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0201与01005超小元件贴装的工艺要点
0201与01005是目前量产中常见的最小片式元件。尺寸缩小之后,印刷、贴装、回流的工艺窗口都随之变窄,原本可以忽略的偏差会直接变成缺陷。本文按钢网、锡膏、贴装、回流和检测的顺序,说明超小元件贴装的几个关键控制点。
先分清英制与公制
业内说的0201和01005一般指英制:0201为0.6×0.3毫米,01005为0.4×0.2毫米。公制0201其实相当于英制008004,比01005还要小一档。图纸上只写0201而不注明单位,采购和工程就可能理解成两种完全不同的元件,配单前必须与客户确认清楚。
焊盘与钢网
01005的焊盘宽度只有0.2毫米上下,两个焊盘之间的阻焊桥往往做不出来,多采用非阻焊限定焊盘(NSMD)。钢网厚度通常要降到0.08至0.1毫米,再厚锡膏量就偏多,元件会被浮起或者产生连锡。
开孔要同时满足面积比(Area Ratio)大于0.66、宽厚比(Aspect Ratio)大于1.5这两个条件,否则脱模不完全,印刷量波动很大。开孔一般比焊盘略小,做成方角带圆弧的形状。我方对这类板子使用激光切割加电抛光的钢网,或者纳米涂层钢网,提高脱模率并减少擦拭频次。
锡膏的粉末目数
常规贴片用的Type 3锡膏,粉末粒径为25至45微米,放进01005的开孔里,一个截面上排不下几颗锡粉,印刷量必然不稳。超小元件应改用Type 4,粒径20至38微米;间距更小的场合用Type 5,粒径15至25微米。粉末越细氧化越快,开罐后的使用时间要相应缩短。
贴装环节
这一档元件对贴装的要求集中在三点:贴装精度、吸嘴匹配和下压控制。吸嘴口径与元件不匹配就会吸偏或者吸不住;下压过深会把锡膏挤开,形成侧面溢出;下压过浅则元件浮在锡膏表面,过炉时容易移位。飞达的进料轨道和料带定位孔同样要检查,来料不平整会直接影响拾取。
| 项目 | 参考值 |
|---|---|
| 0201(英制) | 0.6 × 0.3 毫米 |
| 01005(英制) | 0.4 × 0.2 毫米 |
| 钢网厚度 | 0.08 至 0.10 毫米 |
| 锡膏粉末 | Type 4 为主,必要时用 Type 5 |
| 开孔面积比(Area Ratio) | 大于 0.66 |
| 开孔宽厚比(Aspect Ratio) | 大于 1.5 |
立碑与偏移
立碑(业内也叫曼哈顿效应、墓碑效应)在超小元件上最难避免,根源是元件两端受热不对称:一端连着大铜面或者接地层,散热快、锡膏熔化晚,另一端先熔化,表面张力就把元件拉了起来。解决办法在设计端,把两端的铜箔连接方式做对称,必要时加热隔离;工艺端则靠放缓升温速率、延长恒温段来减小温差。
检测与返修
- 建议增加印刷后的锡膏检查,超小元件靠过炉后补救成本很高
- AOI要针对这一档元件单独建程序,常规程序容易漏判偏移与少锡
- 焊点太小,单靠目视判不准,需要借助放大设备
- 返修风险高,同一位号连续不良时应停线查印刷与曲线,不要边修边产
超小元件的工艺难点,在于每一道工序的容错空间都被压缩。钢网、锡膏、设备、曲线这几项当中任何一项将就,缺陷率都会成倍上升。把参数固定、把首件做扎实,量产的稳定性自然就出来了。
