IPC-7525 Stencil Design Guidelines
Proposal
December 199
9
鋼 板 設 計 指 導
Official Representative Proposal
鋼板設計工½組
(5-21e)
評論返回止于:
2000
年
1
月
14
日,
下屆工½組會議:
2000
年
1
月
27
日
in Tempe, AZ
Proposed by IPC
2215 Sanders Road,
Northbrook, IL 60062
Phone：(847)509-9700
Fax
：(847)509-9796
URL
：www.
ipc. org
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IPC-7525 Stencil Design Guidelines
Proposal
December 199
9
注：內容之表格將在以后提供
1． 0
目的<PURPOSE>
此程序旨在為錫膏和表面黏裝½用之鋼板的設計和制½，提供指導說明。對于錫
膏和表面黏裝而言，适當的鋼板設計和制½可產生最优化質量和可靠性。此文件
僅僅意在提供指導說明。
1． 1
術語和定義<Terms
& Definition>
應用于此手冊的術語和定義均遵從
IPC-T-50。下列以星號(*)標識的定義均直接
來自
IPC-T-50。其他特定的術語和定義，是此議題的基本要素，將在以下提供。
1．1． 1
網孔<Aperture>
鋼板上的開孔。
1．1． 2
縱橫比/面積比<Aspect
Ratio/Area Ratio>
縱橫比=網孔的寬度/鋼板的厚度
面積比=焊墊的面積/孔內壁的面積
兩者在鋼板設計中½很重要。
1．1．3
邊框<Border>
一种拉緊的網狀物，或是聚酯或是不½鋼，金屬(鋼板)黏合其上。
1．1．4
蝕刻因子<Etch
Factor>
蝕刻因子=在化學蝕刻制程中蝕刻寬度/側部蝕刻。為了在鋼板上創建精确的網
孔，當化學制劑用于蝕刻金屬箔片時，對側面的蝕刻進行補償是很重要的。
1．1．5
基准<Fiducials>
鋼板上的參考標記，用于在印刷中½用可視系統時，將
PCB
与鋼板校准。
1．1．6
精确--節距技術
Fine-Pitch Technology (FPT)
一种表面黏裝裝配技術，中心的零件終端(component
terminations)小于或等于
0.625 mm[0.0246 in]。
1．1．7
箔片<Foil>
此种薄片用于創建鋼板。
1．1．8
框架<Frame>
一种將箔片黏貼其上的鋁質框架。
1．1．9
插入焊接<Intrusive
Soldering>
插入焊接常見于
paste-in-hole、pin-in-hole、pin-in-paste
等焊接中。此制程中，THT
零件被插入一含有焊接媒質的通孔，并且進行回焊。
1．1．10 Micro BGA/Chip Scale Package (CSP)
球閘陣列(BGA)帶有小于
1 mm (0.039 mil)的節距<pitch>，當包裝尺寸不大于原
始
die
尺寸的
1.2X
時，Chip
Scale Package (CSP)也如此。
1．1．11
修正<Modification>
改變網孔尺寸或½狀的制程。
1．1．12
標准
BGA
球閘陣列(BGA)帶有
1 mm (0.039 in)或更大的節距<pitch>。
1．1．13
分層鋼板<Step
Stencil>
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帶有多于一層(箔片的厚度)的鋼板
1．1．14
表面黏裝*<Surface
Mounting *>
不½用零件通孔的方法而將電子零件連接到導電物件表面。
1．1．15 Uitra-fine Pitch Technology
超-精确節距技術，中心的零件終端等于或小于
0.4 mm[0.0157 in]。
2．
引用文件<APPLICATION
DOCUMENTS>
2．1 IPC
IPC-T-50 Terms and Definition Interconnecting and Packaging Electronic Circuits
<IPC-T-50
½換和包裝電子電路產品的術語和定義>
IPC-A-610 Acceptability of Electronic Assemblies
<ICP-A-610
電子裝配可接受標准>
IPC-SM-782 Surface Mount Design And Land Pattern Standard
<IPC-SM-782
表面黏裝設計和焊盤
pattern
標准>
2．2
接合之工業標准<
