IPC-7525B German table of contents

IPC-7525 DE
®
Designrichtlinie für
Ihr Fachverband für Design,
Leiterplatten- und Elektronikfertigung e. V.
Druckschablonen
FED e. V. - Ihr Fachverband
für Design, Leiterplattenund Elektronikfertigung
Alte Jakobstraße 85/86
10179 Berlin
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Entwickelt von der Stencil Design Task Group (5-21e) des Assembly and
Joining Processing Committee (5-20) des IPC
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Ersetzt:
IPC-7525A - Februar 2007
IPC-7525 - Mai 2000
Die Anwender dieser Richtlinie sind aufgefordert, an der Entwicklung
künftiger Versionen mitzuarbeiten.
Kontakt:
IPC
3000 Lakeside Drive, Suite 309S
Bannockburn, Illinois
60015-1249
Tel 847 615.7100
Fax 847 615.7105
Oktober 2011
IPC-7525B DE
Inhaltsverzeichnis
1
ZWECK ..................................................................... 1
1.1
Fachbegriffe und Definitionen ............................. 1
3.1.9
Position des Druckbilds ....................................... 4
3.1.10
Kennzeichnung .................................................... 4
1.1.1
*Lochmaske ........................................................... 1
3.2
Design der Schablonenöffnungen ........................ 4
1.1.2
*Flächenverhältnis ................................................. 1
3.2.1
Größe der Öffnungen ........................................... 4
1.1.3
*Breiten-Dicken-Verhältnis ................................... 1
3.2.2
1.1.4
Spanngewebe-Rand ............................................. 1
Größenverhältnis Schablonenöffnung zu
Anschlussfläche bei Zinn/Blei-Lotpasten ............ 8
1.1.5
Geschlossener Druckkopf .................................... 1
3.2.3
1.1.6
Ätzfaktor .............................................................. 1
Größenverhältnis Schablonenöffnung zu
Anschlussfläche bei bleifreien Lotpasten .......... 10
1.1.7
Freiätzung ............................................................ 1
3.2.4
Kleber-Schablonenöffnungen für
Chipbauteile ....................................................... 11
1.1.8
Passermarken ....................................................... 1
3.2.5
1.1.9
Finepitch-BGA .................................................... 1
1.1.10
Finepitch-Technologie (FPT) .............................. 1
Kleber-Schablonenöffnungen bei gemischter
Bestückung von Chip-Bauteilen und bedrahteten (SMD)-Bauteilen ......................................... 11
1.1.11
Folie ..................................................................... 1
3.2.6
Freiätzung bei Kleber-Schablonen .................... 11
1.1.12
Rahmen ................................................................ 1
3.3
1.1.13
Intrusivlöten ......................................................... 1
Gemischte Technologie Oberflächenmontage/
Durchstecktechnik (Intrusiv-Reflowlöten) ........ 11
1.1.14 *Anschlussfläche ................................................... 1
3.3.1
Lotpastenvolumen ............................................. 12
1.1.15
3.4
Gemischte Technologie Oberflächenmontage/
Flip-Chip ............................................................ 13
3.4.1
Doppeldruck-Schablone für Oberflächenmontage/Flip-Chip ............................................. 14
3.5
Stufenschablonen-Technologien ........................ 14
3.5.1
Subtraktive Schablone (Step-Down) ................. 14
3.5.2
Additive Schablone (Step-Up) .......................... 14
3.5.3
Stufenschablonen für geschlossene
Druckkopf-Systeme ........................................... 15
1.1.23 *Oberflächenmontage-Technik (SMT) .................. 2
3.5.4
Schablone mit Freiätzungen .............................. 15
1.1.24 *Durchsteck-Technologie (THT) .......................... 2
3.6
Passermarken ..................................................... 15
1.1.25
Transfereffizienz .................................................. 2
3.6.1
Globale Passermarken ....................................... 15
1.1.26
Ultra-Finepitch Technologie ................................ 2
3.6.2
Lokale Passermarken ......................................... 15
3.7
Schablonen für acharbeit und Reparatur ........ 16
3.7.1
Miniaturschablonen ........................................... 16
3.7.2
Reparatur-Werkzeug zum direkten Drucken
der Paste auf das Bauteil .................................... 16
Modifizierung ...................................................... 1
1.1.16 *Überdrucken ........................................................ 2
1.1.17 *Pad ....................................................................... 2
1.1.18
Rakel .................................................................... 2
1.1.19
Rakelrichtung ...................................................... 2
1.1.20
Standard-BGA ..................................................... 2
1.1.21 *Schablone ............................................................ 2
1.1.22
2
2.1
3
Stufenschablone ................................................... 2
ANWENDBARE DOKUMENTE ........................... 2
IPC ....................................................................... 2
SCHABLONENDESIGN ........................................ 3
3.1
Schablonendaten .................................................. 3
4
3.1.1
