跟着电子体系中元器材密度的进步，规划师一般为了和印制电路板（PCB）上厚度为0.10 mm的焊膏模板配套，而挑选共面度不超越0.10 mm的、平等精细的衔接器。可是，商场上有许多共面度值为0.15 mm的衔接器，一起共面度值为0.10mm的衔接器也因为引脚数量的添加以及特型引脚、直角衔接器的引进等原因而难度越来越大。这因而约束了规划师的衔接器挑选规模；或许在本能够优先运用单个衔接器时，却不得不运用多个衔接器，或许被逼运用阶梯焊膏模板。这两种选项都添加了体系规划和出产的本钱与复杂度。
可是，Samtec Inc.和Phoenix Contact的一项研讨标明，经过优化焊膏模板的开孔形状，规划师就能够挑选已广泛供给的、价格更低的、共面度为0.15 mm的衔接器来与更精细的0.10 mm焊膏模板合作运用，一起在良品率为100%的状况下也能满意IPC-J-STD-001 Class 2规范的要求。
本文将评论焊膏模板与衔接器共面度之间的联络，以及规划师面对的取舍和限制要素等论题。然后本文将介绍此项研讨的状况和相应的效果，以及这些效果在优化规划的时分对本钱、空间、功能和牢靠性发生的影响。
焊膏模板与衔接器共面度之间的联络
运用精细加工的焊膏模板来精准地施放一小块焊膏并不太困难。但跟着衔接器引脚数量的不断添加，一起衔接器上的一些引脚需要被做成特定形状和被做成比如直角衔接等特定的衔接类型，衔接器与选用精细焊膏模板来施放成形的焊料之间呈现了越来越大的匹配困难。首要问题是因为衔接器引脚的共面度引起。
简而言之，“共面度”这一术语是指当衔接器被置于平面上时，其高度最高的和高度最低的引线（或引脚）之间的最大间隔。该间隔的数值一般可用光学丈量设备测得（图1，左图）。
图1: 共面度是指在一个平面上丈量到的不同引线高度之间的最大差值；
对外表贴装（SMT）器材的引线而言，将该项差值降至最低至关重要，借此能够防止焊点呈现问题。
（右下角）。（图片来历：Samtec Inc.）
好的共面度对于好的焊点至关重要：假如一条引脚或引线的方位太高，它或许就无法与焊膏构成充沛的触摸，然后导致焊点在机械上呈现虚焊或呈现彻底电气衔接开路的漏焊。大大都规范都要求共面度在0.10mm和0.15mm之间。
经过运用正确的工艺和东西，就能够为大都运用继续地构建共面度为0.15 mm的衔接器。可是，因为引脚数量的添加，特别是一些衔接器的引脚开展成为了特定的形状，或许它们需要以特定视点（如双排、直角）来进行衔接时，要到达0.10 mm的共面度就更为困难。保持这种较低的共面度会添加衔接器本钱。
现在的大型电路板都包含超越3000个元件和体积更小的、更高集成度的电子器材，使得本已严重的板上空间变得愈加密布，其效果是元器材引脚之间的间隔也越来越小，规划师现在也在更多地考虑选用厚度为0.10 mm的焊膏模板。假如运用更厚的焊膏模版，那么引线或焊盘之间就会存在较高的焊桥危险。可是，规划师很难找到既满意0.10mm共面度规范要求，一起又具有满意引脚数及适宜外形尺度的衔接器。
当然，规划师确实也能够挑选其他处理方案。如他们能够选用阶梯化焊膏模板，用薄一点的焊膏模板来应对末节距元件，而用更大一些的模板来支撑衔接器。这就处理了问题，但焊膏模板本钱就会变得更高，一起还有或许无法适用于焊锡阶梯两边元器材之间空间缺乏的运用。依据一般的经历来看，两个阶梯开孔之间的间隔应该为阶梯厚度的36倍。
另一种挑选是运用多个衔接器。衔接器的引脚数量越少，就越简单使其满意更为严密的共面度规范。可是多个衔接器又添加了本钱，一起添加了布局复杂性并带来牢靠性问题。此外，虽然衔接器或许满意0.10 mm共面度要求，但厚度为0.10 mm的焊膏模板意味着更低的焊料高度，然后导致焊点机械强度或许不够高。
