Требования к дизайну трафарета для компонентов QFN для оптимальной производительности печатной платы

Пакет QFN

В последние годы наблюдается широкое применение компонентов корпусов QFN (Quad Flat No-Lead) благодаря их комплексным преимуществам, включая превосходные электрические и тепловые характеристики, малый вес и небольшие размеры. Как корпус без выводов, компоненты QFN получили большое внимание в отрасли, поскольку они имеют низкую индуктивность между выводами. Компоненты корпуса QFN имеют квадратную или прямоугольную форму, формы корпуса которых аналогичны компонентам корпуса BGA (Ball Grid Array). В отличие от BGA, QFN не имеет шариков припоя на нижней стороне, а его электрическое и механическое соединение с другими компонентами достигается за счет паяных соединений, которые образуются в результате пайки оплавлением, перед которой паяльная паста должна быть нанесена на контактные площадки, расположенные на поверхности печатных плат. печатная плата (печатная плата).

Нанесение паяльной пасты является настолько важным этапом процесса сборки печатной платы (PCBA), что в дальнейшем будет определять окончательное качество и производительность сборки. Печать паяльной пасты никогда не может быть гладкой и точной, если не разработаны и не используются соответствующие трафареты, поэтому и создана эта статья.

Дизайн трафарета

Печать паяльной пасты играет настолько важную роль в технологии поверхностного монтажа (SMA) и технологии сборки электроники, что качество печати паяльной пасты через трафарет напрямую связано с первым выходом (FTY) пайки электронных / электрических компонентов поверхностного монтажа. Сделан вывод, что от 60 до 70 % дефектов пайки связано с некачественным нанесением паяльной пасты через трафарет. Поэтому необходимо комплексное изучение всех аспектов нанесения паяльной пасты трафаретной технологией.

Когда дело доходит до дизайна трафарета, превосходное раскрытие является первым элементом, гарантирующим оптимальные и надежные паяные соединения.

• Дизайн трафаретной рамки

Рамка трафарета обычно изготавливается из алюминиевого сплава, размеры которого соответствуют параметрам принтера. Автоматическое производство требует, чтобы трафарет поступал на производственную линию, а размер трафарета должен быть принят принтером. Ни слишком большой, ни слишком маленький размер не могут способствовать бесперебойному производству.

• Дизайн с растяжкой трафарета

Растяжка относится к процессу, во время которого трафаретная пластина из нержавеющей стали приклеивается к раме. Клей и лента из алюминиевой пасты обычно используются при растяжении. Клей сначала наносится на место соединения рамы из алюминиевого сплава и трафаретной пластины из нержавеющей стали, а затем равномерно наносится защитное покрытие. Во время процесса растяжения необходимо оставлять внутреннее расстояние от 25 мм до 50 мм между трафаретной пластиной из нержавеющей стали и рамой, чтобы гарантировать отличную плоскостность и растяжение во время печати паяльной пасты. Вновь изготовленный трафарет должен выдерживать натяжение в пределах от 40 до 50 Н на сантиметр.

• Дизайн реперной метки с помощью трафарета

Автоматическое позиционирование должно выполняться принтером во время автоматической производственной линии, поэтому трафарет должен содержать реперные метки. Дизайн реперных меток основывается на размерах меток в файле Gerber на печатной плате, а затем задается открытие в соотношении 1:1 с травлением, выполняемым на обратной стороне трафарета. Вообще говоря, на трафарете должны быть как минимум две реперные метки под двумя противоположными углами.

• Дизайн трафарета для контактных площадок ввода/вывода вокруг компонентов QFN

Размер отверстия трафарета должен быть эквивалентен размеру периферийных контактных площадок ввода-вывода, чтобы такой размер отверстия мог обеспечить формирование паяных соединений с высотой паяльной пасты от 50 до 75 мкм после пайки оплавлением вокруг контактной площадки. Когда речь идет о компонентах Fine Line QFN, особенно тех, у которых шаг ввода-вывода меньше 0,4 мм, ширина раскрытия трафарета должна быть немного меньше, чем у контактных площадок на печатной плате, чтобы избежать перекрытия между внешними контактными площадками ввода-вывода. Соотношение раскрытия трафарета между шириной и толщиной (W/T) должно быть больше 1,5.