Joint Industry Standard>
J-STD-005 Requirements for Soldering Pastes<J-STD-005
錫膏的品質要求>
3．
鋼板設計<Stencil
Design>
3．1
鋼板數据<Stencil
Data>
3．1．1
不管鋼板的制½½用½种方式，PCB 設計的
Gerber
數据½是要求的。
數据可以以
Modem, FTP, E-Mail
的附加檔或磁碟來傳遞給供應商 對于大容量的
。
數据文件，我們建議在發送前先將文件壓縮。我們也推荐將發給印刷電路板生產
商的全部
Gerber
文件提供給鋼板生產商。這將½得鋼板生產商优化網孔尺寸，
或就
SMT
焊盤，基于實際焊墊的尺寸提供推荐的網孔尺寸。
3．1．2
Gerber
數据描述了文件格式，此格式提供了一种語言來和圖象繪圖系統
進行交流，以產生工具進行化學地蝕刻鋼板。此數据也用于激光切割和電鑄地生
產鋼板。同時實際的數据格式可½在文件間不同，這依賴于軟件包和設計員，這
些數据格式通常通過被稱為
Gerber
的圖象繪圖儀和激光設備來½用。
3．1．3
有倆种標准的
Gerber
格式可提供：
1、RS-274D-要求外部的網孔清單 2、RS-274X-內部定義網孔(無需外部清單)
3．1．4
網孔清單是一
ASII
文本文件，它包含
D codes
，以此定義所有½用于
Gerber
文件中的網孔尺寸和½狀。沒有網孔清單，軟件和圖象繪圖系統就不½讀
出
Gerber
數据。僅有
X-Y
可提供，而沒有零件的尺寸和½狀。
3．1．5
錫膏的層<layer>對于生產鋼板是必需的，如果鋼板要求基准，它們也應
該包括在錫膏層中。
3．1．6
嵌制鋼板<Panelized
Stencils>
在這些情況下，如果希望鋼板上留有多于一個
image，鋼板 pattern
應該被嵌制并
保存在
Gerber
數据庫中。在這些例子中，如果
Gerber
數据不再保存有嵌制的鋼
板設計，則自述文件，嵌板繪圖或½令信息等必須詳細說明倆個或更多設計的½
½。此可以參考框架的邊緣、<pattern>間的距离等。
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3．1．7
分層和重复<Step
and Repeat>
在這些情況下，對于相同設計而需要印刷多于一個
image,
鋼板制½的
Gerber
數
据應該以分層和重复的陣列來保存鋼板設計。在這些例子中，如果
Gerber
數据
不再保存有分層和重复
pattern，則自述文件、嵌板繪圖或½令信息等必須詳細說
明：
#
最終陣列的分層½數。
#
#
在
X dimension
上沿
X
方向中心-中心間距之分層½數。
在
Y dimension
上沿
Y
方向中心-中心間距之分層½數.
3．1．8 image
定½/旋½<Image
Orientation /Rotation>
在這些情況下，如果
image
定½不平行于框架或旋½不是標准的分層和重复，制
½鋼板的
Gerber
數据將保存有定½的
image。在這些情況下，如果 Gerber
數据
不再保存有，則自述文件、嵌板繪圖或½令信息等必須詳細說明這些信息。
3．2
網孔設計<Aperture
Design>
下列表格(包括
PLCC，QFP，chip components, BGA，μBGA)給出了表面黏裝之
網孔設計的整½指導。焊墊印跡、焊錫掩膜<½漆>的縫隙、縱橫比/面積比等½
會½響鋼板網孔的設計。
Table:表面黏裝零件的網孔之整½設計
零件
類型
節
距
焊墊印
跡寬度
焊墊印
跡長度
2.00 mm
[78.7 mil]
1.50 mm
[59.1 mil]
1.25 mm
[49.2 mil]
1.25 mm
[49.2 mil]
1.00 mm
[39.4 mil]
0.65 mm
[25.6 mil]
0.40 mm
[15.7 mil]
網孔
寬度
0.60 mm
[23.6 mil]
0.30 mm
[11.8 mil]
0.25 mm
[9.84 mil]
0.20 mm
[7.87 mil]
0.15 mm
[5.91 mil]
0.45 mm
[17.7 mil]
0.23 mm
[9.06 mil]
網孔
長度
1.95 mm
[76.8 mil]
1.45 mm
[57.1 mil]
1.20 mm
[47.2 mil]
1.20 mm
[47.2 mil]
0.95 mm
[37.4 mil]
0.60 mm
[23.6 mil]
0.35 mm
[13.8 mil]
鋼板厚
度范圍
0.15-0.25 mm
[5.91-9.84 mil]
縱橫比 面積比
范圍
2.3--3.8
范圍
0.88-1.48
PLCC
