四方扁平無引腳封裝(QFN)、柵格陣列封裝(LGA)、微型球柵陣列封裝(微型BGA)、0201元件和01005元件,這類元件的smt焊膏涂布一直使用階梯模板來完成。
焊膏印刷數據:蝕刻的模板
厚度分別為3.0密爾、2.5密爾和2.0密爾的蝕刻階梯模板的焊膏體積,焊膏體積大小不一,這是由于階梯邊緣、孔的尺寸和納米涂層的距離造成的。
一般說來,尺寸為9.8×35.4密爾的大孔會得到體積比較大的焊膏印刷體積。尺寸比較小的孔得到的焊膏體積會有一些差異。Tukey-Kramer的真實顯著性差異(HSD)測試表明,從統計學的角度看,這些變化大部分都差不多。這意味著,距離階梯邊緣距離在10到50密爾之間的孔的印刷焊膏在體積上的差別很小。距離階梯邊緣10密爾和20密爾的孔印刷的焊膏體積比距離階梯邊緣50密爾的孔要大。這說明刮刀無法使焊膏都進入階梯的孔中,刮刀把焊膏從模板表面上向階梯邊緣推。
在印刷后,很容易看到殘留在階梯壁附近的焊膏。這種情況似乎在印刷體積比較大的焊膏時會出現。
焊膏印刷數據:焊接的模板
厚度3.0密爾、2.5密爾和2.0密爾的焊接階梯的焊膏體積,箱型的大小不一致,這是由于距離階梯邊緣的距離、孔的尺寸和納米涂層造成的。
孔和階梯邊緣的距離從10密爾到50密爾,印刷的焊膏體積變化不大,與焊接的階梯厚度無關。這與蝕刻階梯模板上看到的印刷結果非常相似。
在這種情況下,距離階梯模板邊緣10密爾的孔的印刷的焊膏體積要比距離階梯模板邊緣40密爾和50密爾的孔大得多。距離階梯模板邊緣20密爾的孔,印刷的焊膏體積要比距離階梯邊緣50密爾的孔大很多。此外,這表明smt貼片打樣或加工生產時,在印刷過程中刮刀無法讓模板表面上的焊膏都進入階梯模板的孔中。使用FPN涂層的3.0密爾厚的焊接階梯模板和同等尺寸的孔也是這種情況。
焊膏印刷數據:機制模板
3.0密爾、2.5密爾和2.0密爾厚的機制階梯模板的焊膏體積,這些箱形大小不一致是由于與階梯模板邊緣的距離、孔的尺寸和納米涂層造成的。
孔和階梯邊緣的距離在10密爾到50密爾之間變化時,印刷的焊膏體積變化不大,與機加工階梯的厚度無關。這和蝕刻階梯和焊接階梯看到的結果非常相似。
這項Tukey HSD分析表明,距離邊緣10密爾和20密爾的孔印刷的焊膏體積要比距離階梯邊緣30密爾、40密爾和50密爾的孔大很多。這也同2.0密爾和2.5密爾厚的機加工階梯模板的9.8x35.4密爾的孔一樣。
結論
化學蝕刻、激光焊接和微機加工都是用來生產階梯模板的有效方法。三種工藝生產出不同的階梯表面。無論采用哪種技術來形成階梯模板,對于QFN封裝的孔,距離邊緣10密爾到20密爾的孔的焊膏體積都比距離邊緣30密爾到50密爾的孔大。這些增加的焊膏體積可能會導致用來測試的QFN封裝元件設計的孔設計出現短路。把這種尺寸規格的孔放在距離階梯邊緣30密爾的位置得到可接受的焊膏體積。尺寸比較小的8密爾、8x9密爾和10密爾的孔在距階梯邊緣10密爾到50密爾的位置上按照統計學的方法得到的焊膏體積都差不多。雖然還需要進行更深入的研究,但是數據表明,小孔元件可以放在盡可能靠近階梯邊緣10密爾的位置,依舊可以得到可接受的焊膏印刷體積。
FPN涂層顯示,所有測量的孔,焊膏體積都稍有增大。在印刷這些小孔時,建議涂布FPN涂層。很顯然,還需要對這些階梯模板技術進行更深入的研究做進一步的區分。
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