• Дизайн трафарета для центральных теплорассеивающих прокладок компонентов QFN

Несоответствующая конструкция отверстия для отвода тепла приведет к всевозможным дефектам. Когда компоненты QFN проходят пайку оплавлением, паяльная паста на больших контактных площадках будет расплавляться плавящимся флюсом, образуя некоторое количество воздуха, что приводит к таким проблемам, как отверстия для воздуха, точечные отверстия, брызги припоя и шарики припоя. Хотя устранить эти проблемы практически невозможно, их негативное влияние можно уменьшить с помощью некоторых мер. Например, вместо большого отверстия подбирается массив с несколькими маленькими отверстиями сетки. Форма каждого маленького отверстия может быть круглой или квадратной, если от 50% до 80% контактных площадок для центрального отвода тепла покрыты паяльной пастой, что обеспечивает высоту паяльной пасты от 50 до 75 мкм.

• Категория и толщина трафарета

Материал трафарета рекомендуется использовать из нержавеющей стали, а методом травления - лазерную резку. Электролитическая полировка выполняется на стенке отверстия, так что стенка отверстия становится гладкой с уменьшенным трением, что полезно для извлечения паяльной пасты из формы и формования.

Толщина трафарета играет решающую роль в количестве паяльной пасты, нанесенной на печатную плату. Либо слишком много, либо слишком мало паяльной пасты приведет к образованию дефектов во время пайки оплавлением. Слишком большое количество паяльной пасты приводит к образованию перемычек, а слишком малое количество паяльной пасты приводит к открытой пайке. Предполагается, что тонколинейные компоненты QFN (шаг на 0,4 мм ниже) зависят от трафаретов толщиной от 0,12 мм до 0,13 мм, а компоненты QFN с большим интервалом (шаг на 0,4 мм выше) зависят от трафаретов толщиной в диапазоне от 0,15 мм до 0,2 мм.

• Проверка трафарета

Трафарет должен быть тщательно проверен перед подлинной сборкой SMT с помощью следующих пунктов проверки:
a. Следует провести визуальный осмотр, чтобы проверить ровность натяжки и убедиться, что отверстие расположено в центре трафарета.
b. Следует провести визуальный осмотр, чтобы убедиться, что положения отверстий трафарета совместимы с контактными площадками печатной платы.
c. Размер отверстия трафарета (длина, ширина) должен быть проверен.
d. Микроскоп используется для проверки гладкости стенки отверстия и поверхности трафарета.
д. Тензиометр используется для измерения натяжения трафарета.
f. Толщина трафарета должна быть проверена по результатам печати паяльной пасты.

Заказать высококачественный трафарет в PCBCart онлайн

PCBCart предоставляет клиентам высококачественные и экономичные трафареты из нержавеющей стали, что способствует высокой надежности и функциональности конечных продуктов. У нас есть удобная онлайн-система расценок и заказов трафаретов, в которой вы можете легко сделать расценки на трафареты, заполнив пару параметров, а затем напрямую заказать после подтверждения обо всем.

Полезные ресурсы:
• PCBCart предлагает лазерные трафареты. Купите трафарет отдельно или вместе с печатными платами
• PCBCart производит печатные платы в соответствии со стандартами IPC Class 3
• PCBCart предоставляет расширенные услуги по сборке печатных плат — несколько дополнительных опций
• Услуга по истиранию компонентов от PCBCart — НЕТ Поддельные электронные компоненты
• Требования к файлам для эффективного и бесперебойного производства печатных плат