Persyaratan Desain Stensil pada Komponen QFN untuk Performa Optimal PCBA

Paket QFN

Beberapa tahun terakhir telah menyaksikan aplikasi yang luas dari komponen paket QFN (Quad Flat No-lead) karena keunggulan komprehensifnya termasuk kinerja listrik dan termal yang sangat baik, ringan dan ukuran kecil. Sebagai paket tanpa timbal, komponen QFN telah menerima banyak fokus dari industri karena fitur induktansi rendah antar lead. Komponen paket QFN memiliki fitur persegi atau persegi panjang yang bentuk paketnya mirip dengan komponen paket BGA (Ball Grid Array). Berbeda dari BGA, QFN tidak memiliki bola solder di sisi bawah dan sambungan listrik dan mekanik dengan komponen lain dicapai melalui sambungan solder yang dihasilkan melalui penyolderan reflow sebelum pasta solder harus dicetak pada bantalan yang ada di permukaan cetakan. papan sirkuit (PCB).

Pencetakan pasta solder adalah fase yang sangat penting selama proses PCBA (Printed Circuit Board Assembly) yang selanjutnya akan menentukan kualitas akhir dan kinerja perakitan. Pencetakan pasta solder tidak akan pernah dapat dilakukan dengan lancar atau akurat kecuali jika stensil yang sesuai dirancang dan digunakan, itulah sebabnya artikel ini dibuat.

Desain Stensil

Pencetakan pasta solder memainkan peran penting dalam perakitan pemasangan permukaan (SMA) dan teknologi perakitan elektronik sehingga kualitas pencetakan pasta solder melalui stensil secara langsung dikaitkan dengan Hasil Pertama Kali (FTY) dari penyolderan komponen elektronik/listrik pemasangan permukaan. Disimpulkan bahwa 60% hingga 70% cacat penyolderan berasal dari pencetakan pasta solder berkualitas rendah yang dilakukan melalui stensil. Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian yang komprehensif pada semua aspek terkait pencetakan pasta solder melalui teknologi stensil.

Dalam hal desain stensil, bukaan yang sangat baik adalah elemen pertama yang menjamin sambungan solder yang optimal dan andal.

• Desain Bingkai Stensil

Bingkai stensil biasanya terbuat dari paduan aluminium dengan ukuran yang sesuai dengan parameter printer. Manufaktur otomatis mengharuskan stensil harus masuk ke jalur produksi dan ukuran stensil harus diterima oleh printer. Ukuran yang terlalu besar atau terlalu kecil tidak dapat mendorong kelancaran produksi.

• Desain Peregangan Stensil

Peregangan mengacu pada proses di mana pelat stensil stainless menempel pada bingkai. Lem dan pita pasta aluminium biasanya digunakan dalam peregangan. Agen lem pertama-tama dilapisi pada sambungan bingkai paduan aluminium dan pelat stensil stainless dan kemudian lapisan pelindung digoreskan secara merata. Selama proses peregangan, jarak internal 25mm hingga 50mm perlu dibiarkan antara pelat dan bingkai stensil stainless untuk menjamin kerataan dan peregangan yang sangat baik selama pencetakan pasta solder. Stensil yang baru diproduksi harus mempertahankan tegangan dalam kisaran 40 hingga 50N per sentimeter.

• Desain Tanda Fiducial Stensil

Penempatan otomatis harus dilakukan oleh printer selama jalur produksi otomatis sehingga stensil harus mengandung tanda fidusia. Desain tanda fidusia didasarkan pada dimensi tanda dalam file Gerber PCB dan kemudian pembukaan diatur pada rasio 1:1 dengan etsa dilakukan di bagian belakang stensil. Secara umum, setidaknya dua tanda fidusia diperlukan pada stensil pada dua sudut yang berlawanan.

• Desain Stensil untuk Pad I/O di sekitar Komponen QFN

Ukuran bukaan stensil harus setara dengan bantalan I/O periferal sehingga ukuran bukaan tersebut dapat memastikan sambungan solder dapat dibentuk dengan tinggi pasta solder 50 hingga 75μm setelah penyolderan reflow di sekitar bantalan. Jika menyangkut komponen QFN garis halus, terutama yang nada I/O-nya kurang dari 0,4 mm, lebar bukaan stensil harus dikurangi sedikit dari bantalan PCB untuk menghindari menjembatani antara bantalan I/O ambien. Rasio pembukaan stensil antara lebar dan tebal (W/T) harus lebih dari 1,5.

