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PCB制造中構建無鉛SMT組件時面臨的挑戰

PCB打樣 ? 2020-09-22 21:49 ? 次閱讀

SMT組件變得越來越復雜。盡管SMT組裝制造商努力爭取100%的良率,但事實是要實現這一點極其困難。盡管當今大多數電子產品都使用SMT組件,但是減小的組件尺寸使將它們放置到PCB上極為困難。除此之外,SMT組件還必須克服許多其他缺陷,其中主要包括:

錫膏釋放不良

焊膏的釋放取決于長寬比和表面積比。長寬比將模板孔的最小尺寸與模板箔的厚度進行比較。低于1.5的寬高比是不可接受的。表面積比將模板孔的表面積與模板孔壁的表面積進行比較。最低可接受的表面積比率為0.66。雖然長寬比和表面積比有助于預測焊膏的釋放,但重要的是焊膏對SMT焊盤的粘合強度,而粘合強度又取決于SMT焊盤的尺寸。表面光潔度的不同會反過來影響SMT焊盤的尺寸。為了能夠準確地預測焊膏的釋放,必須考慮修改后的表面積比率公式,該公式應考慮到SMT焊盤尺寸因銅的重量和表面光潔度而發生的變化。隨著較小的組件變得越來越主流,這一點變得越來越重要。通常,SMT焊盤的底部與電子PCB文件中的尺寸匹配,而頂部較小。由于較小尺寸的頂部具有較小的表面積,因此在計算模板表面積比時需要考慮此較小尺寸的頂部。

印刷時的橋接

除了影響錫膏的釋放外,銅的重量和表面光潔度也會影響橋接。沉重的銅或表面不平坦的飾面會降低PCB和模板之間的密封性。反過來,這可能會使焊膏在打印過程中擠出,并在打印時造成橋接。密封取決于SMT焊盤的尺寸和模版孔。大于SMT焊盤的模板孔會導致焊膏從PCB和模板之間擠出。

為了解決該問題,當涉及模版孔時,需要減小寬度。對于沉重的銅重量和非平坦的PCB表面處理尤其如此。反過來,這可確保將錫膏從PCB和模板之間擠出的機會降至最低。

SMT回流時焊錫量不足

盡管這是一個常見缺陷,但通常僅在目測或自動光學檢查期間的SMT工藝結束時才被捕獲。DFM審查有時還可以在生產前發現不足的數量。為了克服這個問題,所需的體積增加是基于無引線端子PCB焊盤的尺寸差異。此外,在使用無鉛組件的情況下,還需要將額外的焊膏量印刷在腳趾側。還需要避免增加模板孔的寬度。還要注意的重要是模板箔的厚度。在需要調整箔厚度以容納SMT組件的情況下,模版孔的體積也需要增加。

橋接SMT回流

由于焊膏在印刷時在PCB和模板之間擠出,造成SMT回流的許多次橋接,有時是由于PCB制造問題,放置壓力,超過設定值的回流等引起的。SMT回流也可能發生橋接考慮到鷗翼包裝的成分鉛暴露在加熱中。另一方面,無鉛封裝的加熱均勻。鷗翼式包裝還具有有限的表面積以潤濕焊料。如果焊料過多,多余的焊料會濺到PCB焊盤上。錫膏量的減少,但是應始終以鷗翼腳為中心,而不是PCB焊盤。盡管對于大多數組件來說,體積的減少將大大減少,但是當PCB表面處理為OSP且焊料無鉛時,需要格外小心。如果是無鉛焊料,則體積減小會使回流后的OSP裸露。暴露的OSP反過來會導致很多影響可靠性的問題。

雖然某些SMT缺陷僅限于特定的裝配線或特定位置,但還有許多其他缺陷,例如焊膏的釋放,印刷時的橋接,SMT回流時的橋接,SMT回流時的焊料量不足等,并且上述現象普遍存在,并且不限于特定的變量集。因此,需要密切考慮其作用,以確保操作的可靠性。

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