En resumen:
No aplique una reducción de apertura de plantilla a cada terreno. Comience con el patrón de terreno componente y la abertura imprimible más pequeña, luego la proporción del área de prueba, el grosor de la lámina y liberación de pasta. BGA bolas normalmente necesitan depósitos consistentes a través de la matriz; QFN perímetro conduce y su almohadilla térmica expuesta a menudo necesita un tratamiento de apertura separado. Ponga la geometría de apertura aprobada, grosor de la lámina y objetivo de validación de impresión en el paquete de montaje.
- Una apertura de plantilla controla el volumen de pasta depositada; no es lo mismo que la apertura de máscara de soldadura o tamaño de la almohadilla de cobre.
- Compruebe la abertura más pequeña contra el grosor de la lámina y geometría de liberación de pasta antes de copiar una regla de reducción a través de un tablero.
- Tratar BGA tierras de bolas, QFN terminales perimetrales y un QFN expuesto pad como tres preguntas diferentes de soldadura-volumen.
- Indique aperturas especiales, grosor de lámina, pegue las expectativas de validación de impresión y en el paquete de ensamblaje liberado.
Establezca una apertura de plantilla SMT a partir del patrón de tierra del paquete, espesor de lámina y geometría de liberación de pasta, no de un porcentaje de contracción de todo el tablero. BGA tierras, QFN almohadillas perimetrales y a QFN Comience con el patrón de tierra recomendado por el proveedor de componentes, identifique la abertura más pequeña, verifique su relación de área contra la lámina seleccionada y luego defina cualquier reducción deliberada. o Segmentación. Esto da un diseño o NPI equipo un archivo de plantilla que explica la decisión de pegar el volumen en lugar de dejar que el ensamblador a adivinar.
¿Qué cambios en el diseño de apertura de plantilla SMT para BGA y QFN?
Las aperturas BGA apuntan a depósitos repetibles a través de una matriz; las aperturas QFN deben administrar por separado las juntas de perímetro pequeño y la almohadilla térmica expuesta. Una bola BGA trae su propia esfera de soldadura, por lo que el objetivo es un depósito uniforme que admita la autoalineación de colapso y sin agregar variación de volumen aleatoria. Una QFN tiene terminales perimetrales más una almohadilla central inferior. Sus aberturas perimetrales deben evitar puentes al tiempo que humedecen los cables, y su gran terreno central se divide comúnmente en aberturas más pequeñas para que una sólida.
Esos son puntos de partida a nivel de paquete, no una licencia para copiar un porcentaje genérico. La hoja de datos de componentes, geometría de la almohadilla, acabado de la superficie, aleación de pasta, grosor de la lámina, rigidez de la placa y todos interactúan. Texas Instruments' QFN y BGA El material de aplicación es útil porque ata la geometría de apertura al patrón de tierra del paquete real. y límites de transferencia de pegado. Utilícelo con la documentación del componente seleccionado en lugar de tratar cualquier ilustración como una regla de biblioteca universal.
| Grupo de tierras | Pregunta de apertura primaria | Lo que una mala elección puede causar | Salida de dibujo útil |
|---|---|---|---|
| BGA matriz de bolas | ¿Las aberturas idénticas liberarán la pasta de manera consistente en las tierras de pelota más pequeñas? | Insuficientes depósitos irregulares o, bolas de soldadura o colapso variable. | Geometría de capa de pegado, espesor de lámina y una nota que identifica la revisión de huella BGA. |
| QFN perímetro | ¿La abertura proporciona suficiente pasta sin abarrotar el plomo adyacente? | Bridging, abre o un filete de dedo débil después del reflujo. | Dimensiones de apertura perimetral vinculadas al patrón de tierra del paquete. |
| QFN almohadilla expuesta | ¿Debería segmentarse la abertura grande para distribuir la pasta y y dejar las rutas de escape? | Exceso de soldadura, flotación del paquete, riesgo de anulación o standoff inestable. | Patrón de ventana-panel, identificador de capa de pasta de geometría web y. |
| Conector grande o almohadilla de alimentación | ¿Puede una abertura más grande retener la proporción de área necesaria mientras se entrega el volumen necesario? | Bajo impresión, lanzamiento incompleto o muy poca soldadura para la junta. | Nota de apertura especial en lugar de una anulación de máscara de pasta silenciosa. |
¿Cómo el espesor de la lámina y relación de área cambia la decisión?
