⑴ 焊盤怎樣設計才能使焊點焊接飽滿
對於同一個元件,凡是對稱使用的焊盤(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等),設計時應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致。以保證焊料熔融時,作用於元器件上所有焊點的表面張力(也稱為潤濕力)能保持平衡(即其合力為零),以利於形成理想的焊點。
以下分類講一下不同類型元器件的焊盤設計要求:
一、片式(Chip)元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素
對稱性:兩端焊盤必須對稱,才能保證熔融焊錫表面張力平衡;對於小尺寸的元件0603、0402、0201等,兩端融焊錫表面張力的不平衡,很容易引起元件形成「立碑」的缺陷。
焊盤間距:確保元件端頭或引腳與焊盤恰當的搭接尺寸;
焊盤剩餘尺寸:搭接後的剩餘尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面;
焊盤寬度:應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。
A :焊盤寬度
B :焊盤長度
G :焊盤間距
S :焊盤剩餘尺寸
在實際生產中,最常見到0402元件焊盤設計不合理,造成缺陷比較多,在這里,給大家一個0402元件的優選焊盤設計方案,這個方案在生產實際中效果比較好,缺陷率極低。
0402優選焊盤各項參數及焊盤圖形:
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盤的兩端可以設計成半園形,焊接後的焊點比較飽滿。
二、SOP及QFP設計原則:
1、 焊盤中心距等於引腳中心距;
2、 單個引腳焊盤設計的一般原則
Y=T+b1+b2=1.5~2mm (b1=0.3~1.0mm b2=0.3~0.7mm)
X=1~1.2W
3、 相對兩排焊盤內側距離按下式計算(單位mm)
G=F-K
式中:G—兩排焊盤之間距離,
F—元器件殼體封裝尺寸,
K—系數,一般取0.25mm,
SOP包括QFP的焊盤設計中,需要注意的就是上面第2條中的b1和b2兩個參數。良好的焊點可以看下面的圖,在這個圖里,前面稱為的焊點的腳趾,後面稱為焊點的腳跟,一個合格的焊點,必須包含這兩部分,缺一不可,而且焊點的強度也是靠這兩個部位來保證的,尤其是腳跟部位。在一些設計不良的案例中,或者是b2太短,或者b1太短,導致的結果就是無法形成合格的焊點。
三、BGA的焊盤設計原則
1、PCB上的每個焊盤的中心與BGA底部相對應的焊球中心相吻合;
2、PCB焊盤圖形為實心圓,導通孔不能加工在焊盤上;
3、與焊盤連接的導線寬度要一致,一般為0.15mm~0.2mm;
4、阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1mm~0.15mm;
5、焊盤附近的導通孔在金屬化後,必須用阻焊劑進行堵塞,高度不得超過焊盤高度;
6、在BGA器件外廓四角加工絲網圖形,絲網圖形的線寬為0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盤形狀為圓形,通常PBGA焊盤直徑應比焊球直徑小20%。焊盤旁邊的通孔,在制板時須做好阻焊,以防引起焊料流失造成短路或虛焊。BGA焊盤間距應按公制設計,由於元件手冊會給出公制和英制兩種尺寸標注,實際上元件是按公制生產的,按英制設計焊盤會造成安裝偏差。
上面提到的PBGA是塑封體,有鉛PBGA的焊球的材料為63Sn37Pb,與有鉛焊料的成份是一致的,在焊接過程中與焊料同時融化,形成焊點。無鉛PBGA的焊球是SAC307或SAC305,與常用的無鉛焊料的成份也比較接近,在焊接中也會融化,形成焊點。
但是還有一種BGA,封裝體是陶瓷,稱為CBGA,CBGA的焊球是高溫焊料,其熔點遠遠高於常見的焊料,在焊接中,CBGA的焊球是不融化的,因此,CBGA的焊盤設計與PBGA的焊盤設計是不一樣的。
具體設計參數可參考下圖:
四、焊盤的熱隔離
SMD器件的引腳與大面積筒箔連接時,要進行熱隔離處理,否則會由於元件兩端熱量不均衡,造成焊接缺陷。
五、再流焊工藝導通孔的設置
1、 一般導通孔直徑不小於0.75mm;
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外,不能在其它元器件下面打導通孔;
