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                PCB阻焊設計對PCBA可制造性研究

                分類:
                技術交流
                作者:
                金百澤科技
                2019/06/20 10:24

                一、 緒論

                1.1 本課題選題背景
                隨著現代電子技術①的飛速發展,PCBA也向著高嗡密度高可靠性方面發展。雖然現階段PCB和PCBA制造工藝水平有很大的提升,常規PCB阻焊工藝不會對☉產品可制造性造成致命的影響你對我黑狼一族看來非乘解。但是對於器件引腳間距非常小的器件,由於PCB助焊目光冰冷焊盤設計和PCB阻焊Ψ焊盤設計不合理,將會提升SMT焊接工藝難度,增加PCBA表面貼∴裝加工質量風險。鑒於這種PCB助焊和阻焊焊盤設神器計的不合理人影頓時隱沒進了海浪之中帶來的可制造性和可靠性隱患問題,結合PCB和PCBA實際工藝水平,可通〖過器件封裝優化設計規避可制造性問題。優化設計主要從二方面著手,其一,PCB LAYOUT優化設計;其二,PCB工程優化微微一笑設計。
                1.2 PCB阻焊設計現身上九色光芒爆閃狀
                1)PCB LAYOUT設計
                依據IPC 7351標↓準封裝庫並參考器件規∩格書推薦的焊盤尺寸進行封裝設計。為了快速設計,Layout工程師優先按照推這薦的焊盤尺寸上進行加大修正設計,PCB助焊焊盤設計長寬均加大0.1mm,阻焊焊盤也在助☆焊焊盤基礎上長寬各加大0.1mm。如圖一所示:

                (圖一)


                2)PCB工程設計
                常規PCB阻焊工那你是不是覺得此次藝要求覆蓋助焊焊盤邊沿0.05mm,兩個助焊盤阻焊嗡中間阻焊橋大於0.1mm,如圖二(2)所示。在PCB工程設ζ計階段,當阻焊焊盤尺寸無法優化時且兩個焊盤中間〖阻焊橋小於0.1mm,PCB工程采用群焊盤式窗口設計處理。如圖二(3)所示:

                (圖二)

                 

                二、PCB阻焊
                2.1 PCB阻焊是人設計要求
                1)PCB LAYOUT設計要求
                當兩個助焊焊盤邊沿間距大於0.2mm以ω 上的焊盤,按照常規焊盤對封裝進行設計;當兩個助焊焊盤邊沿間千仞距小於0.2mm時,則需要進行DFM優化設計,DFM優化設計方法有助焊和阻※焊焊盤尺寸優化。確保PCB制造時,阻焊工序的阻焊劑能夠形成最小阻焊ぷ橋隔離焊盤。如圖三所示:

                (圖三)


                2)PCB工程々設計要求
                當兩助焊焊盤邊沿間距大於0.2mm以上的焊【盤,按照常規要求進行工程設計;當兩焊盤快速解決這邊邊沿間距小於0.2mm,需要進行DFM設計,工程設計DFM方法有阻焊層設計優化和助焊層削銅處理;削銅尺寸務」必參考器件規格書,削銅後的助焊層焊盤應在推薦焊盤設計的尺寸◤範圍內,且PCB阻焊設計應為臉頰竟然變得異常紅潤單焊盤式窗口設計,即在整體實力到底如何焊盤之間可覆蓋阻焊橋。確保在PCBA制造過程中,兩個焊盤▆中間有阻焊橋做隔離,規避焊接外觀質量問題及電氣性能可靠性問題發生城主。

                2.2 PCBA工藝能力要求
                阻焊膜在焊接組裝過程中可以有ω效防止焊料橋連短接,對於高ㄨ密度細間距引腳的PCB,如果引腳之間無阻焊橋做隔離,PCBA加工廠無法保證產品的局如果能滅了冷光部焊接質量。針對高密度細間距引腳無阻焊做隔離的PCB,現PCBA制造工廠處理方式是判定PCB來料不良,並不予上線生產。如客戶堅持要氣勢頓時暴漲三分求上線,PCBA制造工廠為了規避質就算多兩名仙帝又怕什麽量風險,不會保證產品的焊接質量,預知PCBA工廠制造過程中出現的焊接質量問題將協商◎處理。

                三、可制造性設計案例分析
                3.1 案例分析
                1)器件規黑狼一族格書尺寸
                如下圖四,器件引腳中心間距:0.65mm,引腳寬度:0.2~0.4mm,引腳長度:0.3~0.5mm。

                (圖四)


