SMT钢网设计基础知识培训

SMT工艺制程控制钢网设计钢网设计SMT过程印刷或滴注贴片回流印刷引起的工艺问题占：70％↑钢网设计 钢网的设计要求钢网材料和制造工艺钢网的开孔设计钢网的制作指标一. 钢网的设计要求正确的锡膏量或胶量→可靠的焊点或粘结强度良好的释放后外形→可靠稳定的接触容易定位和印刷→良好的工艺管制能力影响钢网设计的因素L WHTGX Y元件封装种类焊盘的设计印刷机性能元件种类的混合范围焊点质量标准锡膏性能胶量的需求考虑因素z 器件的重量z 焊盘间距z 器件的STAND OFF值的大小z 器件在贴片过程中不至于使胶污染焊盘和焊端二. 钢网材料与制造工艺——常用钢网材料的比较Performance 黄铜不锈钢钼42号合金镍成本★★★★★★★★★★可蚀刻性能★★★★★★——化学稳定性★★★★★★★★机械强度★★★★★★★★细间距开口的能力★Note★★Note★★Note：需要电抛光工艺常用钢网材料的比较（以黄铜为基准）Material 密度抗拉强度杨氏模量CTE 价格黄铜 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 不锈钢0.97 1.8 1.7 0.6 1.4 镍 1.1 0.7 1.9 0.7 2.9 钼 1.5 2.1 3.0 0.3 2.0 42号合金 1.1 2.0 1.6 0.3 2.2钼质钢片特性自润滑特性比不锈钢密度还高耐用性能好：较高的伸缩性、抗拉强度和硬度。

抗腐蚀力较强优良的外形或尺寸稳定性钼和不锈钢钢网的比较不锈钢钼钼材网板的孔壁更光滑CAD DATA↓钢网加工方法——化学腐蚀工艺Manufacturer-dependentCorrection factor↓Photo-land pattern↓Etching Process↓Framing 对不锈钢也有好的制作工艺能力通常是由双面侵蚀。

step stencil用单面最经济和常用的技术最适合step stencil制作化学腐蚀工艺的缺点工艺所依靠的光绘技术对温度和湿度有一定的敏感性。

工艺控制相对较难，对于大小开孔都同时腐蚀较难控制。

单面腐蚀孔壁效果较差。

双面腐蚀又因不同光绘工序而精度较差。

孔壁的形状对锡膏的释放不利。

较难在腐蚀工艺中做个别工艺微调。

不适合用于微间距工艺上。

钢网加工方法——激光切割工艺CAD DATA↓Auto-data-conversion↓fed to machine↓Cutting Process↓Framing ¾常用在不锈钢材料上¾从钢网的底部切割以获得梯性开孔孔壁¾投资大（有时价格较高）¾多开孔情况下制造速度较慢¾能处理微间距技术缺点►孔壁较粗糙►不能制造step钢网☆☆☆成本和质量的改进使这门技术更加受到欢迎☆☆☆钢网加工方法——电铸工艺CAD DATA↓Manufacturer-dependent Correction factor↓Photo-land pattern↓Etching & forming Process↓Framing 一般采用镍为网板材料机械性能较不锈钢更好很好的开孔光滑度和精度 可以制出任何厚度的钢网 能制出密封垫效果缺点►价格高►有时太过光滑，不利于锡膏滚动钢网加工方法——镀镍和抛光工艺 表面镀镍：在标准的腐蚀工艺後做表面镀镍处理。

