柔性线路板(FPC)SMT组装应用规范

内部资料柔性线路板（FPC）SMT组装应用规范2012年04月内部资料随着柔性线路板的发展，越来越多的高精密元件从PCB上转移至FPC(柔性线路板).导致FPC的表面贴装技术的难度加大。要解决表面贴装技术的问题，就要从各个方面全面考虑。1、阻焊开窗的设计2、元件焊盘设计及钢网开口设计3、元一焊盘在同一面时元件距补强边的距离与钢网厚度的规范4、SMT加工工艺流程5、FPC焊盘设计注意事项6、FPC设计中的常见问题内部资料1：阻焊层开窗阻焊焊开窗方式有两种1.1采用聚酰亚胺薄膜（PI膜：Polyimide）为材料，在对应焊盘位置进行开窗处理，使对应位置的铜箔漏出来后进行表面处理（SurfaceFinish）而成为焊盘1.2是采用光致涂覆层（PIC：PhotoImageableCovercoat或称PSC：PhotoSensitiveCoat），原材料有环氧树脂类，丙烯酸类和聚酰亚胺类，有干膜及液态两种状态。采用曝光显影的原理，使对应焊盘位置的PIC（或PSC）涂覆层去除掉内部资料1.3无论采用哪种开窗方式，FPC上元件的焊盘无外乎两种1.3.1NSMD焊盘实际开窗方式1.3.2SMD焊盘实际开窗方式SMD焊盘实际开窗方式对于NSMD类型的焊盘，SolderMask开窗比焊盘本身的铜箔大而对于SMD类型的焊盘，SolderMask开窗比铜箔小，也就是说有一部分被SolderMask覆盖住实验证明，NSMD类焊盘的焊接强度普遍较SMD类焊盘低，主要原因为SMD焊盘除铜箔与基材的粘接作用外，SolderMask同时也起到了加强的作用。而NSMD类焊盘则主要依靠铜箔与基材的粘接作用。我们在作元器件的强度测试时，经常发现断裂面出现在铜箔与基材之间而非焊锡处NSMD焊盘实际开窗方式如采用覆盖膜开窗就要考虑覆盖膜的溢胶量。内部资料图1图3图2NSMD类焊盘的焊接强度普遍较SMD类焊盘低。主要原因为SMD焊盘除铜箔与基材的粘接作用外，SolderMask同时也起到了加强的作用。而NSMD类焊盘则主要依靠铜箔与基材的粘接作用。我们在作元器件的强度测试时，经常发现断裂面出现在铜箔与基材之间而非焊锡处。如如左图1，2，3所示，图1是贴件后元件和板一起的图。图2是焊盘开船为SMD方式把元件推掉后的图，图3是焊盘开船为NSMD方式把元件推掉后的图1.4两种阻焊开窗方式焊接强度对比内部资料2元件焊盘设计及钢网开孔设计2.1元件与元件之间的间距元件与元件之间的最小的间距为0.25mm,元件焊盘之间一定要有阻油或覆盖膜进行阻焊。如上图焊盘中间没有进行阻焊导致元件一端连接在一起（线路和焊盘一样同样具有可焊性）内部资料2.2钢网可制造性设计„为了使锡膏印刷后更好的成形，钢网在厚度的选择及开孔设计上应注意到如下要求：„2.2.1AspectRatio(宽厚比）大于3/2：针对Fine-pitch的QFP,IC等集成电路元件。如0.4pitch的QFP（QuadFlatPackage)焊盘宽为：0.22mm长为：1.5mm若钢网开孔为：0.20，根据宽厚比必须小于1.5mm得出钢网应小于0.13mm.„2.2.2AreaRatio（面积比）大于2/3：针对0402,0201，BGA，CSP之类的小管类器件的面积比大于2/3，如0402类元件焊盘为：0.6mm*0.4mm,如钢网按1:1开孔，根据AspectRatio（面积比）大于2/3，知道钢网T(钢网厚度）应小于0.18mm，同理0201类元件焊盘为：0.35mm*0.3mm得出钢网T(钢网厚度）应小于0.12mm.内部资料„2.2.3由以上两点得出钢网厚度与元件焊盘开窗对比表，当钢网厚度被限定后如何保证钢网开口的下锡量，如何保证元焊盘的上锡量是钢网设计必须考虑的。