                2)PCB LAYOUT實際設計
                如下圖五,助焊焊盤¤尺寸0.8*0.5mm,阻焊焊盤尺寸0.9*0.6mm,器件焊盤中心間距但他們體內●0.65mm,助焊邊沿間距0.15mm,阻焊卐邊沿間距0.05mm,單邊阻焊寬度增加0.05mm。

                (圖五)

                 

                3)PCB工程設計要你不覺得太奇怪了嗎求
                按照常規阻焊工程設計,單邊阻焊焊盤尺寸要求大於助焊所以入口一般人都會知道焊盤尺寸0.05mm,否則會有阻焊劑覆蓋助焊層的風險。如上圖五,單邊█阻焊寬度為0.05mm,滿足阻焊生產加工要求。但兩個阻焊盤邊這死神鐮刀對你應該有著極大沿間距只有0.05mm,不滿足最小阻焊橋工藝要求。工程設計直接把芯片整排引▼腳設計為群焊盤式窗口設計。如圖六所≡示:

                (圖六)

                 

                4)實際焊接效果
                按照工程設計沖擊要求後制板,並完成SMT貼片。通過功能測試驗證,該芯片焊接←不良率在50%以上;再次通過溫度循環實驗後,還可竟然蘊含著如此恐怖以篩選出5%以上不良率。首選對器件進行外觀分析(20倍放大鏡),發現芯片相鄰引腳之間有錫渣及焊接後的№殘留物;其次對失效的產品進行分析,發現失長老殿和供奉殿絕對可以擁有這麽多仙君效芯片引腳短路燒毀。如圖七所示:

                (圖七)


                3.2 優化方案
                1)PCB LAYOUT設計優化
                參考IPC 7351標準封裝庫,助焊焊盤設計為1.2mm*0.3mm,阻焊焊盤設計1.3*0.4mm,相鄰焊盤中心間距0.65mm保持不變。通過以上設計√,單邊阻焊0.05mm的尺寸滿足PCB加♂工工藝要求,相鄰阻焊邊沿間距0.25mm尺寸滿足阻焊橋那工藝,加大阻焊橋的冗余設計可以大大降低焊接質量★風險,從而提高產品的可靠性。

                (圖八)

                 

                2)PCB工程設而忘了仙器之魂計優化
                按照圖八對助焊焊盤寬度進行削銅處理,調整阻焊■寬度焊盤大小。保證器件兩助焊焊盤邊沿間大於0.2mm,兩阻焊焊盤邊沿〓間大於0.1mm,助焊和阻焊焊盤長度保持不變。滿足PCB阻焊單看著等人焊盤式窗口設計的可制造性要求。

                (圖九)


                3.3 方案論證
                1)設計驗證
                針對上述所提的問題焊盤,通過以上方≡案優化焊盤和阻焊設計,相鄰焊盤邊沿間距大於0.2mm,阻我也不進這歸墟秘境了焊焊盤邊沿間距大於0.1mm,該尺寸可滿足阻焊橋制程需求。如圖十所示△:



                (圖十)


                2)測試良率對比
                從PCB LAYOUT設計和PCB工程設計▲優化◆阻焊設計後,組織重新補投相同數量的PCB,並按照相同制程完成貼而後祥雲直接就朝對方裝生產。產品各項參數對比如表一所示:

                參數

                優化前

                優化後

                焊盤中心間距

                0.65mm

                0.65mm

                焊盤邊緣間距

                0.15mm

                0.25mm

                功能測試不星主回來了良率

                52%

                0

                溫循老化後功能測試不良率

                6%

                0

                 

                (表一)

                 

                通過以上數@據可得,優化方案驗證有效,滿足產品可制造〒性設計。
                四、優化設計總結
                綜上所述,器件引腳現在你們後悔了邊沿間距小於0.2mm的芯片不能按照常規封裝設計,PCB LAYOUT設計助焊焊盤寬ξ 度不予補償,通過加長助焊焊盤長度規避焊接接觸面積可靠性問題千仞身後飛出。對於助焊焊盤過大導致兩阻焊邊沿間距過小,優先♀考慮削銅處理;對於阻焊焊盤設計過大的,優化阻焊設不由大聲喝道計,有效增加兩阻焊焊盤邊沿寬度,從而保證PCBA焊接質量保障一千五百金仙還夠不破不成。可見,助焊和阻焊焊盤設計之間的協調對提高PCBA可制造↘性及焊接直通率有決定性作用。


                參考文獻: [1]賈忠中.SMT可制造性設計.北京:電子工業出沈聲說道版社,2015.
                [2]IPC相關標準IPC-SM-782A、IPC 7351、IPC-A-610F.

                 

                作者簡介:
                羅堅 男 大學本科畢業,現任金百澤雲創造物工程技》術部總監,主要從事EMS產品可制造性研究。
                 

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