• Desain Stensil untuk Bantalan Disipasi Termal Pusat Komponen QFN

Bantalan pusat yang tidak tepat untuk desain bukaan pembuangan panas akan menyebabkan semua jenis cacat. Ketika komponen QFN mengalami penyolderan reflow, pasta solder pada bantalan besar akan dilelehkan dengan fluks leleh yang menghasilkan aliran udara, yang menyebabkan masalah seperti lubang udara, lubang kecil, percikan solder, dan bola solder. Meskipun hampir tidak mungkin untuk menghilangkan masalah tersebut, efek buruknya dapat dikurangi melalui beberapa langkah. Misalnya, beberapa larik bukaan jala kecil diambil alih-alih bukaan besar. Bentuk setiap lubang kecil dapat berupa lingkaran atau persegi selama 50% hingga 80% bantalan untuk pembuangan panas sentral ditutupi oleh pasta solder, yang akan memastikan ketinggian pasta solder 50 hingga 75μm.

• Kategori Stensil dan Ketebalan Stensil

Bahan stensil disarankan stainless sedangkan metode etsa disarankan laser cutting. Pemolesan elektrolit dilakukan pada dinding lubang sehingga dinding lubang menjadi halus dengan gesekan berkurang, bermanfaat untuk demoulding dan pencetakan pasta solder.

Ketebalan stensil memainkan peran yang menentukan dalam jumlah pasta solder yang dicetak pada PCB. Pasta solder yang terlalu banyak atau terlalu sedikit akan menyebabkan pembentukan cacat selama penyolderan reflow. Terlalu banyak pasta solder cenderung menyebabkan bridging sementara pasta solder yang terlalu sedikit cenderung menyebabkan penyolderan terbuka. Disarankan bahwa komponen QFN garis halus (pitch 0,4mm di bawah) bergantung pada stensil dengan ketebalan berkisar dari 0,12mm hingga 0,13mm dan komponen QFN dengan jarak tinggi (pitch 0,4mm di atas) bergantung pada stensil dengan ketebalan dalam kisaran dari 0.15mm sampai 0.2mm.

• Pemeriksaan Stensil

Stensil harus diperiksa dengan cermat sebelum perakitan SMT asli dengan item pemeriksaan berikut:
a. Inspeksi visual harus dilakukan untuk memeriksa kerataan peregangan dan pastikan bukaan terletak di tengah stensil.
b. Pemeriksaan visual harus dilakukan untuk memastikan bahwa posisi bukaan stensil kompatibel dengan bantalan PCB.
c. Ukuran bukaan stensil (panjang, lebar) harus diperiksa.
d. Mikroskop digunakan untuk memeriksa kehalusan dinding lubang bukaan dan permukaan stensil.
e. Tensiometer digunakan untuk mengukur tegangan stensil.
f. Ketebalan stensil harus divalidasi melalui hasil pencetakan pasta solder.

Pesan Stensil Berkualitas Tinggi dari PCBCart Hanya Secara Online

PCBCart menyediakan stensil stainless berkualitas tinggi dan hemat biaya kepada pelanggan untuk berkontribusi pada keandalan dan fungsionalitas produk akhir yang tinggi. Kami memiliki sistem Penawaran dan Pemesanan online stensil yang mudah digunakan di mana Anda dapat dengan mudah membuat kutipan tentang stensil dengan mengisi beberapa parameter dan kemudian langsung memesan setelah mengonfirmasi semuanya.

Sumber Bermanfaat:
• PCBCart Menawarkan Stensil Laser. Beli Stensil Sendiri atau Beli dengan PCB
• PCBCart Memproduksi PCB dengan Standar Kelas 3 IPC
• Fitur PCBCart Layanan Perakitan PCB Tingkat Lanjut – Beberapa Opsi Nilai Tambah
• Layanan Souring Komponen dari PCBCart – TIDAK Komponen Elektronik Palsu
• Persyaratan File untuk Pembuatan PCB yang Efisien dan Lancar