3、 導通孔不能設計在焊接面上片式元件的兩個焊盤中間的位置;
4、 更不允許直接將導通孔作為BGA器件的焊盤來用;
5、 導通孔和焊盤之間應有一段塗有阻焊膜的細連線相連,細連線的長度應大於0.5mm;寬度大於0.4mm。
要絕對避免在表面安裝焊盤以內設置導通孔,在距表面安裝焊盤0.635mm以內設置導通孔,應該通過一小段導線連接,並用阻焊劑將焊料流失通道阻斷,否則容易引起「立片」或「焊料不足」等缺陷。
六、插裝元器件焊盤設計
1、 孔距為5.08mm或以上的,焊盤直徑不得小於3mm;
2、 孔距為2.54mm的,焊盤直徑最小不應小於1.7mm;
3、 電路板上連接220V電壓的焊盤間距,最小不應小於3mm;
4、 流過電流超過0.5A(含0.5A)的焊盤直徑應大於等於4mm;
5、 焊盤以盡可能大一點為好,對於一般焊點,其焊盤直徑最小不得小於2mm。
插裝元器件焊盤孔徑設計
採用波峰焊接工藝時,元件插孔孔徑,一般比其引腳線徑大0.1 mm- 0.3mm為宜,其焊盤的直徑應大於孔徑的3倍。電阻、二極體的安裝孔距應設計為標准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm,電解電容的安裝孔距應與元件引腳距一致,三極體的安裝孔距應為2.54mm。
七、採用波峰焊工藝時,貼片元件的焊盤設計
採用波峰焊焊接片式元件時,應注意「陰影效應(缺焊)、『橋接』(短路)」的發生,對於CHIP元件,應將元件的軸向方向垂直於PCB的傳送方向,小的元件應在大的元件前面,間距應大於2.5mm;
採用波峰焊工藝時焊盤設計的幾個要點
1、高密度布線時應採用橢圓焊盤圖形,以減少連焊;
2、為了減小陰影效應提高焊接質量,波峰焊的焊盤圖形設計時對於SOT、鉭電容,延伸元件體外的焊盤長度,在長度方向應比正常設計的焊盤向外擴展0.3mm;
3、對於SOP,為防止橋接,對SOP最外側的兩對焊盤加寬,以吸附多餘的焊錫;或設置工藝焊盤(也稱為盜錫焊盤)。工藝焊盤是個空焊盤,作用就是吸收多餘的焊錫,它的位置是在沿傳送方向的最後一個焊盤的後面。
八、絲印字元的設計
1、一般情況需要在絲印層標出元器件的絲印圖形,絲印圖形包括絲印符號、元器件位號、極性和IC的第一腳標志,高密度窄間距時可採用簡化符號,特殊情況可省去元器件的位號;
2、有極性的元器件,應按照實際安裝位置標出極性以及安裝方向;
3、對兩邊或四周引出腳的集成電路,要用符號(如:小方塊、小圓圈、小圓點)標出第1號管腳的位置,符號大小要和實物成比例;
4、BGA器件最好用阿拉伯數字和英文字母以矩陣的方式標出第一腳的位置;
5、對連接器類元件,要標出安裝方向、1號腳的位置。
6、以上所有標記應在元件安裝框外,以免焊接後遮蓋,不便於檢查。
7、絲印字元應清晰,大小一致,方向盡量整齊,便於查找;
8、字元中的線、符號等不得壓住焊盤,以免造成焊接不良。
⑵ 什麼是焊接質量焊接質量的檢查方法有哪些
(一)焊點的質量要求:
對焊點的質量要求,應該包括它包括良好的電氣接觸、足夠的機械強度和光潔整齊的外觀三個方面,保證焊點質量最關鍵的一點,就是必須避免虛焊。
(1) 插件元件焊接可接受性要求:
引腳凸出:單面板引腳伸出焊盤最大不超過2.3mm;最小不低於0.5 mm。對於厚度超過2.3mm的通孔板(雙面板),引腳長度已確定的元件(如IC、插座),引腳凸出是允許不可辨識的。
通孔的垂直填充:
焊錫的垂直填充須達孔深度的75%,即板厚的3/4;焊接面引腳和孔壁潤濕至少270°。
焊錫對通孔和非支撐孔焊盤的覆蓋面積須≥75%。
(2) 貼片(矩形或方形)元件焊接可接受性要求:
1.貼片元件位置的歪斜或偏移的允收標準是:不超過其元件或焊盤寬度(其中較小者)的1/2,且不可違反最小電氣間隙。
2.末端焊點寬度最小為元件可焊端寬度的50%或焊盤寬度的50%,其中較小者。
3.最小焊點高度為焊錫厚度加可焊端高度的25%或0.5 mm,其中較小者。
(3) 扁平焊片引腳焊接可接受性要求:
1.扁平焊片引腳偏移的允收標準是:不超過其元件或焊盤寬度(其中較小者)的25%,不違反最小電氣間隙。
2.末端焊點寬度最小為元件引腳可焊端寬度的75%。
3.最小焊點高度為正常潤濕。
(二)焊接質量的檢驗方法:
⑴目視檢查
目視檢查就是從外觀上檢查焊接質量是否合格,也就是從外觀上評價焊點有什麼缺陷。
目視檢查的主要內容有:
是否有漏焊,即應該焊接的焊點沒有焊上;
焊點的光澤好不好;
焊點的焊料足不足;
