良好的焊接,是保證電路穩(wěn)定持久工作的前提。
常見的PCB焊接缺陷有多少?
下面給出了常見的焊接缺陷,看看你遇到過多少種?
【資料圖】
▲圖1 焊接中的常見問題
▲圖2 錫珠
▲圖3 擾動(dòng)的焊接:在焊接點(diǎn)冷卻過程中焊錫移動(dòng),造成焊接表面起霧、結(jié)晶、粗糙
▲圖4 立碑
▲圖5 冷結(jié):焊錫沒有充分融化便開始冷卻,焊接表面不均勻
▲圖6 橋連
▲圖7 過熱:由于焊錫過熱,焊錫順著焊縫溜走,所剩下的焊錫不足以焊牢引腳了
▲圖8 共面
▲圖9 助焊劑不足:造成焊錫與焊盤之間沒有充分浸潤
▲圖10 針孔、吹孔、裂紋
▲圖11 焊錫過多、過少:焊錫過少降低了焊接強(qiáng)度;過多時(shí)則容易使得焊錫底部沒有良好浸潤
▲圖12 偏移
▲圖13 管腳沒有修剪:容易造成焊接線相互之間短路
▲圖14 焊錫太多、太少
▲圖15 焊盤脫落:很容易造成短路
▲圖16 利用管腳修復(fù)脫落的焊盤
▲圖17 元件放錯(cuò)
▲圖18 四處散落的焊錫:容易引起電路短路,需要經(jīng)過清洗去除這些散落的焊錫
其實(shí),只要耐心,上面大部分的焊接缺陷都可以被修復(fù),如果焊錫始終不聽話,你可以:(1)停止加熱,讓焊盤與你的心情同時(shí)冷靜下來;(2)清理你的烙鐵頭并上錫;(3)將焊盤附近的助焊劑清理;(4)重新拿烙鐵加熱焊盤和引腳;(5)經(jīng)過幾次嘗試,便可以解決前面焊接問題。
設(shè)計(jì)PCB時(shí)需要注意哪些點(diǎn)?
下面從焊接角度,談?wù)勗O(shè)計(jì)PCB時(shí)需要注意哪些點(diǎn)。 一、影響PCB焊接質(zhì)量的因素從PCB設(shè)計(jì),到所有元件焊接完成,成為一個(gè)高質(zhì)量的電路板,需要PCB工程師、焊接工藝、焊接工人等諸多環(huán)節(jié)的把控。主要有以下影響因素:PCB圖、電路板的質(zhì)量、器件的質(zhì)量、器件管腳的氧化程度、錫膏的質(zhì)量、錫膏的印刷質(zhì)量、貼片機(jī)的程序編制的精確程度、貼片機(jī)的貼裝質(zhì)量、回流焊爐的溫度曲線等等。 焊接廠本身無法逾越的環(huán)節(jié)就是PCB畫圖的。電路設(shè)計(jì)的人很少焊接電路板,無法獲得豐富的焊接經(jīng)驗(yàn),而焊接廠的工人不懂畫板,只管完成生產(chǎn)任務(wù),沒有心思、更沒有能力分析造成不良焊接的原因。這兩方面的人才各司其職,難以有機(jī)結(jié)合。 二、畫PCB時(shí)的建議下面是一些建議,避免出現(xiàn)影響焊接質(zhì)量的各種不良畫法。 1、關(guān)于定位孔PCB板的四角要留四個(gè)孔(最小孔徑 2.5mm),用于印刷錫膏時(shí)定位電路板。要求X軸或Y軸方向圓心在同一軸線上,如下圖:
2、關(guān)于MARK點(diǎn)PCB板上要標(biāo)注Mark點(diǎn),用于貼片機(jī)定位。具體位置:在板的斜對角,可以是圓形,或方形的焊盤,不要跟其它器件的焊盤混在一起。如果雙面有器件,雙面都要標(biāo)注。也可以考慮在拼板上加MARK點(diǎn)。 3、設(shè)計(jì)PCB時(shí),請注意以下幾點(diǎn):a、Mark點(diǎn)的形狀如下圖案參考,上下對稱或者左右對稱。 b、A的尺寸為2.0mm。 c、從Mark點(diǎn)的外緣離2.0mm的范圍內(nèi),不應(yīng)有可能引起錯(cuò)誤的識(shí)別的形狀和顏色變化。(焊盤、焊膏) d、Mark點(diǎn)的顏色要和周圍PCB的顏色有明暗差異。 e、為了確保識(shí)別精度,Mark點(diǎn)的表面上電鍍銅或錫來防止反射。對形狀只有線條的標(biāo)記,光點(diǎn)不能識(shí)別。 如下圖所示:
4、關(guān)于留5mm邊畫PCB時(shí),在長邊方向要留不少于3mm的邊,用于貼片機(jī)運(yùn)送電路板,此范圍內(nèi)貼片機(jī)無法貼裝器件。此范圍內(nèi)不要放置貼片器件。如圖:
