산업 제조
산업용 사물 인터넷 | 산업자재 | 장비 유지 보수 및 수리 | 산업 프로그래밍 |
home  MfgRobots >> 산업 제조 >  >> Manufacturing Technology >> 산업기술

PCB 어셈블리 최적화: QFN 컴포넌트를 위한 스텐실 설계 가이드라인

QFN 패키지

최근 몇 년간 QFN(쿼드 플랫 노-리드) 패키지 컴포넌트는 우수한 전기적 및 열적 성능, 경량, 소형 크기 등 종합적인 장점으로 인해 널리 적용되고 있습니다. 무연 패키지로서 QFN 컴포넌트는 리드 간 낮은 인덕턴스를 특징으로 하여 업계로부터 많은 관심을 받아왔습니다. QFN 패키지 컴포넌트는 정사각형이나 직사각형이며, 그 패키지 형태는 BGA(볼 그리드 어레이) 패키지 컴포넌트와 유사합니다. BGA와 달리 QFN은 바닥면에 솔더 볼이 없으며, 인쇄 회로 기판(PCB) 표면의 패드에 솔더 페이스트를 인쇄한 후 리플로우 납땜을 통해 생성되는 솔더 조인트를 통해 다른 컴포넌트와 전기적 및 기계적 연결을 달성합니다.

솔더 페이스트 인쇄는 PCBA(인쇄 회로 기판 어셈블리) 공정에서 매우 중요한 단계로, 최종 조립 품질과 성능을 더욱 결정합니다. 적절한 스텐실이 설계되고 사용되지 않으면 솔더 페이스트 인쇄를 원활하고 정확하게 수행할 수 없습니다. 이 기사가 생성된 이유입니다.

스텐실 설계

솔더 페이스트 인쇄는 표면 실장 조립(SMA)과 전자 조립 기술에서 매우 필수적인 역할을 하며, 스텐실을 통한 솔더 페이스트 인쇄 품질은 표면 실장 전자/전기 컴포넌트 납땜의 초도 수율(FTY)과 직접 관련됩니다. 솔더 페이스트 인쇄를 통한 스텐실의 저품질에서 60%~70%의 납땜 결함이 유래한다는 결론이 나왔습니다. 따라서 스텐실 기술을 통한 솔더 페이스트 인쇄와 관련된 모든 측면에 대한 포괄적인 연구를 구현하는 것이 필요합니다.

스텐실 설계에서 우수한 오프닝은 최적의 신뢰할 수 있는 납땜 조인트를 보장하는 첫 번째 요소입니다.

스텐실 프레임 설계

스텐실 프레임은 보통 알루미늄 합금으로 만들어지며, 크기는 프린터 파라미터와 호환되어야 합니다. 자동 제조는 스텐실이 생산 라인에 올라가야 하며 스텐실 크기가 프린터에 의해 수용되어야 합니다. 너무 크거나 너무 작은 크기 모두 원활한 제조를 추진할 수 없습니다.

스텐실 스트레칭 설계

스트레칭은 스테인리스 스텐실 플레이트가 프레임에 부착되는 공정을 의미합니다. 접착제와 알루미늄 페이스트 테이프가 보통 스트레칭에 사용됩니다. 접착제는 알루미늄 합금 프레임과 스테인리스 스텐실 플레이트 연결부에 먼저 코팅된 후 보호 코팅이 고르게 긁힙니다. 스트레칭 공정 중 스테인리스 스텐실 플레이트와 프레임 사이에 25mm~50mm의 내부 거리를 두어 솔더 페이스트 인쇄 시 우수한 평탄도와 스트레칭을 보장해야 합니다. 새로 제조된 스텐실은 센티미터당 40~50N 범위의 장력을 유지해야 합니다.

스텐실 피듀셜 마크 설계

자동 제조 라인에서 프린터에 의해 자동 포지셔닝이 수행되어야 하므로 스텐실에는 피듀셜 마크가 포함되어야 합니다. 피듀셜 마크 설계는 PCB의 거버 파일에 있는 마크 치수를 기반으로 하며, 1:1 비율로 오프닝을 설정하고 스텐실 뒷면에 에칭을 수행합니다. 일반적으로 스텐실에는 최소 두 개의 피듀셜 마크가 필요하며 두 대각선 모서리에 위치해야 합니다.

