Em suma
Não aplique uma redução de abertura de estêncil em todas as terras. Comece com o padrão de terra componente e a menor abertura imprimível, então taxa de área de teste, espessura da folha e liberação da pasta. BGA bolas normalmente precisam de depósitos consistentes em toda a matriz; QFN Perímetros Leads e sua almofada térmica exposta muitas vezes precisa de tratamento de abertura separado. Coloque a geometria de abertura aprovada, espessura da folha e alvo de validação de impressão no pacote de montagem.
- Uma abertura de estêncil controla o volume de pasta depositado; não é a mesma coisa que a abertura de máscara de solda ou tamanho do bloco de cobre.
- Verifique a menor abertura contra a espessura da folha geometria de liberação de pasta e antes de copiar uma regra de redução em uma placa.
- Trate as terras de esferas BGA, terminais de perímetro QFN e um bloco exposto QFN como três perguntas de volume de solda diferentes.
- Estado aberturas especiais, espessura da folha, colar e impressão-validação expectativas no pacote de montagem lançado.
Defina uma abertura de estêncil SMT a partir do padrão de terra do pacote, espessura da folha e geometria de liberação de pasta – não a partir de uma porcentagem de encolhimento em toda a placa. BGA terras, QFN Almofadas de perímetro e a QFN a almofada térmica exposta faz trabalhos diferentes durante o reflow. Comece com o padrão recomendado da terra do fornecedor do componente, identifique a abertura a mais pequena, verifique sua relação da área contra a folha selecionada, a seguir defina toda a redução deliberada ou segmentação. Isso dá um design ou NPI equipe um arquivo stencil que explica a decisão de volume de pasta em vez de deixar o assembler para adivinhar.
Quais mudanças no design de abertura de estêncil SMT para BGA e QFN?
As aberturas BGA visam depósitos repetíveis em uma matriz; As aberturas QFN devem gerenciar separadamente pequenas juntas de perímetro e a almofada térmica exposta. Uma bola BGA traz sua própria esfera de solda, então o objetivo é um depósito uniforme que suporta o colapso e auto-alinhamento sem adicionar variação de volume aleatória. Um QFN tem terminais de perímetro mais uma almofada central inferior. Suas aberturas de perímetro devem evitar pontes enquanto ainda molha os cabos, e sua grande terra central é comumente dividida em aberturas menores.
Esses são pontos de partida no nível do pacote, não uma licença para copiar uma porcentagem genérica. A folha de dados do componente, geometria da almofada, acabamento da superfície, liga de pasta, espessura da folha, rigidez da placa e todos interagem. Texas Instruments' QFN e BGA O material de aplicação é útil porque liga a geometria da abertura ao padrão real da terra do pacote e Use-o com a documentação do componente selecionado em vez de tratar qualquer ilustração como uma regra de biblioteca universal..
| Grupo de terras | Questão de abertura primária | O que uma má escolha pode causar | Saída de desenho útil |
|---|---|---|---|
| matriz de bola BGA | As aberturas idênticas liberarão a pasta consistentemente nas menores terras de bola? | Depósitos irregulares insuficientes ou, bolas de solda ou colapso variável. | Geometria de camada de cola, espessura da folha e uma nota que identifica a revisão da pegada BGA. |
| QFN perímetro | A abertura fornece pasta suficiente sem aglomerar o chumbo adjacente? | Bridging, abre ou um filé fraco do dedo do pé após o reflow. | Dimensões de abertura do perímetro ligadas ao padrão de terra do pacote. |
| QFN pad exposto | Deve a grande abertura ser segmentada para distribuir pasta e deixar caminhos de escape? | Excesso de solda, float pacote, esvaziando o risco ou impasse instável. | Padrão de painel de janela, geometria web e paste-layer identificador. |
| Grande conector ou power pad | Uma abertura maior pode manter a relação de área necessária enquanto entrega o volume necessário? | Sub-impressão, liberação incompleta ou solda muito pouco para a junta. | Nota de abertura especial em vez de uma substituição paste-mask silenciosa. |
Como a relação da área da espessura da folha e altera a decisão?
Use a menor abertura e a espessura da folha em conjunto para decidir se a pasta pode liberar de forma confiável. A relação de área compara a área de abertura com a área da parede de abertura. Uma folha mais grossa ou de abertura menor dá à pasta mais superfície de parede para se agarrar. A orientação IPC-7525 é comumente resumida com um alvo de relação de área em torno de 0.66, enquanto a Texas Instruments explica o mesmo princípio com exemplos específicos de pacote. Trate esse limiar como uma ferramenta de triagem: ele diz para investigar a abertura de área, não é garantida perfeitamente acima dessa abertura.
Para uma abertura retangular, calcule a partir de seu comprimento real, largura e espessura da folha; para uma abertura redonda, use seu diâmetro real e espessura. Verifique a dimensão a mais estreita, não somente uma grande almofada total. Uma placa com fino-pitch QFN os leads podem precisar de uma folha que permita que essas aberturas sejam liberadas, enquanto os pads maiores em outros lugares podem precisar de aberturas especialmente formadas para manter seu depósito necessário. Essa troca é por isso que uma espessura e um 1:1 regra não pode descrever uma placa de densidade mista.
Não confunda a relação de área com a folga da máscara de solda. A máscara de solda define a área da almofada exposta na placa. A abertura do estêncil define a pegada da pasta acima dessa almofada. Alterar a expansão da máscara para resolver um problema de volume de pasta pode alterar a definição da almofada; alterar uma abertura para resolver um problema de máscara na web pode adicionar pontes. Mantenha as duas decisões em suas camadas corretas e revisá-las juntas no passo fino.
