在PCBA加工過(guò)程中,再流焊接是一個(gè)非常重要的工藝,將從再流焊接的基本概念,工藝流程,工藝特點(diǎn)三個(gè)維度。PCBA再流焊接具有良好的工藝性,對(duì)元器件的布局位置、方向與間距沒(méi)有特別的要求。再流焊接面上元器件的布局主要考慮焊膏印刷鋼網(wǎng)開(kāi)窗對(duì)元器件間距的要求、檢查與返修的空間要求,工藝可靠性要求。
1.工藝流程
再流焊接的工藝流程:印刷焊膏一貼片一再流焊接。
2.工藝特點(diǎn)
(1)焊點(diǎn)大小可控。可以通過(guò)焊盤(pán)的尺寸設(shè)計(jì)與印刷的焊膏量獲得希望的焊點(diǎn)尺寸或形狀要求,如焊縫的厚度。
(2)焊膏的施加一般采用鋼網(wǎng)印刷的方法。為了簡(jiǎn)化工藝流程、降低生產(chǎn)成本,通常情況下每個(gè)焊接面只印刷一次焊膏。這一特點(diǎn)要求每個(gè)裝配面上的元器件能夠使用一張鋼網(wǎng)(包括同一厚度鋼網(wǎng)和階梯鋼網(wǎng))進(jìn)行焊膏分配。
(3)再流焊爐實(shí)際上是一個(gè)多溫區(qū)的隧道爐,主要功能就是對(duì)PCBA進(jìn)行加熱。對(duì)于雙面板,見(jiàn)下圖,布局在底面(B面)上的元器件應(yīng)滿(mǎn)足一定的力學(xué)要求,如BGA類(lèi)封裝,元件質(zhì)量與引腳接觸面積比小于等于0.05mg/mm2的要求,以防焊接頂面元件時(shí)不掉下來(lái)。
(4)再流焊接時(shí),元器件是完全漂浮于熔融焊錫(焊點(diǎn))上的。如果焊盤(pán)尺寸比引腳尺寸大、元件布局重且引腳布局少,就容易在不對(duì)稱(chēng)熔融焊錫乏面張力或再流焊接爐內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流熱風(fēng)的吹動(dòng)下移位。
一般而言,能夠自行矯正位置的元件,焊盤(pán)尺寸與焊端或引腳重疊面積占比越大,元器件的定位功能越強(qiáng)。我們正是利用此點(diǎn)對(duì)有定位要求元器件的焊盤(pán)進(jìn)行特定設(shè)計(jì)的。
(5)焊縫(點(diǎn))形貌的形成主要取決于熔融焊料的潤(rùn)濕能力與表面張力作用,如0.4mmQFP,印刷的焊膏圖形為規(guī)則的長(zhǎng)方體,而焊縫的形狀則為所示的形貌。
3、要求
一、表面貼裝元器件禁布區(qū)
①傳送邊(與傳送方向平行的邊),距離邊5mm范圍為禁布區(qū).5mm是所有SMT設(shè)備都可以接受的一個(gè)范圍。
②非傳送邊(與傳送方向垂直的邊),離邊2~5mm范圍為禁布區(qū)。理論上元器件可以布局到邊。但由于鋼網(wǎng)變形的邊緣效應(yīng),必須設(shè)立2~5mm以上的禁布區(qū),以保證焊膏厚度符合要求。
③傳送邊禁布區(qū)域內(nèi)不能布局任何種類(lèi)的元器件及其焊盤(pán)。非傳送邊禁布區(qū)內(nèi)主要禁止布局表面貼片元器件,但如果需要布局插裝元器件,應(yīng)考慮防波峰焊接向上翻錫工裝的工藝需求。
二、元器件應(yīng)盡可能有規(guī)則地排布
有極性的元器件的正極、IC的缺口等統(tǒng)一朝上、朝左放置。有規(guī)則的排列方便檢查,有利于提高貼片速度。
三、元器件盡可能均勻布局
均勻分布有利于減少再流焊接時(shí)板面上的溫差,特別是大尺寸BGA,QFP,PLCC的集中布局,會(huì)造成PCB局部低溫。
四、元件之間的間距(間隔)主要與裝焊操作、檢查、返修空間等要求有關(guān)
對(duì)于特殊需要,如散熱器的安裝空間、連接器的操作空間,請(qǐng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
五、雙面采用再流焊接的板(如雙面全SMD板、掩膜選擇焊雙面板),通常都是先焊元件數(shù)量和種類(lèi)比較少的那面(Bottom面
此面要經(jīng)受二次再流焊接過(guò)程,其上不能布放引腳少且比較重、比較高的元器件。一般經(jīng)驗(yàn)是布局在Bottom面上的BGA器件,焊縫能夠承受的最大重力為0.03g/mm‘,其余封裝為。
六、盡可能避免雙面鏡像貼裝BOA設(shè)計(jì),據(jù)有關(guān)試驗(yàn)研究,這樣的設(shè)計(jì)焊點(diǎn)可靠性降低50%左右。
七、再流焊接焊料是定量供給的,因此,應(yīng)避免在焊盤(pán)上打孔。如果需要可以采用塞孔電鍍?cè)O(shè)計(jì)。
八、BGA、片式電容、晶振等應(yīng)力敏感器件,應(yīng)避免布局在拼版分離邊或連接橋附近,裝配時(shí)容易使PCB發(fā)生彎曲的地方。
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