Datenformat ......................................................... 3
4.1
Folienmaterial .................................................... 16
3.1.2
Gerber®-Format .................................................. 3
4.2
Rahmen .............................................................. 16
3.1.3
Liste der Blendenteller ........................................ 3
4.3
Spanngewebe-Rand ........................................... 16
3.1.4
Lotpasten-Ebene .................................................. 3
4.4
Technologien zur Schablonenherstellung .......... 16
3.1.5
Datenübertragung ................................................ 3
4.4.1
Chemisches Ätzen ............................................. 16
3.1.6
Schablonen für Mehrfachnutzen .......................... 3
4.4.2
Laser geschnittene Schablonen .......................... 17
3.1.7
Abstände und Wiederholungen ............................ 3
4.4.3
Galvanoformung ................................................ 17
3.1.8
Orientierung/Drehung des Druckbilds ................ 3
4.4.4
Hybrid-Schablonen ............................................ 17
SCHABLONENHERSTELLUNG ....................... 16
v
IPC-7525B DE
Oktober 2011
4.4.5
Trapezförmige Öffnungen ................................. 17
4.4.6
Zusätzliche Optionen ......................................... 17
Bild 3-10 Gitterraster-Schablonenöffnungen bei
Masseflächen .................................................... 9
Bild 3-11 Schablonenöffnung für Kleber ....................... 11
5
SCHABLONENMONTAGE ................................. 18
5.1
Position des Druckbilds auf der Schablone ....... 18
5.2
Zentrierung ........................................................ 18
5.3
Zusätzliche Konstruktionsrichtlinien ................. 18
Bild 3-12 Chip-Bauteil und SOIC gemeinsam auf
einer Leiterplatte ............................................ 11
Bild 3-13 Kleberdruck-Schablone mit 0,381 mm
[15 mil] Dicke ................................................ 11
Bild 3-14 Kleberdruck-Spezialschablone mit
Kleber-Reservoir ............................................ 11
6
SCHABLONENBESTELLUNG .......................... 18
7
SCHABLONEN-EINGANGSPRÜFUNG
BEIM ANWENDER ............................................... 18
8
SCHABLONENREINIGUNG .............................. 19
Bild 3-17 Überdruckung mit Stufenschablonen
(Stufen auf der Rakelseite) ............................. 13
9
ENDE DER GEBRAUCHSDAUER ................... 19
Bild 3-18 Überdruckung mit Stufenschablonen
(Stufen auf der Leiterplattenseite) ................. 13
ANHANG A
............................................................... 20
Bilder
Bild 3-1
4 mil [100 μm] dicke Schablone, ZinnBlei- und bleifreies Lot .................................... 6
Bild 3-15 Lotpastenvolumen bei der
Durchsteck-Technologie ................................ 12
Bild 3-16 Überdruckung mit Schablonen ohne
Stufe ............................................................... 12
Bild 3-19 Doppeldruck-Schablone zur
Lochverfüllung ............................................... 14
Bild 3-20 Doppeldruck-Schablone für gemischte
SMT-/Flip-Chip-Technologie ......................... 14
Bild 3-21 Drucken mit Stufenschablonen ...................... 15
5 mil [127 μm] dicke Schablone, ZinnBlei- und bleifreies Lot .................................... 6
Bild 3-22 Subtraktive (Step-Down) Schablone .............. 15
6 mil [150 μm] dicke Schablone, ZinnBlei- und bleifreies Lot .................................... 7
Bild 3-24 BTC ................................................................ 16
Bild 3-4
8 mil [200 μm] dicke Schablone, ZinnBlei- und bleifreies Lot .................................... 7
Bild 4-1
Bild 3-5
Schnittbild einer Schablone ............................. 8
Bild 3-6
Konvexe Innenseiten (Home-Plate-Design) .... 8
Tabelle 3-1 Abschnitte mit Design-Informationen für
Schablonen-Anwendungsfälle ...................... 4
Bild 3-7
Konkave Innenseiten (Bow-Tie-Design) ......... 9
Bild 3-8
Abgerundet konvexe Innenseiten
(Oblong-Design) .............................................. 9
Bild 3-9
Schablonenöffnungen für zylindrische
Bauteile und Chip-Bauteile (alle Ecken
abgerundet) ...................................................... 9
Bild 3-2
Bild 3-3
vi
Bild 3-23 Additive (Step-Up) Schablone ....................... 15
Bild 3-25 BGA ............................................................... 16
Trapezförmige Öffnungen .............................. 17
Tabellen
Tabelle 3-2 Allgemeine Beispiele für das Design von
Schablonenöffnungen für ausgewählte
SMD-Bauteile (Zinn-Blei-Lotpaste) ............ 5
Tabelle 3-3 Prozessfensterdaten für den IntrusivLötprozess – Obergrenzen und
Optimalwerte .............................................. 12
Oktober 2011
IPC-7525B DE
Designrichtlinie für Druckschablonen
1 ZWECK
Dieses Dokument enthält eine Anleitung für das Design und die Herstellung von Schablonen für Lotpaste und SMDKleber. Es ist lediglich als Leitfaden zu verstehen. Ein großer Teil der Angaben beruht auf den Erfahrungswerten von
Schablonendesignern, Herstellern und Anwendern. Die Leistung des Druckprozesses hängt von vielen verschiedenen
Variablen ab. Deshalb kann auch kein einzelner Satz Designregeln aufgestellt werden, der alle Fälle abdeckt.