„靠孔宽度与钢网厚度比（AspectRatio）=W/T＞1.5mm„面积比(AreaRatio)=(L*W)/(2*(L+W)*T)＞0.66mm0.07-0.10mm0.08-0.13mm0.10-0.13mm0.13-0.15mm0.15-0.18mm钢网厚度0.2mm0.3mm0.4mm0.5mm0.65mm焊盘间距QFP(QFN)元件类型钢网开孔的切面图内部资料钢网厚度与元件焊盘间距对照图0.08-0.13mm0.5mm0.12-0.13mm1.00mm0.04-0.08mm0.05-0.10mm0.08-0.10mm0.15-0.20mm0.08-0.12mm0.10-0.15mm钢网厚度0.15mm0.2mm0.25mm1.25-1.27mmN/AN/A焊盘间距0201FlipchipBGA0402元件类型内部资料„2.3.1电容电阻电感磁珠的元件尺寸如表1所示1.200.400.601.202.000805（2012）0.900.350.450.801.600603（1608）0.600.200.350.501.000402（1005）0.300.150.200.300.600201（1005）焊端内距焊端长度厚（H）宽（W)长（L)元件类型表1单位：mm2.3各种元件的焊盘设计及钢网开孔设计内部资料元件侧面视图元件面视图元件反转视图元件尺寸图内部资料„2.4片式元件焊点上锡要求（包括电容电阻电感磁珠）侧面偏移侧面偏移（A)小于或等于元件可焊端宽度（w)的50%或元件焊盘的50%，其中较小者（决定因素：贴装坐标焊盘宽度）如上图所示。内部资料末端偏移末端偏移不可超出元件的焊盘。如上图所示。（决定因素：贴装做标元件焊盘长度及元件焊盘的内距）内部资料„元件焊接端子与元件对应焊盘元件焊盘必须与元件对应焊盘充分接触，理论值是元件焊接端子完全在元件对应的焊盘上。（决定因素：元件对应的焊盘长度及焊盘的内距）内部资料正面焊端焊点上锡最小高度：最小焊点高度（F)为焊锡厚度（G)加可焊端高度（H）的25%或0.5mm其中较小者（决定因素：钢网厚度，元件焊端尺寸，焊盘设计大小）正面焊端焊点上锡高度：最大焊点高度为焊锡厚度加元件可焊端高度（决定因素：钢网厚度，元件焊端尺寸，焊盘设计大小）正面焊端最大高度：最大高度可以超出焊盘或爬升至可焊端顶部，但不可接触元件本体（此类现象多发生在0201,0402元件上较多。内部资料侧面焊端长度：最佳值侧面焊点长度等于元件可焊接端长度，正常润湿的焊点事可以接受。（决定因素：钢网厚度，元件焊端尺寸，焊盘设计大小）侧面焊接的焊端高度正常润湿正面焊端的宽度：最佳值焊点长度等于元件可焊端子的长度最小为元件或元件焊盘的50%内部资料„根据元件尺寸及焊点上锡要求得出元件焊盘的设计尺寸：片式元件焊盘尺寸表元件焊盘示意图。内部资料„2.5片式元件钢网开孔设计（包括电容电阻电感磁珠）0201类元件钢网设计：设计要点：元件不可浮高，墓碑设计方式：钢网厚度在0.08mm～0.12mm,开马蹄形，内距控制在0.30mm总下锡面积为焊盘的95%钢网下锡与元件焊盘吻合图元件锡膏与元件焊盘吻合图0201类元件贴装图0201类元件焊接图内部资料0402类元件钢网设计：设计要点：元件不可浮高，锡珠，墓碑设计方式：钢网厚度在0.10mm～0.15mm,最佳为0.12mm,中间开0.2mm的凹形避免锡珠的产生，内距为0.45mm,电阻外三端加0.05mm,电容外三端加0.10mm,总下锡面积为焊盘的100%～105%。（注意电容电阻的厚度不一样，其下锡量也是不一样的。）钢网下锡与焊盘吻合图元件锡膏与焊盘吻合图内部资料0402类元件焊接图0402类元件开孔不可避免有锡珠产生0603类元件焊接图内部资料0603类元件钢网设计：设计要点：元件不可浮高，锡珠，墓碑，上锡量设计方式：钢网厚度在0.12mm～0.15mm,最佳为0.15mm,中间开0.25mm的凹形避免锡珠的产生，内距为0.80mm,电阻外三端加0.10mm,电容外三端加0.15mm,总下锡面积为焊盘的100%～115%。