QFN 컴포넌트 주변 I/O 패드를 위한 스텐실 설계

스텐실 오프닝 크기는 주변 I/O 패드 크기와 동등해야 하며, 이러한 오프닝 크기는 리플로우 납땜 후 패드 주변에 50~75μm 높이의 솔더 페이스트로 솔더 조인트가 형성되도록 보장할 수 있습니다. 미세 라인 QFN 컴포넌트, 특히 I/O 피치가 0.4mm 미만인 경우, 스텐실 오프닝 폭을 PCB 패드보다 약간 줄여 주변 I/O 패드 간 브리징을 방지해야 합니다. 스텐실 오프닝 폭-두께 비율(W/T)은 1.5보다 커야 합니다.

QFN 컴포넌트 중앙 열방산 패드를 위한 스텐실 설계

부적절한 중앙 열방산 패드 오프닝 설계는 모든 종류의 결함을 유발합니다. QFN 컴포넌트가 리플로우 납땜을 거칠 때 대형 패드상의 솔더 페이스트가 녹고 플럭스 용융으로 일부 공기가 흐르게 되어 에어 홀, 핀홀, 솔더 스패터, 솔더 볼 같은 문제가 발생합니다. 이러한 문제를 거의 제거할 수는 없지만 일부 조치를 통해 나쁜 영향을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 큰 오프닝 대신 여러 개의 작은 메쉬 오프닝 어레이를 선택합니다. 각 작은 오프닝의 모양은 원형이나 정사각형일 수 있으며, 중앙 열방산 패드의 50%~80%가 솔더 페이스트로 덮이는 한 크기는 무제한입니다. 이는 50~75μm 높이의 솔더 페이스트를 보장합니다.

스텐실 종류와 두께

스텐실 재료는 스테인리스를 제안하며, 에칭 방법은 레이저 커팅을 제안합니다. 전해 연마를 홀 벽에 수행하여 홀 벽이 매끄럽고 마찰이 줄어들어 솔더 페이스트 탈형과 성형에 유리합니다.

스텐실 두께는 PCB에 인쇄되는 솔더 페이스트 양을 결정하는 데 결정적인 역할을 합니다. 너무 많거나 너무 적은 솔더 페이스트 모두 리플로우 납땜 중 결함 생성을 초래합니다. 너무 많은 솔더 페이스트는 브리징을 유발하는 경향이 있고, 너무 적은 솔더 페이스트는 오픈 납땜을 유발하는 경향이 있습니다. 미세 라인 QFN 컴포넌트(피치 0.4mm 미만)는 0.12mm~0.13mm 범위의 두께를 가진 스텐실에 의존하는 것이 좋고, 넓은 간격 QFN 컴포넌트(피치 0.4mm 초과)는 0.15mm~0.2mm 범위의 두께를 가진 스텐실에 의존하는 것이 좋습니다.

스텐실 검사

정품 SMT 조립 전에 스텐실을 다음 검사 항목으로 신중하게 검사해야 합니다:

PCBCart에서 온라인으로 고품질 스텐실 주문

PCBCart는 최종 제품의 고신뢰성과 기능성에 기여하기 위해 고객에게 고품질이고 비용 효율적인 스테인리스 스텐실을 제공합니다. 몇 가지 파라미터를 입력하여 스텐실에 대한 견적을 쉽게 낼 수 있고, 모든 것을 확인한 후 직접 주문할 수 있는 사용자 친화적인 스텐실 온라인 견적 및 주문 시스템을 보유하고 있습니다.

유용한 자료

산업기술

  1. RF/마이크로웨이브 PCB 설계 핵심 원칙: 신뢰성 높은 고주파 성능 구현
  2. 전문가 가이드: PCB 웨이브 솔더링 이슈 트러블슈팅
  3. 고전압 PCB 설계: 소재, 안전성, 모범 사례
  4. 제조를 위한 PCB 설계 최적화: 핵심 전략 및 모범 사례
  5. 4G 시대 RF 회로 및 EMC 최적화를 위한 PCB 설계
  6. 현대 스마트폰을 위한 필수 PCB 설계 가이드라인
  7. QFN 컴포넌트 마운팅 전문가 가이드: 설계 및 솔더 페이스트 인쇄 솔루션
  8. 인바 36 (Invar 36) 컴포넌트: 소재, 물성, 신뢰할 수 있는 구매 가이드
  9. 신뢰할 수 있는 베이스라인 설정으로 시스템 성능 극대화하기
  10. 컨베이어 이송 슈트 설계 최적화: 신뢰성과 효율을 위한 핵심 고려사항