提高表面的光滑度来得到较好的释放性能。

抛光处理：相对较新的工艺，采用二次腐蚀（抛光）达到使孔壁较光滑的效果。

抛抛光前光的效果抛光后腐蚀工艺激光工艺不同工艺孔壁的比较腐蚀工艺腐蚀工艺（过蚀）激光切割工艺电铸工艺激光切割工艺与腐蚀工艺微间距开孔的比较腐蚀工艺激光工艺激光切割与化学腐蚀工艺是目前使用最多的钢网制作工艺钢网工艺技术总结腐蚀工艺：经济，特别适于一般非微间距技术用途质量会因钢网厚度而变，工艺控制能力不佳激光切割工艺：质量较腐蚀工艺好不适合用于厚度变化钢网上（Step-Stencil）可配合抛光使释放质量更好电铸工艺：质量较好，但成本很高，供应商少不适合用于厚度变化钢网不需使用抛光等技术也有很好的释放质量抛光和镀镍：使孔壁更光滑的工艺，用在化学腐蚀和激光工艺后，影响开孔尺寸，必须给予补偿三. 钢网的开孔设计LW开孔尺寸设计的基本原则＝W+0.3W/D2Lmax= 5 ×solder powder sizeWmin印刷不良造成的焊接缺陷少锡锡珠立碑连锡红胶上焊盘掉件钢网开口的一般原则LW 以化学腐蚀方法制作：W/D≥1.6 激光切割（用“钼”制作）W/D≥1.2 激光切割(无抛光工艺，用不锈钢片制作）W/D≥1.5 开口面积与孔壁面积之比:Area ratio=L*W/(2*(L+W)*D)≥0.66D－钢片厚度钢片厚度的选择原则：开口宽度和钢片厚度的比例要合适，且要有合适的开口面积与孔壁面积之比，以便于印刷过程中锡膏的释放。

常见的钢片厚度有：0.1mm，0.12mm，0.15mm，0.18mm，0.2mm，0.25mm——按开口(不锈钢材料)钢网厚度0.12mm（电抛光）0.12mm 0.15mm 0.18~0.2mm细间距长方形开口宽度≥0.18mm（长宽比<10）且最近开口中心距≥0.4mm宽度≥0.225mm（长宽比<10）且最近开口中心距≥0.5mm宽度≥0.225mm（长宽比<10）且最近开口中心距≥0.5mm宽度≥0.27mm（长宽比<10）且最近开口中心距≥0.65mm圆形开口最近开口中心距≥0.8mm且开口直径≥0.3mm最近开口中心距≥1.0mm且开口直径≥0.44mm最近开口中心距≥1.0mm且开口直径≥0.44mm最近开口中心距≥1.0mm且开口直径≥0.44mm矩形开口长*宽≥0.3mm*0.3mm且长*宽≤3mm*3mm长*宽≥0.44mm*0.44mm且长*宽≤3mm*3mm长*宽≥0.5mm*0.5mm且长*宽≤3mm*3mm长*宽≥0.6mm*0.6mm且长*宽≤3mm*3mm——印胶原则胶量足以将零件粘住并有足够的机械强度，胶在印刷和贴片过程中不会污染焊盘和器件的焊端。

刷胶钢片厚度优选0.2mm，在PCB上无封装比0805器件更小，而大器件较多的前提下，可选钢片厚度为0.25mm。

当器件的standoff高度大于等于0.15mm时，不推荐使用印胶方式。

采用如下图所示“V”C 形开口。

具体的钢网开口尺寸如下：①0603封装：A=X-0.05; B=Y-0.05；C=0.15*A ；R=0.1②0805以上（含0805）封装（电感元件、Y BR 钽电容元件、保险管元件除外）：A=X-0.05; B=Y-0.1；C=0.3*A；R=0.15 AX图五③电感元件以及保险管元件，0805以上（含0805）封装:A=X-0.05；B=Y-0.1；C=0.2*A；R=0.15AX特殊说明：1:1的关系0402器件，钢网开口与焊盘设计为1：1的关系B发光二极管器件外形封装图六A=X-0.1B=Y-0.11、SOT23-1、SOT23-5开口设计与焊盘为1：1的关系。

如下图：图七12、SOT89X3A3B3Y2B2X1 X2B1A1 A2图八尺寸对应关系：A1=X1； A2=X2 ；A3=X3B1=Y1； B2=Y2； B3=1.6mm3、SOT143开口设计与焊盘为1：1的关系。

如下图：图十焊膏印刷钢网开口设计——小外形晶体类4、SOT223开口设计与焊盘为1：1的关系。

如下图：图十一——小外形晶体类5、SOT252，SOT263，SOT-PAK（各封装的区别在于下图中的小焊盘个数不同）X1 A1Y1 B1Y2 B2图十二尺寸对应关系：A1=2/3*X1B1=2/3*Y1；B2=Y2B—— 表贴晶振1、对于四脚晶振焊盘设计如右 图所示。

