(1)應(yīng)用于通孔回流焊接工藝的元件的本體材料
由于通孔和異形組件將要經(jīng)過整個回流溫度曲線,所以它們必須承受高的溫度。元件應(yīng)該采用那些在 183℃(最好是220℃達(dá)60s)以上、峰值溫度240℃、60~90 s內(nèi)不發(fā)生劣化的樹脂制造。UL 94 V-O可 燃性和其他塑料界樹脂標(biāo)準(zhǔn)有助于制造商生產(chǎn)出可靠的組件。元件件制造商還需要有關(guān)彎曲、尺寸穩(wěn)定 性、收縮和介電特性等方面的標(biāo)準(zhǔn)。圖1和圖2是元件本體材料因為承受不住高溫而降解的實例。
圖1 元件本體材料因為承受不住高溫而降解圖2 連接器元件材料高溫因焊接而損壞
組件尺寸發(fā)生變化的溫度范圍至今仍不能很好的定義,而組件在回流焊爐中的取向問題也得考慮,尤 其是對于存儲器模塊等長和薄型組件。以下是一系列能夠承受回流焊溫度的樹脂。
·液晶聚合物(LCP)——相對昂貴,在薄壁鑄模中能保持緊密公差,并具有很好的薄壁硬度(對于存 儲器模塊等應(yīng)用十分重要);
·聚亞苯基硫化物(PPS)——具有很好的流動性;
·聚二甲基環(huán)化己烯對苯二酸酯(PCT);
·Polyphthalamide(PPA)。
很多元件制造商提供使用適于回流焊樹脂制造的通孔元件,這種高溫適應(yīng)性是明顯關(guān)注外觀和可靠性 工藝的一項基本條件。
(2)通孔回流焊元件的離板高度
要求元件距離PCB表面具有足夠和正確定位的離板間隙。離板間隙可使熔化的焊膏從其印刷位置自由 地流向PTH。離板間隙不應(yīng)干涉或阻礙錫膏印刷敷層,也不應(yīng)干涉或阻礙組件的其他部分。不正確的組 件本體設(shè)計會產(chǎn)生錫珠和或橋連的缺陷。因此,在元件本體上,一般都設(shè)計有“立高銷”,高度在12~ 15 mil,以保證合適的離板間隙。在設(shè)計網(wǎng)板開孔時必須考慮組件設(shè)計。這項要求相當(dāng)重要,是成功工 藝的另一個基本要求。如圖3所示。
一些組件如微型DIN連接器(插PC鼠標(biāo)用)是屏蔽型的,金屬屏蔽罩屬于可焊表面。如果錫膏敷層觸 及該材料,就有可能造成焊料濕潤組件殼體而非PTH和引腳。但必須注意的是,過印錫膏敷層在回流焊 時,在被拉回至PTH時會變短變高,高度的增加會導(dǎo)致錫膏敷層與可焊的屏蔽部分接觸。因此,必須注 意,在確定錫膏敷層位置時必須考慮組件的設(shè)計。
圖3(a) 元件本體上的“立高銷”
圖3(b) 設(shè)計印刷鋼網(wǎng)開孔時需要避開“立高銷”
在雙面回流焊以及組件引腳涂敷焊膏的情況下,組件必須具有在處理過程中牢固定位的保持能力。但是如果使用自動插件機(jī),就不一定需要把保持孔鉆成大孔。
(3)通孔回流焊元件的引腳長度
在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許的情況下,超出PCB底部的組件引腳長度應(yīng)該盡量短,該長度不應(yīng)超過0.04~0.05 in ,如圖4所示。如果引腳暴露的長度過大,引腳端的焊膏會掉落,或在回流焊時,會在引腳端形成焊球 。最理想的伸出長度是接近于零。在這種情況下,電鍍通孔中的焊膏不會損失,而體積計算也近乎完美 。有一點必須注意的是,隨著溫度升高,錫膏的黏性會下降得非??臁H绻_端有錫珠,它有可能會 落在預(yù)熱區(qū)域,而體積便會損失。如果不能控制引腳暴露的長度,那么,解決方法之一是在體積模型中 創(chuàng)建安全因數(shù)。
圖4 元件引腳暴露在通孔外的長度小于1.27 mm
(4)PCB通孔的設(shè)計
PCB通孔根據(jù)元件引腳的形狀和直徑來設(shè)計。元件引腳的形狀有多種,如平角、圓角和尖角等,我們?nèi)?其有效直徑來設(shè)計PCB上的通孔。通孔的設(shè)計不僅和元件引腳相關(guān),還必須考慮機(jī)器的貼裝精度。較小 的孔徑則其和元件引腳之間的間隙就小,元件裝配會困難,而且不利于焊接過程中的排氣,會增加焊點 內(nèi)的空洞。當(dāng)然,需要的錫膏量會少;較大的通孔需要多的錫量,元件裝配容易,有利于焊接過程中的 排氣以減少焊點空洞。如圖5和圖6所示。
圖5 元件引腳形狀示意圖圖6 通孔示意圖
通孔的直徑=引腳直徑+引腳直徑公差+引腳間距公差+孔的位置公差+孔的直徑公差+機(jī)器的貼裝精度。
例如,當(dāng)元件引腳有效直徑為23mil,貼裝精度為4mil,則通孔直徑計算如表所示。
表 通孔查徑計算表
通孔的焊盤尺寸比孔徑大15~20 mil。
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