通孔回流焊钢网开孔设计

通孔回流焊钢网开孔设计

.1 一般原则

.1 钢网锡膏量计算

（1）焊点锡量体积

上图为一个润湿良好的饱满焊点的典型形态，其体积计算如下：

ŸV焊点是元件焊点的体积，对于润湿良好的饱满焊点的体积计算如下：

V焊点＝Vhole－Vlead＋2 ×Vfillet；

ŸVhole是通孔（不包括元件管脚）的体积

Vhole＝×D/2×D/2×T；

— D是通孔插装器件的插装通孔直径

— T为PCB的板厚

ŸVlead 是器件引脚所占通孔的体积

对圆形引脚元器件：Vlead＝×d/2×d/2×T；

— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径

— T为PCB的板厚

对方形或矩形引脚元器件：Vlead＝L×W×T；

— L是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚长边尺寸

— W是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚短边尺寸

— T为PCB的板厚

ŸVfillet为上或下焊料焊接后脚焊缝的体积

Vfillet＝0.215×（R1×R1）×2 ×（0.2234×R1＋d/2）；

— R1为脚焊缝的半径

— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径，当截面为其他形状时，须将其换算为等效圆形面积的直径值。

（2）锡膏量体积

根据我司应用的锡膏的金属含量90％及助焊剂密度计算，形成最终焊点的总锡膏量的体积必须为焊点体积的2倍。

焈形成焊点所需的总锡膏量V锡膏计算如下：

V锡膏＝V焊点×2；

— ×2是因为焊接后锡膏的体积收缩比近似为50％

锡膏印刷之后的锡膏涂覆形态如下图所示：

由上图可知：

焈V锡膏由钢网的开口体积V钢网和过孔内的填孔量V填孔量两部分组成，即：

V锡膏＝V钢网＋V填孔量

焈V填孔量是与PCB厚度，通孔的尺寸，刮刀的角度，类型，速度，压力有关的函数在我司印刷方向为0度，锡膏中金属含量为90%时，锡膏填孔比率R填孔比的方程为：R填孔比=72.45+11.86（刮刀类型系数）-12.44（刮刀角度系数）+1.89（印刷速度系数）+8.76（填孔尺寸系数）；

V填孔量＝R填孔比××D/2×D/2×62mil。

— D是通孔插装器件的插装通孔直径

Ÿ钢网锡膏量体积V钢网计算如下：

V钢网＝V锡膏—V填孔量。

注：所有的上述过程都已经由美国环球公司整合进其AART锡膏量预估和钢网设计评估软件中，在使用的过程中必须提供PCB，焊盘过孔尺寸，锡膏，刮刀，钢网厚度等基本信息。

.1 钢网开口面积

对于各类截面形状和尺寸的管脚，特制定了在1.6mm，2.0mm，2.35mm三种PCB厚度下钢网设计时所需要的钢网体积表，请参见附录中的《穿孔回流管脚尺寸与钢网体积对照表》，可以依照按表所得的钢网体积和已定的钢网厚度，按下列公式确定钢网的开口面积。

钢网开口面积＝钢网的体积V钢网╱钢网厚度。

《穿孔回流管脚尺寸与钢网体积对照表》分别按照插装器件封装库设计规范与连接器器件封装库设计规范两种不同的焊盘设计方式分类，对于方形管脚和圆形管脚进行了钢网体积的计算。对于不按照两类封装库设计规范进行设计的焊盘类型，本对照表未一一包括在内。.2 钢网间隙和尺寸限制

钢网开口之间的间隙及其开口尺寸限制如下图所示：

钢网开口尺寸方面限制：为以通孔中心为分界点向各方向延伸的开口长度，如图所示c。

钢网开口间隙：钢网开口与开口之间隙，如图所示a，b。

具体要求如下：

钢网厚度钢网开口间距a，b 开口尺寸限制c

7或8mils ≥15mils≤400mil

5或6mils ≥12mils≤400mil

.1 钢网开口的几何形状

由于受到各类器件封装空间的限制，钢网的开口根据器件的结构特征需要采取不同的形状与尺寸。

一般钢网开口中心与通孔中心重合；多排引脚的器件，钢网开口中心可与通孔中心不重合。在进行具体的钢网开口形状选择时，钢网开口的形状应避开器件本体或其下端的支撑点，以避免形成锡珠。

具体的钢网几何形状和几何尺寸要求请参见建库细则。

.2 建库细则

.1 插装器件部分

（1）插装无极性电容CAP

1）器件图形示意图：

图2.1 插装无极性电容示意图

2）插装无极性电容CAP钢网开法：

图2.2 插装无极性电容钢网开法示意图

A. 钢网开口宽度S2：

当元件体的最大体宽T＞4mm时，钢网的开口宽度S2＝元件体的最大体宽T；

当元件体的最大体宽T≤4mm时，钢网的开口宽度S2＝4mm；

B. 钢网开口长度S1：

根据不同的板厚，通孔直径，焊盘尺寸和管脚的尺寸确定钢网开口的体积，然后由钢网的厚度和已确定的钢网开口宽度S2确定钢网开口长度S1。

C. 钢网开口位置设定：

一般情况下，钢网的中心与焊盘的中心重合，但当钢网开口内间隔G1<0.4mm （如图2.2所示）时，钢网开口同时向左右外侧平移相同的距离，直到G1＝0.4mm 。

（2）插装极性圆柱状电容器CAPC

1）器件图形示意图：

图3.1 插装极性圆柱状电容器示意图

2）插装极性圆柱状电容器CAPC钢网开法：

图3.2 插装极性圆柱状电容器钢网开法示意图

A. 钢网开口宽度S2：

当元件体的最大体宽D＞4mm时，钢网的开口宽度S2＝元件体的最大体宽T；

当元件体的最大体宽D≤4mm时，钢网的开口宽度S2＝4mm；

B. 钢网开口长度S1：

根据不同的板厚，通孔直径，焊盘尺寸和管脚的尺寸确定钢网开口的体积，然后由钢网的厚度和已确定的钢网开口宽度S2确定钢网开口长度S1。

C. 钢网开口位置设定：

一般情况下，钢网的中心与焊盘的中心重合，但当钢网开口内间隔G1<0.4mm （如图3.2所示）时，钢网开口同时向左右外侧平移相同的距离，直到G1＝0.4mm 。

（3）插装极性方形电容CAPR

1）器件图形示意图：

图4.1 插装极性方形电容器示意图

2）插装极性方形电容器CAPR钢网开法：

图4.2 插装极性方形电容器钢网开法示意图

A. 钢网开口宽度S2：

当元件体的最大体宽T＞4mm时，钢网的开口宽度S2＝元件体的最大体宽T；

当元件体的最大体宽T≤4mm时，钢网的开口宽度S2＝4mm；

B. 钢网开口长度S1：

根据不同的板厚，通孔直径，焊盘尺寸和管脚的尺寸确定钢网开口的体积，然后由钢网的厚度和已确定的钢网开口宽度S2确定钢网开口长度S1。

C. 钢网开口位置设定：

一般情况下，钢网的中心与焊盘的中心重合，但当钢网开口内间隔G1<0.4mm （如图2.2所示）时，钢网开口同时向左右外侧平移相同的距离，直到G1＝0.4mm 。