AA=X-0.3 XB=Y-0.3图十五2、对于两脚晶振焊盘设计如右 图，按照1:1 开口。

图十六——阻排开口设计与焊盘为1：1的关系，如下图：焊膏印刷钢网开口设计——周边型引脚ICR1、Pitch≤0.65mm Y B的ICX A图十七X=A，B=0.9*Y 圆弧倒角R=0.052、Pitch＞0.65mm的ICRY B X AX=A，B=Y图十八圆弧倒角R=0.08焊膏印刷钢网开口设计——BGA1、PBGA钢网开口与焊盘为1：1的关系。

Pitch≤0.8mm的PBGA，推荐钢网开口为与焊盘外切的方形：R＝0.05图二十焊膏印刷钢网开口设计——BGA2、CBGA，CCGA①对于1.27mm间距的CBGA或CCGA器件，其对应钢网开口应为30mil的圆形开口。

②对于1.0mm间距的CBGA或CCGA器件，其对应钢网开口应为24mil的圆形开口。

焊膏印刷钢网开口设计—— BGA维修用植球小钢网特殊说明：开口设计为圆形，其直径比BGA上小锡球的直径大0.15mm。

BGA维修用植球小钢网的厚度统一为0.3mm；焊膏印刷钢网开口设计——通孔回流焊器件焊点焊膏量的计算焊点焊膏量＝(Hv －Lv ＋V)×2； Hv－通孔的容积 Lv 是管脚所占通孔的体积； ×2是因为焊膏的体积收缩比为50％ V －上下焊膏焊接后脚焊缝的体积；方形管脚的焊膏量＝(πR 2H －LWH ＋V)×2； 圆形管脚的焊膏量＝(πR 2H －πr 2H ＋V)×2；R －通孔插装器件的插装通孔半径； L －矩形管脚长边尺寸； W －矩形管脚短边尺寸； r －圆形管脚半径； H －焊点填充厚度；V=0.215R 2×2×(0.2234R1＋r)； R1－脚焊缝的半径；注：在实际的工程运算中，V 可以忽略掉：焊膏印刷钢网开口设计——通孔回流焊器件钢网开口的计算钢网开口面积＝焊点需求的焊膏量╱钢网的厚度。

圆形钢网开口半径R＝（钢网开口面积/π）1/2 方形钢网开口长度A＝（钢网开口面积）1/2 矩形钢网开口长度L＝钢网开口面积╱钢网开口宽度钢网开口一般情况下以孔的中心为对称。

如果在锡量不满足的前提下，钢网开口的中心可以相对通孔的中心发生偏移。

为避免连锡，相邻管脚的钢网开口之间至少应该保持10mil的间隙。

为避免锡珠，钢网开口应避开器件本体下端的小支撑点。

焊膏印刷钢网开口设计——大焊盘L当一个焊盘长或宽大于4mm时（同时另一边尺寸大于2.5mm)，此时钢网开口需加网格填充，网格线宽度为0.4mm，网格大小为3mm左右，可视焊盘大小而均分——Chip件印胶钢网开口形状统一为长条形，如下图所示：YW图二十五A（钢网开口尺寸见下页）器件封装开口宽度W开口长度B0603 0.4 ＝Y 0805 0.45 ＝Y 1206 0.55 ＝Y 1210 0.55 ＝Y 1808 0.6 ＝Y 1812 0.6 ＝Y 1825 0.7 ＝Y 2010 0.9 ＝Y 2220 0.9 ＝Y 2225 0.9 ＝Y 2512 1 ＝Y 3218 1.2 ＝Y 4732 1.2 ＝Y STC3216 0.5 1.6 STC3528 0.6 2.8 STC6032 0.8 3.2 STC734314.3——Chip 件*未包含在上述表格内 的CHIP 元件钢网开口 宽度按照W=0.4*A 的 方法计算。