Utilice la abertura más pequeña y el espesor de la lámina juntos para decidir si la pasta se puede liberar de forma fiable. La relación de área compara el área de apertura con el área de apertura-pared. Una lámina más gruesa de apertura más pequeña o le da a la pasta más superficie de pared a la que aferrarse. La guía IPC-7525 se resume comúnmente con un objetivo de relación de área alrededor de 0.66, mientras que Texas Instruments explica el mismo principio con ejemplos específicos del paquete.
Para una abertura rectangular, calcular a partir de su longitud real, ancho y espesor de la lámina; para una abertura redonda, utilice su diámetro real y espesor. Compruebe la dimensión más estrecha, no solo una almohadilla general grande. Un tablero con tono fino QFN Los cables pueden necesitar una lámina que permita que esas aberturas se liberen, mientras que las almohadillas más grandes en otros lugares pueden necesitar aberturas de forma especial para mantener su depósito requerido. y uno 1:1 regla no puede describir un tablero de densidad mixta.
No confunda la relación de área con la holgura de la máscara de soldadura. La máscara de soldadura define el área expuesta de la almohadilla en la placa. La apertura de la plantilla define la huella de la pasta por encima de esa almohadilla. Cambiar la expansión de la máscara para resolver un problema de volumen de pasta puede alterar la definición de la almohadilla; cambiar una apertura para resolver un problema de red de máscara puede agregar puentes. Mantenga las dos decisiones sobre sus capas correctas y Revísenlos juntos en el tono fino.
¿Cuándo debe una almohadilla térmica QFN usar una abertura segmentada?
Segmente una abertura de almohadilla expuesta cuando un depósito de pasta grande entregaría demasiada soldadura. o no proporciona rutas prácticas para que los volátiles de y se escapen durante el reflujo. Un patrón de panel de ventana divide el depósito de almohadilla térmica en regiones más pequeñas. A menudo se utiliza para controlar el volumen total de pasta y Reducir la tendencia a QFN para flotar en una gran piscina de soldadura fundida. El número exacto, la forma, la banda y La cobertura pertenece a la documentación del paquete y el proceso de ensamblaje validado, no un valor predeterminado genérico de “cuatro ventanas”.
Mantenga la almohadilla térmica separada de la decisión de perímetro-plomo. Una QFN puede tener un depósito central de buen comportamiento y puentear en una abertura perimetral, o tiene cables perimetrales limpios mientras que la almohadilla térmica produce una anulación o no deseada. Revise cada grupo en la capa de pegado CAD, luego compare los resultados de impresión antes de comprometer la huella a una construcción piloto.
¿Qué debe decir el paquete de montaje sobre una abertura especial?
Mostrar la geometría de apertura en la capa de pegado y hace que la razón sea legible en las notas de ensamblaje. El fabricante necesita los datos reales de la pasta CAD, la revisión de la placa, el grosor de la lámina de la plantilla, la familia de pasta de aleación o cuando se especifique, y la fuente de huella del componente. Si una huella utiliza una reducción, forma de placa casera, esquina redondeada o patrón de panel de ventana, nombre el designador de referencia y el propósito previsto.
Nota ilustrativa de la plantilla: “U4 QFN exposed pad utiliza el patrón de pegado segmentado liberado en la capa [nombre]. Mantenga las aberturas de la almohadilla perimetral separadas del patrón de la almohadilla central. Grosor de la lámina de la plantilla: [valor] mm. Compruebe la cobertura de impresión, la consistencia del depósito y resultado de colocación / reflujo en la revisión piloto antes de copiar esta huella a otros conjuntos”.