1.25 mm 0.65 mm
[49.2 mil] [25.6 mil]
QFP
0.65 mm 0.35 mm
[25.6 mil] [13.8 mil]
0.15-0.175 mm 1.7-2.0
[5.91-6.89 mil]
0.125-0.15 mm 1.7-2.0
[4.92-5.91 mil]
0.10-0.125 mm 1.6-2.0
[3.94-4.92 mil]
0.075-0.125mm 1.5-2.0
[2.95-3.94 mil]
0.125-0.15 mm N/A
[4.92-5.91 mil]
0.075-0.125mm N/A
[4.92-5.91 mil]
N/A
0.71-0.83
QFP
0.50 mm 0.30 mm
[19.7 mil] [11.8 mil]
0.69-0.83
QFP
0.40 mm 0.25 mm
[15.7 mil] [9.84 mil]
0.68-0.86
QFP
0.30 mm 0.20 mm
[11.8 mil] [7.87 mil]
0.65-0.86
0402
N/A
0.50 mm
[19.7 mil]
0.84-1.00
0201
N/A
0.25 mm
[9.84 mil]
0.66-0.89
BGA
1.25mm
CIR0.80mm CIR0.80mm CIR0.75mm CIR0.75mm
0.15-0.20 mm
[31.5 mil]
[29.5 mil]
[29.5 mil]
[5.91-7.87 mil]
0.93-1.25
[49.2mil] [31.5 mil]
μBGA
1.00 mm
CIR0.38mm CIR0.38mm SQ0.35mm SQ0.35mm
0.115-0.135mm N/A
[39.4 mil] [15.0 mil]
[15.0 mil]
[13.8 mil]
[13.8 mil]
[4.53-5.31 mil]
0.67-0.78
μBGA
0.50 mm
CIR0.30mm CIR0.30mm SQ0.28mm SQ0.28mm
0.075-0.125mm N/A
[19.7 mil] [11.8 mil]
[11.8 mil]
[11.0 mil]
[11.0 mil]
[2.95-3.94 mil]
0.69-0.92
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注釋：
1．在此設定
BGA 焊墊不以焊錫掩膜定義。
2．μBGA
網孔是
0.35 mm[13.8 mil]的方½孔帶有 0.075 mm[2.95 mil]的幅度角，
同樣對于
0.30 mm[11.81 mil]帶有 0.065 mm[2.56 mil]。
3．N/A
意指僅僅考慮面積比率。
3．2．1
網孔尺寸<Aperture
Size>
網孔的尺寸和箔片的厚度決定應用于
PCB
板上錫膏的量。在涂刷器輪回或印刷
操½中，錫膏填充鋼板上的網孔。在印刷操½中當鋼板和
PCB
分開時錫膏應該
可容易地黏附到焊墊上。就鋼板方面而言，錫膏從網孔內壁黏附到
PCB
焊墊的
程度主要基于三個因素：
1．鋼板設計的面積比和縱橫比
2．網孔內壁的几½學布局
3．網孔內壁的½成(關于網孔內壁的½成和几½學布局請參考 Section 4)
3．2．1．1
面積比率/縱橫比率<Area
Ratio/Aspect Ratio>
面積比率/縱橫比率均在圖
1
中詳細闡明。通常情況下，可接受錫膏黏附的公認
設計指導是縱橫比率>1.5、面積比率>0.66。實際上縱橫比率是面積比率的單一
化。當長度遠遠大于寬度時，面積比率就減少到接近縱橫比率。當鋼板与
PCB
分開的時候，錫膏黏附會遭遇一競爭性的制程：錫膏是黏附到
PCB
的焊墊上，
或是黏貼到網孔內壁。當焊墊的面積大于網孔內壁面積
2/3
時，錫膏黏附到
PCB
將有更大的优勢！
圖
1：鋼板網孔橫剖面圖
W
縱橫比
= -------------------- = ----
鋼板厚度
網孔寬度
面積比
=
LxW
---------------- = --------------
2
x (L + W) x T
焊墊面積
T
網孔內壁面積
3．2．2 網孔尺寸(面積)對 PCB 焊墊尺寸(面積)
½為常規的設計指導，對比 PCB 焊墊尺寸，網孔尺寸應該減少。通常鋼板網孔
的修訂½會考慮到初始的焊墊的設計。減少面積或改變網孔的½狀通常是可取的
來加強印刷、回焊或鋼板清洁的制程。例如，減少鋼板的網孔將可以減少鋼板与
PCB 未對准的可½性，也有助于在回焊時控制焊錫球的构造。對于所有網孔，有
最小的幅度角½夠促進鋼板的清洁。
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