IPC-7093 CN 2011 底部端子元器件(BTC)设计和组装工艺的实施.pdf - 第78页

另一个常用的比例和优先技术就是面积比。激光切割模板面积比一般要求大于 0.66 。面积比的计算方法是模板开孔面积除以模板开孔壁的面积。开孔面积除以开孔壁面积等于 L * W / 2 * ( L + W )* T > 0.66 。模板开孔的设计应该按照获得最大的焊膏释放来设计。一般可通 …

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

2011年3月 IPC-7093-C

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---

另一个常用的比例和优先技术就是面积比。激

光切割模板面积比一般要求大于0.66。面积比

的计算方法是模板开孔面积除以模板开孔壁的

面积。开孔面积除以开孔壁面积等于L*W/2*

(L+W)*T >0.66。

模板开孔的设计应该按照获得最大的焊膏释放

来设计。一般可通过下面两种比例来实现，见

图7-7。

IPC-7093-7-5-cn

图7-5 通⽤模板厚度推荐开孔尺⼨

100μm厚度 125μm厚度 150μm厚度

0.690

器件和电路板焊盘大小是0.635mm

模板开孔大小

不按比例

R0.16

R0.08

R0.06

0.565

0.620

IPC-7093-7-6-cn

图7-6 7x7mm和10x10mm BTC元器件散热焊盘模板设计

PPⴤᖴᔰᆄ

#PP䰤䐍

㾶ⴆ

PPⴤᖴᔰᆄ

#PP䰤䐍

㾶ⴆ

PPᔰᆄ

#PP䰤䐍

㾶ⴆ

PPᔰᆄ

#PP䰤䐍

㾶ⴆ

IPC-7093-7-7-cn

图7-7 模板开孔壁⾯积

IPC-7093-C 2011年3月

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---

面积比 = LW/2T (L+W)

宽厚比 = W/T

L和W是开孔长度，T是模板厚度

宽厚比 =

开孔宽度(W)

模板厚度(T)

>1.5

面积比 =

开孔面积(LxW)

开孔孔壁面积(2x(L + W) xT)

>0.66

注：如果开孔与以上所述不同，重新计算面积

比。但为了简化，上面的公式还可使用，并得

出稍微保守的数值。

采用电铸加工的模板，面积比小于0.6也可以得

到很好的良率。IPC-7525模板设计指导有关于

其它模板设计规则的更多信息。

除了模板厚度和开孔设计变量约束以平衡焊膏

量和恰

当的焊膏释放，对带有镀金的BTC元器

件来说，金脆化也是一个问题(与EIG处理的

PCB连接时，更是这样)。为了得到足够的焊膏

量来减轻金脆化，某些情况下可考虑用较厚的

模板或套印。但是，这些施加焊料的方法会导

致焊膏释放和桥接问题。

7.2.5 元器件贴装影响吸取和贴装精度控制

封装元器件的定位和旋转对准，这与设备和工

艺相关。轻微的元器件偏移(偏移焊盘中心小于

25％)在过再流焊过程中会自动对准(见图7-8)。

较大的元器件偏移(偏移焊盘中心大于50％)，

应该在再流焊前清除，因为这会演变成电气短

路，在再流焊时会导致焊料桥接。

7.2.5.1 贴装精度的视觉系统贴装精度是组装

BTC工艺一个非常关键的部分。BTC贴装后出

现的问题，强烈建议不要试图通过移动它来纠

正，这样可能会造成相邻焊点间的桥接，因为

这种连接是无法目视到的。贴片机的精度很

大程度上依

赖视觉系统和吸嘴吸住元器件的

能力。对于这种应用视觉系统匹配也是很重

要的。视觉系统在贴装之前确定了每个元器件

的X、Y和角度补偿。除了确定元器件的偏移，

视觉系统还可以检测元器件尺寸的完整性。电

荷耦合元器件(CCD)摄像系统采用两种光学方

法，它们被称为二元度量和灰度度量。这两种

方法对对比度和亮度变化都是敏感的。

使用机器视觉系

统对准封装元器件有两种流行

的方法：封装轮廓，视觉系统定位封装的外形；

另外一种是端子识别，视觉系统定位封装的端

子或引线。

一些视觉系统可以直接定位焊盘上的金属化图

形。两种方法都适用于BTC贴装。端子识别类

的对准精度会较高，但是因为贴片机要处理较

复杂的视觉信号而速度较慢。识别封装外形吸

取和贴装过程更快，但是精度较差。两种方法

都可以接受，并已得到许多贴片机供应商和合

约

PCB组装厂成功证实。

根据吸取和贴装系统的类型，封装载体形式的

变化是需要的。局部基准点也有利于帮助视觉

系统识别BTC焊盘图形精确位置，这与细间距

四周引线的零部件的情况类似。

IPC-7093-7-8-cn

图7-8 评估再流前最⼤可接受偏移

ⴞḷ ਟ᧕ਇ



!

ᤂ᭦

2011年3月 IPC-7093-C

Provided by IHS under license with IPC

Not for Resale, 11/27/2015 17:57:03 MST

No reproduction or networking permitted without license from IHS

--`,`,,,,,,`,,,```,``````,`,,`,`-`-`,,`,,`,`,,`---