焊点桥连、虚焊、少锡……这些常见的SMT焊接缺陷,很大程度上源于钢网开口设计不当和工艺参数设置不合理。据统计,名列PCBA焊接不良前五位的缺陷中,大多数都与锡膏印刷、钢网设计及温度曲线设置直接相关。
对于SMT贴片加工厂而言,钢网设计是工艺设计的核心工作,也是工艺优化的主要手段。
钢网作为焊膏从容器到PCB焊盘的转移媒介,其开口设计直接决定了焊膏的沉积形态和体积。精准的开口设计是实现优质焊点的第一道关卡。
目前,钢网的制造方法主要有激光切割、化学腐蚀和电铸,每种方法各有特点:
- 激光切割:目前主要的制造方法,孔壁表面较粗糙,焊膏的转移率在70%~75%,适合焊膏转移的钢网开窗与侧壁的面积比大于等于0.66。
- 电铸工艺:孔壁表面平滑、呈梯形,焊膏的转移率高,达85%以上,可用于钢网开窗与侧壁的面积比小于0.66、大于0.5的场合。
钢网厚度是决定焊膏量的关键因素,为达到最佳的焊膏释放,钢网的开窗面积与侧壁面积比应大于等于0.66。
这是一个实现70%以上焊膏转移的经验数值,也是钢网厚度设计的依据。实际选择中:
- 0.4mm间距的QFP、0201片式元器件,合适的钢网厚度为0.1mm
- 0.4mm间距的CSP器件,合适的钢网厚度为0.08mm
除特定情况外,钢网开口可采用与焊盘1:1的原则设计,但务必了解前提是焊盘是按照引脚宽度设计的,如果不是,应根据引脚宽度开窗。
特殊情况的开口设计策略:
- 一个 0603 片式电阻,引脚(端电极)实际宽度 0.3 mm,IPC 推荐焊盘宽度 0.3 mm(1:1 引脚),长度 0.6 mm。 → 钢网开 0.3×0.6 mm,1:1,没问题。
- 但很多工程师画板时把 0603 焊盘画成 0.4×0.8 mm(加宽加长便于返修)。 → 若钢网还开 0.4×0.8,锡量偏多,回流后两端锡堆高,易立碑(Tombstone)。 → 正确做法:按引脚宽度 0.3 mm 开钢网,即开口收成 0.3×0.7 mm 左右,而不是死扣焊盘 1:1。
- 口诀:钢网跟着"引脚"走,不跟着"焊盘"走,当焊盘≠引脚宽度时。
举例说明:
有些元器件引脚不在同一个平面上(共面性 Coplanarity 差),比如:
- 连接器(Header)注塑变形
- 铝电解电容引脚微微外撇
- 功率 MOS 模块、继电器引脚有点翘
- 回流时,如果钢网只按焊盘开,锡膏量刚好够"贴平"的引脚,但翘起来的引脚沾不到 → 开焊。
做法:把钢网开口向焊盘外侧(非封装区)扩大 0.5~1.5 mm,让锡膏面积变大、锡量增多,即使引脚稍微离板 0.1~0.2 mm,也能靠更多锡"爬"上去形成连接。
- 一个 2.54 mm 间距排针连接器,引脚共面性实测最大翘起 0.15 mm。
- PCB 焊盘 1.0×1.5 mm(椭圆)。
- 钢网不开 1.0×1.5,而是向两端外扩 1.0 mm → 开 1.0×3.5 mm(或两端加半圆耳朵)。→ 印锡变长,回流时多余锡向翘起引脚侧流动,补偿高度差,避免虚焊。 注意:外扩不能太夸张,否则邻近引脚会桥连;0.5~1.5 mm 是经验窗口。
本文作者:ZeroEngineer
本文链接:
版权声明:本文部分内容转自网络文章,转载此文章仅为个人收藏,分享知识,如有侵权,请联系 1213190608@qq.com 进行删除。