怎么优化焊膏模板的开孔
为了最低极限地选用这些折衷方案，Samtec和Phoenix Contact针对三个系列的衔接器研讨了经过修正焊膏模板开孔所发生的作用。这些研讨运用了一个厚度为0.15 mm和1:1开孔的模板，然后使堆积焊料的尺度和形状与铜焊盘共同。随后在这些试验中添加了两种厚度为0.10mm的、但开孔更大的模板，并在接下来的研讨中制造并选用了共面度在0.10 mm和0.15 mm规模内的衔接器。
这项研讨触及将焊膏模板开孔的巨细调整到超出焊盘尺度来进行套印，以添加焊料量并构成更好的衔接，但不多到导致焊桥或在电路板外表留下焊球。为完成这一方针，这项研讨依赖于回流焊过程中的焊膏在到达其液化温度后，在加热的焊盘上构成凝聚的趋势。当然，有必要为每种衔接器类型确认正确的开孔巨细（图2）。
图2：橙色概括显现了FTSH衔接器的最佳开孔尺度。（图片来历：Samtec Inc.）
例如，为了保证在共面度为0.152 mm的 FTSH衔接器样品与厚度为0.10 mm焊膏模板之间构成杰出的焊点，最佳开孔为2.84 mm x 0.97 mm。这样就能够面向100%良品率去完成满意IPC-J-STD-001 Class 2规范要求的高质量焊点（图3）。
图3 ：共面度为0.152 mm的FTSH衔接器样品在运用了厚度为0.10 mm的、具有优化开孔的焊膏模板后构成的焊接效果，
能够看到其内排（左图）引脚和外排引脚（右图）都是高质量的焊点。（图片来历：Samtec Inc）
根据这些效果，能够清楚地看到规划人员在运用厚度为0.10 mm的焊膏模板时，应当再次考虑选用最大共面度值为0.15mm的衔接器。假如现已确认了用最佳模板开孔来支撑组合形式，就能够选用很多现成可用的衔接器而扩展了挑选规模，并可防止在受到约束的规模内选用贵重的替代品。假如最佳开孔无法在网上取得或没有确认，那么很重要的是在规划流程之初就要去联络衔接器制造商来确认最佳开孔，或为任何已确认的运用找出更适宜的处理方案。
前期介入极为要害，跟着规划流程逐步深化，其挑选面就越来越窄。
定论
因为充沛了解各种取舍权衡，并听到客户对愈加精细的焊膏模板和愈赶紧致的共面度的巴望，Samtec Inc.与Phoenix Contact两家公司的研制团队携手开发了优化焊膏模板开孔的途径，它可使共面度为0.15mm的衔接器能与厚度为0.10mm的焊膏模板合作运用。该项研讨带来了全球最佳效果：厚度为0.10mm的精细焊膏模板、更大的衔接器挑选规模、低本钱、低复杂度、满意IPC-J-STD-001 Class 2规范中机械强度要求的高质量焊点。
关于作者：
David Decker，Samtec Inc.互联工艺部总监
David Decker于1993年取得了路易斯维尔大学Speed科学学院（University of Louisville’s Speed Scientific School）的机械工程工学硕士学位，并于1998年取得了专业工程执照。其职业生涯始于在Lexmark, Inc. 担任的注塑模具工程师，这以后任职于通用电气家电产品部（General Electric Appliances）。随后，David加入了Samtec并在该公司工作了22年，曾在新产品规划、定制化产品规划等部分担任重要职务，并在曩昔15年中一向担任互连工艺部总监。David还在Clark县警长办公室预备役部担任中尉，并在该处服务了9年。