（注意0603类元件与0402，0201元件在一起时钢网厚度被限定，为了增加焊盘的上锡量必须采取外加德方式来完成）钢网下锡与焊盘吻合图元件锡膏与焊盘吻合图内部资料设计要点：元件不可浮高，锡珠，墓碑，上锡量设计方式：钢网厚度在0.12mm～0.15mm,最佳为0.15mm,中间开1/3的凹形避免锡珠的产生，下锡量90%～95%„尺寸大宇0603类的片式元件钢网设计2.001.1520.801210（3225）1.900.90内距（G）1.001.00宽（Y）1.901.40长（X）1206（3216）0805（2012）元件类型片式元件焊盘示意图0805以上元件钢网开孔示意图片式元件焊盘尺寸表/mm内部资料„SOT23(二三极管小晶体类）元件焊盘设计SOT23元件正视尺寸SOT23元件侧视尺寸内部资料SOT23焊点最低要求最小侧面长度等于元件引脚宽度SOT23焊点最佳要求：焊点在引脚长度方向上正常润湿（决定因素：钢网的下锡量，元件焊脚长宽度，焊脚厚度及焊盘设计尺寸。SOT焊点最大要求：焊盘爬锡可以升至，但不可以接触元体及尾端封装位置。内部资料„据元件尺寸及焊点上锡要求得出元件焊盘的设计尺寸：SOT23元件焊盘设计SOT23元件焊盘钢网设计：要点：下锡量锡珠钢网厚度0.12mm开孔按元件焊盘1:1开孔内部资料侧光灯的焊盘设计及钢网开孔。侧光灯示意图侧光灯焊接后的示意图侧光灯的的焊盘设计要点：元件的偏位，钢网设计要点：下锡量锡珠钢网厚度0.12mm开孔按元件焊盘1:1开孔内部资料„几种常见侧光灯的焊盘设计/mm„钢网开孔比例按焊盘设计的大小来设计。2.101.101.50AOT-38060.800.900.9048-2132.500.701.3099-2162.402.50内距（X）0.800.70宽（Y）1.001.30长（L）99-21899-116元件类型内部资料„ESD（SOD123)元件焊盘的设计„焊盘与钢网开孔按1:1开孔，注意元件本体不可搭在焊盘上及元件焊盘设计内距大于0.8mm,否则容易引起元件贴装后偏位，浮高。SOT23下锡贴片及焊接效果图SOD123元件尺寸SOD123焊盘与钢网开孔设计内部资料翼形元件（SOP,QFP等）的焊盘设计„翼形元件分为直翼形与鸥翼形直翼形鸥翼形直翼形元件在焊盘与钢网开孔设计上应注意内切，以防止焊锡时锡上到元件体。翼形元件焊点最低要求最小侧面长度等于引脚宽度翼形元件焊点最佳要求：焊点在引脚长度方向上正常润湿，焊盘设计尺寸及钢网开孔尺寸内部资料下面是一个典型的翼形元件SQFP208焊盘设计分析„脚数：208„焊脚间距：0.5mm„焊脚长：1.0mm„有效焊接长度：0.6mm„焊脚的宽度：0.2mm„内距：28mm内部资料元件有效上锡端外加0.4mm,内加0.60mm,宽度0.25mm0.5mmpitch的QFP的翼形元件钢网厚度：0.12mm,长开1.75mm（外加0.15）宽开0.22mm,内距保持27.8不变。内部资料翼形元件(连接器）焊盘设计与钢网设计应用松下各种连接器的规格2.601.860.1283.402.403.002.220.230.230.250.250.120.150.152.007AXT1.7442.001.280.250.15632.001.280.230.128572.501.720.250.150.23B/mm2.50H/mm1.72Z/mmY/mm0.12X/mmAXE型号内部资料AXTAXK2.351.450.1543.602.353.602.600.250.250.230.230.500.150.120.122.600.5031.450.4520.454.103.100.250.500.158L12.601.680.250.1567L55.004.000.250.500.150.25B/mm3.60H/mm2.36Z/mmY/mm0.15X/mmAXT型号内部资料AXN6.804.400.2064.403.305.804.200.300.300.300.300.800.200.200.203.601.075