在许多大的EMS企业,至今仍然保留波峰焊接生产线,而且还在大量生产。另外,国内一些航天、军工企业,由于产品周期、元器件限制、组装板散热以及产品可靠性要求等因素,目前仍然大量采用波峰焊接技术。因此有必要研究波峰焊接技术及其焊接质量。在波峰焊接中,影响焊接质量最为重要的是焊盘的设计。一般大的公司在对采用波峰焊接的印制板进行焊盘设计时,都按照波峰焊接的DFM要求进行规范设计,但也有相当一部分企业和个人,焊盘设计是按照SMT贴片加工工艺的焊盘进行设计,这样给后续的波峰焊接工艺和质量带来了很大的问题。
本文采用THT和SMT两大类元件进行波峰焊接试验,主要代表元件为QFP0.5mm间距元件、1.27mm细间距单排插针,在焊盘设计上采用不同的形式和尺寸,同时采用不同的工艺,例如助焊剂不同、涂覆助焊剂方式变化等,通过波峰焊接试验,得到最佳焊盘设计和工艺参数。下面众焱电子将接着《基于波峰焊接的QFP和DIP焊盘的DFM研究(三)》的内容继续讲解分析。
二、结论及建议
通过波峰焊接试验,可以得到最佳的焊盘设计以及最佳的焊接工艺,具体如下。
1、最佳的焊盘设计
1)回流焊接用的SMT焊盘不能作为波峰焊接的焊盘
所有元件在进行波峰焊接中,不能采用回流焊接的SMT焊盘设计,需要专门的波峰焊接的焊盘设计。
2)QFP0.5mm元件
QFP0.5mm间距的焊盘设计为焊盘设计1,焊盘宽度按照可靠性要求选取,可靠性要求高选0.2mm引脚间进行阻焊。
3)1.27mm插针
1.27mm插针波峰焊接的焊盘最优设计:单面板采用错位焊盘,焊盘间隙0.2mm,引脚伸出长度0.5mm;双面板采用菱形焊盘,焊盘间隙0.2mm,引脚伸出长度0.5mm,两者孔径均采用0.800mm。
2、最佳的焊接工艺
1)焊接参数
a、预热温度
预热温度需要与助焊剂活性剂要求的温度相匹配,不同助焊剂需要的活化温度会有所差异,通常焊接的印制板表面最高温度在80℃~90℃之间,但助焊剂C1需要板面温度120℃~130℃。从板面室温到最高预热温度经历的时间一般80S~90S。
b、峰值温度
峰值温度与锡锅的设置温度相对应,一般锡锅设置温度在250℃~260℃;焊点的峰值温度235℃~245℃,这样才能保证焊点的有效结合。
c、与焊锡接触时间
焊锡与元件引脚接触时间一般在3s~5s之间,才能保证焊接的良好性。
d、链条角度
链条角度在6°左右,链速在1m/min。2.2.2工艺操作的重要性-助焊剂涂抹在波峰焊接时,增加涂抹工序,将降低焊接缺陷。减少清洗难度与费用。
2)引脚伸出长度
波峰焊接中,引脚伸出长度越短,桥连越少,经过试验0.5mm引脚伸出长度较好。
3、助焊剂比较
通过对QFP的波峰焊接实验,三种助焊剂中,C3助焊效果较差,缺陷比较多,建议不采用,而C1最好。
4、波峰焊接DFM的重要性
1、进板方向的重要性—DFM重要性。进板方向对桥连有很大的影响,进板方向不对,无论采取什么方式的改进都无效,因此,许多广州SMT贴片加工厂在波峰焊接中设计时考虑进板方向,所有的焊盘都按照这个方向进行相应的设计。
2、窃锡焊盘的重要性—DFM重要性。窃锡焊盘对QFP消除桥连起到决定性的作用,因此在设计QFP、SOP、插针等元件时必须要设计窃锡焊盘。
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