1.1 Fachbegriffe und Definitionen Alle in dieser Richtlinie verwendeten Fachbegriffe und Definitionen entsprechen
IPC-T-50. Die mit einem Sternchen (*) gekennzeichneten Definitionen entstammen IPC-T-50. Weitere, für die
Diskussion dieses Fachthemas wichtige Fachbegriffe und Definitionen werden im Folgenden aufgelistet.
1.1.1 *Lochmaske
Eine Öffnung in einer Folienschablone.
1.1.2 *Flächenverhältnis
Das Verhältnis der Fläche einer Öffnung zur Wandfläche der Öffnung.
1.1.3 *Breiten-Dicken-Verhältnis
Das Verhältnis von Breite einer Schablonen-Öffnung zur Dicke der Schablonenfolie.
1.1.4 Spanngewebe-Rand ach außen gespanntes Gittermaterial aus Polyester oder Edelstahl, das die Schablonenfolie
flach und gespannt hält. Der Spanngewebe-Rand verbindet die Folie mit dem Rahmen.
1.1.5 Geschlossener Druckkopf Ein Druckkopf für den Schablonendrucker, der in einer austauschbaren Einheit die
Druckrakel und eine, mit Lotpaste gefüllte, unter Druck stehende Vorratskammer enthält.
1.1.6 Ätzfaktor
Geätzte Tiefe/Breite eines chemischen Ätzprozesses.
Auch bekannt als Unterätzung. Mithilfe der Freiätzung wird eine Tasche in der Leiterplattenseite der
Schablone erzeugt, die erhöhte Strukturen oder Etiketten aufnehmen kann oder für Mehrfachdruck-Funktionen dient.
1.1.7 Freiätzung
1.1.8 Passermarken Referenzmarken auf der Schablonenfolie (und der Leiterplatte) zur Ausrichtung der Leiterplatte
und/oder der Schablone in einem Drucker mit Kamerasystem.
1.1.9 Finepitch-BGA Ball-Grid-Array-Bauteil (BGA) mit einem Anschlussraster kleiner als 1 mm [39 mil]. Das
Bauteil wird auch als Chip-Scale-Package (CSP) bezeichnet, wenn die Gehäusefläche nicht mehr als das 1,2-fache
der ursprünglichen Halbleiterfläche beträgt.
1.1.10 Finepitch-Technologie (FPT) Eine Bestückungstechnik zur Oberflächenmontage mit Bauteilanschlüssen mit
höchstens 0,625 mm [24,61 mil] Mittenabstand.
1.1.11 Folie
Die Tafel, aus der die Schablone hergestellt wird.
1.1.12 Rahmen Ein Rahmen kann aus Aluminiumrohr oder gegossenem Aluminium hergestellt werden, an den ein
vorgespanntes Gittergewebe (Spanngewebe-Rand) mittels Kleber dauerhaft angebracht wird.
1.1.13 Intrusivlöten Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem die Lotpaste für Durchsteckbauteile
mittels Schablone aufgetragen wird. Die Durchsteckbauteile werden montiert und zusammen mit den Bauteilen
für Oberflächenmontage Reflow gelötet. Auch bekannt unter den Bezeichnungen Paste-in-Hole-, Pin-in-Holeoder Pin-in-Paste-Löten.
1.1.14 *Anschlussfläche
Ein Teil des Leiterbildes, der normalerweise zur Verbindung und/oder zum Befestigen von
Bauteilen verwendet wird.
1.1.15 Modifizierung
Der Prozess der Größen- oder Formänderung einer Lochmaske.
1