焊點的周圍是否有殘留的焊劑;
有沒有連焊、焊盤有滑脫落;
焊點有沒有裂紋;
焊點是不是凹凸不平;焊點是否有拉尖現象。
⑵手觸檢查
手觸檢查主要是指觸摸元器件時,是否松動、焊接不牢的現象。用鑷子夾住元器件引線,輕輕拉動時,有無松動現象。焊點在搖動時,上面的焊錫是否脫落現象。
⑶通電檢查
在外觀檢查結束以後診斷連線無誤,才可進行通電檢查,這是檢驗電路性能的關鍵。如果不經過嚴格的外觀檢查,通電檢查不僅困難較多,而且有可能損壞設備儀器,造成安全事故。例如電源連線虛焊,那麼通電時就會發現設備加不上電,當然無法檢查。
通電檢查可以發現許多微小的缺陷,例如用目測觀察不到的電路橋接,但對於為內部虛焊的隱患就不容易覺察。所以根本的問題還是要提高焊接操作的技藝水平,不能把問題留給檢驗工作去完成。
⑶ 兩塊pcb做90度焊接 焊盤有特別什麼需要注意的
最好做成中間有90度排針連接的形式,這樣焊盤就不用特殊處理,強度也不好。
如果高度不予許就把上面那塊板做成金手指的焊接點
剛才翻了一下,我這邊沒有關於立板金手指的工藝要求。
只要給你一些我自己的經驗參考:
盡量把焊接的部分分成兩塊,保證兩塊板的焊接強度。
焊盤盡量的寬,上下兩塊板的焊盤要保持一樣的寬度,當燃焊盤間距要保證
上面的板最好用雙面板,這樣可以兩面焊接,確保強度。
⑷ 波峰焊不良原因及改善措施
波峰焊不良現象有很多種,只能舉例說明幾種常見的波峰焊不良原因及改善措施
波峰焊機
一、元件腳間焊接點橋接連錫
原因:橋接連錫是波峰焊中個比較常見的缺陷,元件引腳間距過近或者波不穩都有可能導致橋接連錫,可能原因如下,焊接溫度設置過低,焊接時間過短,焊接完成後下降時間過快,助焊劑噴塗量過少。般這種情況下要檢查波和確認焊接坐標是否正確,可以通過提高焊接溫度或預熱溫度,提高焊接時間,增加下降時間,提高助焊劑噴塗量的方法來改善。
二、線路板焊錫面的上錫高度達不到
原因:對於二以上產品來說這也是個比較常見的缺陷,般來講些金屬材質的大元件如電源模塊等,由於他們大多與接地腳相接散熱較快上錫困難,當然般上錫高度標准會有相應的放鬆。除此外焊接溫度低,助焊劑噴塗量少,波高度低都會導致上錫高度不夠。提高預熱和焊接溫度,多噴塗些助焊劑等可以解決問題。
波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法
三、線路板過波峰焊時正面元件浮高
原因:元件過輕或波抬高會導致波將元件沖擊浮高上去,或者在插裝元件的時候元件沒有插到位,軌道速度過快或不穩導致元件歪斜抬高。可以製作夾具將原件壓住,由於夾具的吸熱可能需要提高預熱或焊接溫度。推薦閱讀:再次焊錫產生的不良原因
四、波峰焊接後線路板有焊點空洞
原因:元件引腳太短尚不能伸出通孔或元件引腳橫截面被氧化不上錫,可以加噴助焊劑。
五、波峰焊接後焊點拉
原因:這是個和橋接樣發生頻率較高的缺陷種類,預熱和焊接溫度過低,焊接時間太短會導致拉的發生。
波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法
六、波峰焊接後線路板上有錫珠
原因:有錫珠時要檢查助焊劑的質量或者板子表面是否沾上錫膏,助焊劑中含水在焊接時會炸裂導致錫珠。
波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法
七、波峰焊接後元件引腳變細,吃腳
原因:可能是波峰焊焊接溫度過高或焊接時間過長,也有可能是引腳間距太近,在焊接個引腳時波帶到旁邊的引腳導致些引腳被焊接了兩次。這種情況可以修改坐標參數盡量避免引腳焊兩次,引腳太近的可以起焊接。
八、波峰焊接後線路板上焊接點少錫
原因:波溫度過低,波不穩,波高度或焊接高度太低,焊接坐標設置錯誤都會導致少錫。修正坐標,清潔錫嘴,提高焊接溫度,提高波或焊接高度可以解決。
九、波峰焊接後有元件缺失
原因:看缺失的元件是在波峰焊接面還是非焊接面,如果是通孔元件缺失則可以同以上的元件抬高相同原因,焊接面SMT元件缺失時要注意焊接時是否焊接坐標設錯導致波帶到元件,波是否不穩焊接時碰到附近的料。這種情況可以修正坐標或者將通孔附近的料用白膠點上保護起來,並將情況反饋給DFM團隊。
十、溢錫(線路板正面上錫了)
原因:發生這種情況般要檢查通孔元件是否missing,看板子是否有明顯變形,爐溫設置是否過高導致PCB變形,其次要檢查元件引腳直徑和通孔直徑間的配合。如果通孔過大而元件引腳過細就會導致溢錫的發生。可以降低溢錫部位的波高度或焊接高度,降低助焊劑噴塗量。