⑵ 激光切割模板
•激光切割可直接从原始Gerber数据产生,没有摄影步骤。因此,消除了位置不正的机会
•当在同一块PCB上元器件要求焊膏量悬殊比较大时,可以通过扩大、缩小开口、修改开口形状来增加或减少焊膏量
•加工精度高,适用于0.020" (0.5mm)以下间距的较高密度的模板。
•主要缺点是机器单个地切割出每一个孔,孔越多,花的时间越长,模板成本越高。
⑶ 混合式模板
•混合式(hybrid)模板工艺是指:先通过化学腐蚀标准间距的组件,然后激光切割密间距(fine-pitch)的组件。这种“混合”或结合的模板,得到两种技术的优点,降低成本和更快的加工周期。另外,整个模板可以电抛光,以提供光滑的孔壁和良好的焊膏释放。
⑷ 电铸成形
•电铸成形是一种递增工艺
•电铸模板的精度高,开口壁光滑,适用于超密间距产品,可达到1:1的纵横比
•主要缺点:因为涉及一个感光工具(虽然单面)可能存在位置不正;对电解液的浓度、温度、电流、时间等工艺参数要求非常严格;如果电镀工艺不均匀,会失去密封效果,可能造成电铸工艺的失败;另外电铸成形的速度很慢,因此成本比较高。
三种制造方法的比较
4. 台阶/释放(step/release)模板设计
•台阶/释放模板工艺,俗称减薄工艺
•为了减少密间距QFP的焊膏量,通过事先对该区域的金属板进行蚀刻减薄,制出一个向下台阶区域,然后进行激光切割。
•要求向下台阶应该总是在模板的刮刀面(凹面向上) ,在QFP与周围组件之间至少0.100“(0.254mm)的间隔,并使用橡胶刮刀。
•减薄模板还应用于有CBGA和通孔连接器场合。例如一块模板除了CBGA区域的模板厚度为 8-mil,其它所有位置都是 6-mil 的厚度;又例如,一块模板除了一个边缘通孔连接器的厚度为 8-mil,其余部位都是 6-mil 厚度。
5. 台阶与陷凹台阶(relief step)的模板设计
•台阶与陷凹台阶模板是指在模板底面(朝PCB这一面的陷凹台阶)
•台阶与陷凹台阶模板的应用:
⑴ 用于PCB上表面有凸起或高点妨碍模板印刷时
•例如将有条形码、测试通路孔和增加性的导线,以及有已经完成COB工艺的位置,用陷凹台阶保护起来。
⑵ 用于通孔再流焊、或表面贴装/倒装芯片的混合工艺中
•例如在通孔再流焊中,第一个模板用6mil厚度的模板印刷表面贴装元件的焊膏。第二个模板印刷通孔元件的焊膏(通常 15~25-mil 厚),陷凹台阶通常 10mil深。凹面向下,这个台阶防止通孔印刷期间抹掉已经印刷好的表面贴装元件的焊膏。
6. 免清洗工艺模板开孔设计
免清洗工艺模板开孔设计时为了避免焊膏污染焊膏以外的部分、减少焊锡球;另外,免清洗焊膏中的助焊剂比例较普通焊膏少一些,因此,一般要求模板开口尺寸比焊盘缩小5~10%。
7. 无铅工艺的模板设计
•IPC-7525A“Stencil Design Guidelines”标准为无铅工艺提供相关建议。作为通用的设计指南,丝网开口尺寸将与PCB焊盘的尺寸相当接近,这是为了保证在焊接后整个焊盘拥有完整的焊锡。弧形的边角设计也是可以接受的一种,因为相对于直角的设计,弧形的边角更容易解决焊膏粘连的问题。
无铅工艺的模板设计应考虑的因素
(无铅焊膏和有铅焊膏在物理特性上的区别)
•无铅焊膏的浸润性远远低于有铅焊膏;
•无铅焊膏的助焊剂含量通常要高于有铅焊膏,无铅合金的比重较低;
•由于缺少铅的润滑作用,焊膏印刷时填充性和脱膜性较差。
无铅模板开口设计
开口设计比有铅大,焊膏尽可能完全覆盖焊盘
①对于Pitch>0.5mm的器件
一般采取1:1.02 ~ 1:1.1的开口,并且适当增大模板厚度。
②对于Pitch≤0.5mm的器件
通常采用1:1开口,原则上至少不用缩小
③对于0402的器件
通常采用1:1开口,为防止元件底部锡丝、墓碑、回流时旋转等现象,可将焊盘开口内侧修改成弓形或圆弧形;