Rellene los corchetes de la documentación de componentes real y plan de proceso. La nota no reclama un proceso en todo el sitio o una reducción fija. Le dice a un ensamblador comprador y exactamente qué característica CAD es intencional y lo que debe observarse en la primera impresión.
Cuatro errores de apertura de plantilla que crean problemas de reflujo evitables
- Usando el tamaño del pad como única entrada: dimensiones de apertura también necesitan espesor de lámina y geometría de liberación de pasta.
- Aplicando una reducción a los conectores BGA, QFN y: cada grupo de tierra tiene un problema de espaciamiento y de volumen de soldadura diferente.
- Haciendo que la apertura central QFN sea un bloque grande: considere un patrón segmentado documentado cuando la guía de paquetes y lo admita.
- Dejando una capa de pasta especial sin explicación: identifique la huella, haga la verificación piloto y para que una edición posterior no deshaga la razón de la forma.
Utilice el SMT montaje y BGA montaje La capa de pegado liberada, el patrón de tierra de componentes y revisión de primera impresión, no un título de plantilla genérica, son los que hacen que la decisión de apertura utilizable.
Sobre el autor
PCBArise Electronics
PCBArise Electrónica publica esta guía para ayudar a diseñar y NPI equipos preparan archivos de fabricación más claros. Los requisitos para cualquier construcción real se confirman a partir de su paquete de diseño actual.
FAQ
Preguntas comunes
¿Deberían las aberturas de la plantilla BGA ser más pequeñas que las almohadillas?+
Comience con el patrón de tierra del proveedor de componentes y guía de la plantilla, luego verifique la liberación de la abertura con el grosor de la lámina seleccionado. BGA necesita depósitos consistentes en toda su matriz, pero no hay una reducción universal segura porque el lanzamiento de pelota, el tamaño de la almohadilla, la pasta y la geometría del foil cambia el resultado.
¿Por qué una almohadilla térmica QFN utiliza aberturas de plantilla de panel de ventana?+
Un patrón segmentado puede distribuir la pasta a través de la almohadilla expuesta en lugar de hacer un depósito grande. Eso ayuda a controlar el volumen total de soldadura. y puede reducir la posibilidad de que el flotador de paquetes o se atrape. El patrón final debe coincidir con la documentación QFN real y validada ruta de impresión / reflujo.
¿Cuál es la proporción de área de plantilla?+
La relación de área compara el área de apertura con el área de la abertura-pared. A medida que una abertura se vuelve más pequeña, la lámina o se vuelve más gruesa, es más probable que la pasta se pegue a las paredes en lugar de transferirse a la almohadilla. Utilícela para proteger la abertura más pequeña antes de liberar un grosor de lámina.
¿Puede la expansión de máscara de soldadura solucionar un problema de apertura de plantilla?+
No. La máscara de soldadura controla la almohadilla de la placa expuesta; la plantilla controla la pasta depositada sobre esa almohadilla. Alterar la expansión de la máscara cambia la definición de la almohadilla, mientras que alterar una apertura cambia el volumen de la pasta. Revise ambos a tono fino, pero corrija el problema en la capa que lo causa.
¿Qué archivos se necesitan para una revisión de plantilla SMT?+
Proporcione el liberado PCB y capas de pasta, BOM, datos de colocación, dibujo de ensamblaje, fuente de patrón de tierra de componentes, revisión de placa, espesor de lámina solicitado y Notas para cualquier BGA, QFN o apertura especial. Incluya la primera impresión o verificación piloto que debe hacer antes de reutilizar la huella.
Referencias técnicas
Fuentes utilizadas para esta guía
Estas fuentes explican los estándares, los materiales o detalles del proceso discutidos anteriormente. Compruebe la revisión actual al aplicarlos a un nuevo diseño.