คำนวณรูเปิดสเตนซิล

อัตราส่วนพื้นที่และอัตราส่วนภาพในการออกแบบสเตนซิลคืออะไร?

การออกแบบรูเปิดสเตนซิลสำคัญมากสำหรับการพิมพ์ครีมบัดกรีที่สม่ำเสมอ อัตราส่วนพื้นที่และอัตราส่วนภาพเป็นตัวชี้วัดสำคัญสองตัวที่ทำนายว่าครีมจะออกจากรูลงบนแพด PCB สะอาดหรือไม่ IPC-7525 กำหนดเกณฑ์ขั้นต่ำเพื่อรับประกันการพิมพ์ที่เชื่อถือได้

อัตราส่วนพื้นที่คืออัตราส่วนระหว่างพื้นที่เปิดรูกับพื้นที่ผนังทั้งหมด: AR = L×W / (2×(L+W)×T) แนะนำเกิน 0.66 ต่ำกว่า 0.5 มีความเสี่ยงสูงที่ครีมจะออกไม่หมด อัตราส่วนภาพคือด้านเล็กของรูหารด้วยความหนาสเตนซิล: W/T ≥ 1.5

สำหรับชิ้นส่วนพิทช์ละเอียด (QFP ≤ 0.5 mm, BGA ≤ 0.4 mm) อาจต้องลดความหนาสเตนซิลต่ำกว่า 100 μm หรือใช้สเตนซิลแบบขั้นบันได สเตนซิลตัดเลเซอร์และขึ้นรูปไฟฟ้าที่มีผนังเรียวหรือเคลือบนาโนช่วยปรับปรุงการปล่อยครีม

Formula: อัตราส่วนพื้นที่ (สี่เหลี่ยม) = (L × W) / [2(L + W) × T] อัตราส่วนพื้นที่ (วงกลม) = D / (4T) อัตราส่วนภาพ = W_min / T IPC-7525: อัตราส่วนพื้นที่ ≥ 0.66, อัตราส่วนภาพ ≥ 1.5

ตัวอย่างการคำนวณ

รูสี่เหลี่ยม 0.3 mm × 0.8 mm สเตนซิล 0.12 mm: อัตราส่วนพื้นที่ = (0.3 × 0.8) / (2 × (0.3+0.8) × 0.12) = 0.91 (ดี) อัตราส่วนภาพ = 0.3 / 0.12 = 2.5 (ดี, >1.5) ทั้งสองอัตราส่วนผ่านเกณฑ์ IPC-7525

เมื่อใดควรใช้เครื่องคำนวณนี้

• ออกแบบสเตนซิลสำหรับ PCB ใหม่ ตรวจสอบอัตราส่วนพื้นที่ IPC-7525
• แก้ไขข้อบกพร่องการพิมพ์ครีมบัดกรีโดยตรวจรูปทรงรูเปิด
• ประเมินความจำเป็นในการเปลี่ยนความหนาสเตนซิลเมื่อย้ายไปชิ้นส่วน fine-pitch
• เปรียบเทียบวิธีการผลิตสเตนซิล

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

• ใช้สเตนซิลหนาเกินไปสำหรับชิ้นส่วน fine-pitch
• มุ่งเน้นเฉพาะอัตราส่วนพื้นที่โดยไม่สนใจอัตราส่วนด้าน
• ออกแบบรูเปิด 1:1 กับขนาด pad โดยไม่คิดถึงปริมาณครีม
• ไม่คำนึงถึงค่าเผื่อการผลิตสเตนซิล

วิธีตีความผลลัพธ์

• อัตราส่วนพื้นที่ >0.66 (ดี) — ปล่อยครีมเชื่อถือได้
• 0.50-0.66 (ขอบเขต) — ต้องการสเตนซิลเคลือบนาโน
• <0.50 (ไม่ดี) — พิจารณาลดความหนาหรือขยายรูเปิด
• อัตราส่วนด้าน <1.5 ครีมอาจติดผนังแคบ

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง

• IPC-7525 — แนวทางการออกแบบสเตนซิล
• IPC-7527 — ข้อกำหนดการพิมพ์ครีมบัดกรี
• IPC-7351 — มาตรฐานรูปแบบ pad SMD

คำถามที่พบบ่อย

ทำอย่างไรเมื่ออัตราส่วนต่ำกว่าเกณฑ์?

ทางเลือก: (1) ลดความหนาสเตนซิล; (2) ขยายรูเปิด; (3) ใช้สเตนซิลขึ้นรูปไฟฟ้า; (4) เคลือบนาโน; (5) ปรับความเร็วและแรงกดใบปาด เมื่ออัตราส่วนพื้นที่ต่ำกว่า 0.5 อาจต้องออกแบบสเตนซิลใหม่

ประเภทชิ้นส่วนมีผลต่อการออกแบบรูสเตนซิลอย่างไร?

BGA ใช้รูกลมตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางแพด ต้องการอัตราส่วนพื้นที่ 0.66 ขึ้นไป QFP ใช้รูสี่เหลี่ยม บางครั้งดัดแปลงรูปร่างเพื่อลดการเชื่อมข้าม ชิ้นส่วนชิป (0402, 0201) ต้องปรับขนาดรูอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกัน tombstoning

สเตนซิลแบบบันไดคืออะไรและควรใช้เมื่อใด?

สเตนซิลบันไดมีความหนาเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ — บางกว่าในพื้นที่ fine-pitch และหนากว่าในพื้นที่ pad ใหญ่ ใช้เมื่อบอร์ดมีทั้ง BGA ≤0.4 mm pitch และ connector ขนาดใหญ่