您当前的位置:检测资讯 > 科研开发

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

嘉峪检测网        2019-08-28 14:38

随着现代电子?#38469;?#30340;飞速发展,PCBA也向着高密度高可靠性方面发展。虽然现阶段PCB和PCBA制造工艺水平有很大的提升,常规PCB阻焊工艺不会对产品可制造性造成致命的影响。但是对于器件引脚间距非常小的器件,由于PCB助焊焊盘设计和PCB阻焊焊盘设计不合理,将会提升SMT焊接工艺?#35759;齲?#22686;加PCBA表面贴装加工质量风险。

 

 

鉴于这种PCB助焊和阻焊焊盘设计的不合理带来的可制造性和可靠性隐?#22025;?#39064;,结合PCB和PCBA实际工艺水平,可通过器件封装优化设计规避可制造性问题。优化设计主要从二方面着手,其一,PCB LAYOUT优化设计;其二,PCB工程优化设计。

 

 

PCB LAYOUT设计

 

 

依据IPC 7351标准封装库并参?#35745;?#20214;规格书推荐的焊盘尺寸进行封装设计。为了快速设计,Layout工程师优先按照推荐的焊盘尺寸上进行加大修正设计,PCB助焊焊盘设计长宽均加大0.1mm,阻焊焊盘也在助焊焊盘基础上长宽各加大0.1mm。如图一所示:

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图一)

 

 

PCB工程设计

 

 

常规PCB阻焊工艺要求覆盖助焊焊盘边沿0.05mm,两个助焊盘阻焊中间阻焊桥大于0.1mm,如图二(2)所示。在PCB工程设计阶段,当阻焊焊盘尺寸无法优化时且两个焊盘中间阻焊桥小于0.1mm,PCB工程采用群焊盘式窗口设计处理。如图二(3)所示:

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图二)

 

 

PCB LAYOUT设计要求

 

 

当两个助焊焊盘边沿间距大于0.2mm以上的焊盘,按照常规焊盘对封装进行设计;当两个助焊焊盘边沿间距小于0.2mm时,则需要进行DFM优化设计,DFM优化设计方法有助焊和阻焊焊盘尺寸优化。确保PCB制造时,阻焊工序的阻焊剂能够形成最小阻焊桥隔离焊盘。如图三所示:

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图三)

 

 

PCB工程设计要求

 

 

当两助焊焊盘边沿间距大于0.2mm以上的焊盘,按照常规要求进行工程设计;当两焊盘边沿间距小于0.2mm,需要进行DFM设计,工程设计DFM方法有阻焊层设计优化和助焊层削铜处理;削铜尺寸务必参?#35745;?#20214;规格书,削铜后的助焊层焊盘应在推荐焊盘设计的尺寸?#27573;?#20869;,且PCB阻焊设计应为单焊盘式窗口设计,即在焊盘之间可覆盖阻焊桥。确保在PCBA制造过程中,两个焊盘中间有阻焊桥做隔离,规避焊接外观质量问题及电气性能可靠性问题发生。

 

 

阻焊膜在焊接组装过程中可以?#34892;?#38450;止焊料桥连短接,对于高密度细间距引脚的PCB,如果引脚之间无阻焊桥做隔离,PCBA加工厂无法保证产品的局部焊接质量。针对高密度细间距引脚无阻焊做隔离的PCB,现PCBA制造工厂处理方式是判定PCB来料不良,并不予上线生产。如客户坚持要求上线,PCBA制造工厂为了规避质量风险,不会保证产品的焊接质量,预知PCBA工厂制造过程中出现的焊接质量问题将协商处理。

 

 

案例分析:

器件规格书尺寸

如下图四,器件引脚?#34892;?#38388;距:0.65mm,引脚宽度:0.2~0.4mm,引脚长度:0.3~0.5mm。

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图四)

 

 

PCB LAYOUT实际设计

 

 

如下?#22025;澹?#21161;焊焊盘尺寸0.8*0.5mm,阻焊焊盘尺寸0.9*0.6mm,器件焊盘?#34892;?#38388;距0.65mm,助焊边沿间距0.15mm,阻焊边沿间距0.05mm,单边阻焊宽度增加0.05mm。

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(?#22025;?

 

 

PCB工程设计要求

 

 

按照常规阻焊工程设计,单边阻焊焊盘尺寸要求大于助焊焊盘尺寸0.05mm,否则会有阻焊剂覆盖助焊层的风险。如上?#22025;澹?#21333;边阻焊宽度为0.05mm,满足阻焊生产加工要求。但两个阻焊盘边沿间距只有0.05mm,不满足最小阻焊桥工艺要求。工程设计直?#24433;研?#29255;整排引脚设计为群焊盘式窗口设计。如图六所示:

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图六)

 

 

实际焊?#26377;?#26524;

 

 

按照工程设计要求后制板,并完成SMT贴片。通过功能测试验证,该芯片焊接不良率在50%以上;再次通过温度循环实验后,还可以筛选出5%以上不良率。首选对器件进行外观分析(20倍放大镜),发现芯片相邻引脚之间有锡渣及焊接后的残留物;其次对失效的产品进行分析,发现失效芯片引脚短?#39134;?#27585;。如?#35745;?#25152;示:

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(?#35745;?

 

 

优化方案

 

 

PCB LAYOUT设计优化

 

 

参考IPC 7351标准封装库,助焊焊盘设计为1.2mm*0.3mm,阻焊焊盘设计1.3*0.4mm,相邻焊盘?#34892;?#38388;距0.65mm保持不变。通过以上设计,单边阻焊0.05mm的尺寸满足PCB加工工艺要求,相邻阻焊边沿间距0.25mm尺寸满足阻焊桥工艺,加大阻焊桥的冗余设计可以大大降低焊接质量风险,从而提高产品的可靠性。

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图八)

 

 

PCB工程设计优化

 

 

按照图八对助焊焊盘宽度进行削铜处理,调整阻焊宽度焊盘大小。保证器件两助焊焊盘边沿间大于0.2mm,两阻焊焊盘边沿间大于0.1mm,助焊和阻焊焊盘长度保持不变。满足PCB阻焊单焊盘式窗口设计的可制造性要求。

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(图九)

 

 

设计验证

 

 

针对上述所提的问题焊盘,通过以上方案优化焊盘和阻焊设计,相邻焊盘边沿间距大于0.2mm,阻焊焊盘边沿间距大于0.1mm,该尺寸可满足阻焊桥制程需求。如?#38469;?#25152;示:

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(?#38469;?

 

 

测试良率对比

 

 

从PCB LAYOUT设计和PCB工程设计优化阻焊设计后,组织重新补投相同数量的PCB,并按照相同制程完成贴装生产。产品各项?#38382;?#23545;比如表一所示:

 

PCB阻焊设计对PCBA可制造性研究

(表一)

 

 

通过以上数据可得,优化方案验证?#34892;В?#28385;足产品可制造性设计。

 

 

分享到:

来源:金百泽科技

图卢兹巴黎
时时彩毒胆王独胆分享 时时彩后三组选怎么赚钱 内蒙古时时玩法 北京塞车网站 浙江快乐时时开奖号码 掘金幸运飞艇计划软件 上海时时最快开奖 幸运飞艇万能九码 3d走势图 时时彩五星独胆经验 无网络免费单机斗地主 重庆时时彩包胆 近期电子送彩金网址 香港齐中网看图解码 重庆时时历史开奖网站 超级大乐透胆拖怎么算中奖