Quando uma almofada térmica QFN deve usar uma abertura segmentada?
Segmente uma abertura de bloco exposto quando um depósito de pasta grande forneceria muita solda ou não fornece caminhos práticos para os voláteis e de pasta escaparem durante o refluxo. Um padrão de painel de janela divide o depósito de bloco térmico em regiões menores. Ele é frequentemente usado para controlar o volume total de pasta e reduzir a tendência de um QFN flutuar em um grande pool de solda fundida. O número exato, forma, cobertura web e pertencem à documentação do pacote e o processo de montagem validado - não é um genérico "quatro janelas padrão".
Mantenha a almofada térmica separada da decisão do perímetro. Um QFN pode ter um depósito central bem-comportado ainda ponte em uma abertura do perímetro, ou tem cabos de perímetro limpos enquanto a almofada térmica produz esvaziamento ou indesejado. Revise cada grupo na camada de pasta CAD e compare os resultados de impressão antes de comprometer a pegada com uma construção piloto.
O que o pacote de montagem deve dizer sobre uma abertura especial?
Mostrar a geometria da abertura na camada de pasta e torna a razão legível nas notas de montagem. O fabricante precisa dos dados reais da pasta CAD, da revisão da placa, da espessura da folha de estêncil, da família da pasta ou da liga quando especificado, e a fonte da pegada do componente. Se uma pegada usa uma redução, a forma home-plate, o padrão arredondado do painel de janela ou do canto, nomeie o designador de referência e a finalidade pretendida. Isso impede uma atualização posterior do processo de escolha deliberada silenciosamente.
Nota de estêncil ilustrativo: “A almofada exposta U4 QFN usa o padrão de pasta segmentada liberada na camada [nome]. Mantenha as aberturas do bloco de perímetro separadas do padrão do bloco central. Espessura da folha de estêncil: [valor] mm. Verifique a cobertura de impressão, a consistência do depósito e colocação / reflow resultado na revisão piloto antes de copiar essa pegada para outros conjuntos.”
Preencha os parênteses da documentação real do componente e plano de processo. A nota não reivindica um processo em todo o site ou uma redução fixa. Ele diz a um comprador e montador exatamente qual recurso CAD é intencional e o que deve ser observado na primeira impressão.
Quatro erros de abertura de estêncil que criam problemas de refluxo evitáveis
- Usando o tamanho do bloco como a única entrada: dimensões de abertura também precisam de espessura de folha e geometria de liberação de pasta.
- Aplicando uma redução aos conectores BGA, QFN e: cada grupo de terra tem um problema de espaçamento e de volume de solda diferente.
- Fazendo a abertura do centro QFN um bloco grande: considere um padrão segmentado documentado quando a validação e da orientação do pacote o suporta.
- Deixando uma camada de pasta especial inexplicada: identificar a pegada, folha e piloto verificar para que uma edição posterior não desfaz a razão para a forma.
Use o SMT montagem e BGA montagem A camada de pasta liberada, o padrão de terra do componente e revisão de primeira impressão – não um título de estêncil genérico – são o que tornam a decisão de abertura utilizável.
Sobre o autor
PCBArise Electronics
PCBArise Electronics publica este guia para ajudar a projetar equipes e NPI preparar arquivos de fabricação mais claros. Os requisitos para qualquer compilação real são confirmados a partir de seu pacote de design atual.
FAQ
Perguntas comuns
As aberturas de estêncil BGA devem ser menores que as almofadas?+
Comece com a orientação de estêncil e do fornecedor de componentes e, em seguida, verifique a liberação de abertura com a espessura da folha selecionada. Um BGA precisa de depósitos consistentes em toda a sua matriz, mas não há redução universal segura porque o campo de bola, o tamanho da almofada e a geometria da folha e alteram o resultado.
Por que uma almofada térmica QFN usa aberturas de estêncil de painel de janela?+
Um padrão segmentado pode distribuir pasta através do bloco exposto em vez de fazer um grande depósito. Isso ajuda a controlar o volume total de solda e pode reduzir a chance de esvaziamento do pacote ou preso. O padrão final deve corresponder à documentação QFN real e validada rota de impressão / refluxo.
O que é a relação de área do estêncil?+
A relação de área compara a área de abertura com a área da parede de abertura. medida que uma abertura se torna menor, a folha ou torna-se mais espessa, é mais provável que a pasta se atenha às paredes em vez de se transferir para a almofada. Use-a para exibir a menor abertura antes de liberar a espessura da folha.
A expansão de solda-máscara pode corrigir um problema de abertura de estêncil?+
Não. A máscara de solda controla o bloco de placa exposto; o estêncil controla a pasta depositada sobre esse bloco. Alterar a expansão da máscara altera a definição do bloco, enquanto altera um volume de pasta de alterações de abertura. Revise ambos em passo fino, mas corrija o problema na camada que o causa.
Quais arquivos são necessários para uma revisão do SMT stencil?+
Fornecer o liberado PCB e colar camadas, BOM, dados de colocação, desenho do conjunto, fonte do terra-padrão do componente, revisão da placa, espessura da folha solicitada e Notas para qualquer BGA, QFN ou abertura especial. Inclua a primeira impressão ou verificação piloto que você precisa fazer antes que a pegada seja reutilizada.
Referências técnicas
Fontes utilizadas para este guia
Estas fontes explicam os padrões, materiais ou detalhes do processo discutidos acima. Verifique a revisão atual ao aplicá-los a um novo design.