【干货】SMT工艺-钢网设计葵花宝典

                                                                                                   


SMT业內最具人气，最活跃，最有影响力的——SMT顶级人脉圈微信公众号SMT制造业实力派移动互联网营销第一媒体 SMT顶级人脉圈“钢网你怎么设计的？不是短路就是少锡，怎么搞的啊？”“Underfill 胶水怎么这么多？不要钱啊？” “Underfill胶水呢，怎么看不见？要你掏钱买啊？嗯！”“孔内的锡膏呢？怎么这么少？此刻必须拥有SMT工艺-钢网设计的葵花宝典。
当钢网开孔的长宽相近时（方孔或圆孔），采用面积比评估钢网的下锡效果，按照IPC标准，钢网开孔的面积比建议大于0.66。当钢网开孔长度大于5倍宽度时，建议宽厚比大于1.5，就可以得到好的锡膏。
面积比与宽厚比理论算法如下
1） 常规圆形（方形）或长条孔，在表格内直接输入设计尺寸进行计算；2） 对于Fine Pitch的BGA元件，采用方形倒圆角开孔方式以获得更多的锡量，这种开孔方式由于需要考虑四角的圆弧计算（如下图），其面积比计算比较复杂。
3） 结合钢网制造工艺方法，自动对计算值进行判断，红色警示而绿色可行，一目了然，入脑入心。

4） 不同的钢网制造工艺，由于其孔壁形状及光滑程度不同，所以其面积比或宽厚比参考标准有较大的差异。自动判别，无需记忆。
BGA元件填充Underfill胶水量的计算很重要，胶量过多不但浪费成本而且会导致PCB板上元件污染；而胶量过少，又可能形成填充不足而降低其保护效果。胶量的计算需要考虑BGA元件的尺寸、锡膏沉积量、锡球数量、焊接后的standoff大小、胶水在元件周边的润湿爬升等因素。BGA锡球直径为s，因为锡膏中的金属融入及回流坍塌，所以回流后s会发生变化，s值减小到焊后的standoff值s'。
BGA元件本体的长宽高分别为L, W, h，锡球数量为n，胶水固化后在元件四周形成的fillet宽度约等于h+ s'；另外焊盘上锡膏熔化后的体积占比，需要考虑钢网的开孔方式以及锡膏金属成分体积占比（约为50%），假设钢网厚度为T，圆形开孔的半径为D，方形倒圆角开孔的边长为l，圆角半径为r。

采用通孔回流焊接通孔元件（PTH）就需要在安装孔中填充锡膏，也就是PIH （Paste in Hole）。因为印刷的锡膏沉积量相对有限，而且金属焊料在锡膏中体积占比只有50%，所以PIH最常见的问题就是孔内焊料填充不足。那么到底需要填充多少锡膏？钢网开孔如何设计才能满足要求呢？

由于钢网开孔大小主要影响PCB表面沉积锡膏量，而对通孔内锡膏填充（V孔）影响不显著，故钢网开孔体积：
一般来说，印刷锡膏到通孔以锡膏量达到孔体积的一半以上为目标，所以：
由此可以算出钢网开孔体积，进一步计算出钢网开孔尺寸。

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