉末颗粒一致的形状有利于印刷/滴涂工

艺，同时表面积可减少使焊膏氧化最小化。

助焊剂、溶剂和胶

凝剂组成了焊膏剩余部分的

含量。助焊剂中的活化剂清除焊料颗粒、焊盘

图形和BTC端子表面的氧化物，促使再流焊中

有良好的可焊性。溶剂对焊膏的粘性的控制起

重要的作用，它影响流变性质。BTC焊点中的

空洞形成可能与焊膏中的溶剂有关。低沸点的

溶剂和/或不合理的再流参数会增加BTC焊点空

洞的发生率。

对于细间距BTC焊膏印刷，焊膏必须能通过

非

常小的模板开孔。焊膏在一段延续时间内需要

保持可印刷性和粘性，在再流焊之前或再流焊

期间，它必须维持焊膏印刷后的形状。焊膏粘

度、颗粒尺寸和模板寿命是焊膏涂敷的关键参

数。

由于减少产出速度，焊膏滴涂没有像焊膏印刷

那样应用广泛；但是，对于较严格的过程控制，

选择性的滴涂对焊膏量的沉积和放置有更大的

灵

活性。一种技术被称为焊膏喷射，焊膏沉积速

度已有很大提高，同时对焊膏量和位置精度也

有灵活性。喷射技术，需要特殊的焊膏配方，

IPC-7093-7-3-cn

图7-3 搪锡与⾮搪锡BTC对⽐以及导致空焊情况

IPC-7093-7-4-cn

图7-4 过⼩PCB焊盘导致纯锡表⾯处理不能与锡铅焊膏混合的区域

Elektronische Abbildung 1

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在业界很少被接受。作为一种保持较严格的过

程控制的方法，未来更精确的设备和滴涂方法

可使这种技术更可行和更令人满意。

7.2.4.1 颗粒⼤⼩和焊膏选择类型3或4、低残

留、免清洗焊膏(Sn63/Pb37或96.5Sn/3.0Ag/0.5

Cu)经常被应用于BTC封装的安装。然而，水溶

性助焊剂材料也被广泛地使用。焊膏成分往往

是必须贴装在PCB上各种元器件的一个折衷考

虑，市场上有

SMT使用的特定焊膏，这可将焊

点的空洞最小化。

J-STD-005将焊膏颗粒大小进行分类(见表7-1)。

7.2.4.2 模板厚度和开窗设计形成可靠的焊点

是有必要的。BTC类元器件有大量的端子连接，

对焊膏印刷厚度均匀性提出了挑战。为此要在

模板设计时要深思熟虑。模板厚度和开窗蚀刻

几何形状决定了焊膏沉积在元器件焊盘上的精

确量。模板的对齐精度和一致的焊膏印刷量是

再流焊过程稳定的关键。模板一般是用不锈钢

或电

铸镍做成。开窗应该做成梯形的，确保焊

膏均匀脱离模板，减少拉锡。连接BTC的焊点

厚度经再流焊后一般应该在50μm到75μm之间。

开孔修改：

• 规定所有开孔的内角倒角半径≤0.6 mm。

• 所有0.8mm和更小间距的元器件开孔宽度减小

到间距的50％。

• 分区的BTC散热焊盘开窗将减少焊膏印刷量

50％或更少，或按照制造商的具体建议。

注：分区焊膏沉积对某些

元器件来说是不需要

的。当开孔直径大于5.0mm[0.200in]时，要将开

孔分割为多个小开孔。

模板厚度：

引线间距≤0.5mm[0.020in]，推荐使用厚度为

125μm[0.005in]的模板；更大引线间距的模板厚

度建议为150μm[0.006in]。在同一个板上有小引

线间距和大引线间距情况下，可能需要阶梯式

区域。一般BTC阵列和同0402与0201大小的无

源元器件，模板厚度一般要求为125μm。

模板厚度应该考虑使用激光切割

的要求。大散

热焊盘应该使用棋盘图形。模板厚度(C)一般在

100μm到150μm[0.004in到0.006in]范围内。真正

的模板厚度取决于PCB上的表面贴装元器件。

应该使用硬度等于或大于95的橡胶刮刀或金属

刮刀来刮平焊膏。刮刀片的角度、压力和速度

必须细调以保证相等的焊膏转移量。建议印刷好

的板子在安装零件前要进行检查；合适的模板

印刷是其制程

后再流焊良率的重要因素。见图

7-5。

为了能够有效地将热量从封装中带走，增强电

气性能，需要将芯片连接盘焊接到PCB散热焊

盘上。如果焊膏的覆盖面积太大，建议模板开

多个小开孔而不是一个大开孔在散热区域印刷

焊膏。焊膏覆盖率典型效果为50％到80％。图7-

6显示不同模板设计案例，描述达到合理覆盖水

平的方法。

7.2.4.3 焊膏量的重要性能提供良好焊膏释

放

的模板开孔设计是非常重要的。为了得到良好

的焊膏释放，激光切割模板开孔的宽厚比推荐

为大于或等于1.5。宽厚比是模板开孔的宽度与

模板厚度的比值。宽厚比与模板的制造有关，

模板开孔和/或厚度需要被修改以达到可接受的

宽厚比。

使用厚的模板会增加发生锡珠和桥接的机会，

通过减少开孔的尺寸补偿厚度的增加会降低焊

膏释放效率，导致得到低于预期的焊膏量。采

用较薄的模板必须使用1:1的开孔特征比值，即

使轻微的偏移也会增加发生锡珠的机会。而任

何开孔特征比例的减少或不完美焊膏释放就会

出现焊膏不足，焊点不饱满或开路，并可能导

致机械强度差。

不管模板特性如何，组装工厂必须注意印刷工

艺，并由合格的技术人员操作。预处理、焊膏

的流动、操作时间、间隙高度、刮刀片硬度和

速度以及再流制程工艺对于模板细致设计是关

键的，以确保最大的良率和最小的不良率。重

要的是在BTC组装工厂找出采用什么样的印刷

技术。这些工厂都应该能为模板设计局限性提

供建议。

表7-1 颗粒⼤⼩⽐较

焊膏类型⽹筛颗粒最⼤尺⼨[m]

类型2 -200/+325 80

类型3 -325/+500 50

类型4 -400/+500 40

类型5 -500 30

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