雙面擺件的電路板,考慮二次回流焊時(shí),器件蹭掉、焊盤蹭掉等問題。
建議芯片少的一面,長邊離邊5mm范圍內(nèi),不要放置貼片器件,如果確實(shí)由于電路板面積受限,可以在長邊加工藝邊。 5、不要直接在焊盤上過孔焊盤上打過孔,回流焊會(huì)有錫膏流入過孔,造成器件焊盤缺錫,引起虛焊,如下圖所示。
6、關(guān)于二極管、鉭電容的極性標(biāo)注二極管、鉭電容的極性標(biāo)注符合行規(guī),以免工人憑經(jīng)驗(yàn)焊錯(cuò)方向。如圖:
7、關(guān)于絲印和標(biāo)識(shí)請將器件型號(hào)隱藏。尤其是器件密度高的電路板。否則,眼花繚亂影響找到焊接位置。如下圖:
也不要只標(biāo)型號(hào),不標(biāo)標(biāo)號(hào)。如下圖所示,造成貼片機(jī)編程時(shí)無法進(jìn)行。
絲印字符的字號(hào)不宜太小,字符放置位置應(yīng)錯(cuò)開過孔,以免誤讀。
8、關(guān)于IC焊盤應(yīng)延長SOP、PLCC、QFP等封裝的IC,PCB上焊盤長度=IC腳部長度×1.5為適宜,便于手工用烙鐵焊接時(shí),芯片管腳與PCB焊盤、錫三者熔為一體。如圖:
9、關(guān)于IC焊盤的寬度SOP、PLCC、QFP等封裝的IC,畫PCB時(shí)應(yīng)注意焊盤的寬度,PCB上焊盤a的寬度=IC腳部寬度(datasheet中的Nom.值),不建議加寬,保證兩焊盤間距b有足夠的寬度,避免造成連焊。如圖:
10、放置器件不要旋轉(zhuǎn)任意角度由于貼片機(jī)無法旋轉(zhuǎn)任意角度,只能旋轉(zhuǎn)90℃、180℃、270℃、360℃。如下圖B旋轉(zhuǎn)了1℃,貼裝后器件管腳與電路板上的焊盤,就會(huì)錯(cuò)開1℃的角度,從而影響焊接質(zhì)量。
11、相鄰管腳短接時(shí)應(yīng)注意的問題下圖a的短接方法,不利于工人識(shí)別,且焊接后不美觀。如果畫圖時(shí)按圖b、圖c的方法短接并加上阻焊,焊接出來的效果就不一樣。只要保證每個(gè)管腳都不相連,該芯片就無短路現(xiàn)象,而且外觀也美觀?! ?/p>
12、關(guān)于芯片底下中間焊盤的問題帶肚子的芯片,建議將中間焊盤縮小,使它與周圍焊盤距離增大,減少短路的機(jī)會(huì)。如下圖:
13、厚度較高的兩個(gè)器件不要緊密排在一起如下圖所示,這樣布板會(huì)造成貼片機(jī)貼裝第二個(gè)器件時(shí)碰到前面已貼的器件,機(jī)器會(huì)檢測到危險(xiǎn),造成機(jī)器自動(dòng)斷電?! ?14、關(guān)于BGA由于BGA封裝比較特殊,其焊盤都在芯片底下,外面看不到焊接效果。為了返修方便,建議在PCB板上打兩個(gè)Hole Size:30mil 的定位孔,以便返修時(shí)定位鋼網(wǎng)。溫馨提示:定位孔的大小不宜過大或過小,要使針插入后不掉、不晃動(dòng)、插入時(shí)稍微有點(diǎn)緊為宜,否則定位不準(zhǔn)。如下圖:
15、關(guān)于PCB板顏色建議不做成紅色。紅色電路板在貼片機(jī)攝像機(jī)的紅色光源下呈白色,無法進(jìn)行編程,不便于貼片機(jī)進(jìn)行焊接。 16、關(guān)于大器件下面的小器件有的人喜歡將小的器件排在同一層的大器件底下,比如:數(shù)碼管底下有電阻,如下圖:
如此排版會(huì)給返修造成困難,返修時(shí)必須先拆數(shù)碼管,還有可能造成數(shù)碼管損壞。建議將數(shù)碼管底下的電阻排到Bottom面,如下圖:
17、關(guān)于覆銅與焊盤相連影響熔錫由于覆銅會(huì)吸收大量熱量,造成焊錫難以充分熔化,從而形成虛焊。如圖所示:
圖a中器件焊盤直接與覆銅相連;圖b中50Pins連接器雖然沒直接與覆銅相連,但由于四層板的中間兩層為大面積覆銅,所以圖a、圖b都會(huì)因?yàn)楦层~吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。 圖b中50Pins連接器的本體是不耐高溫的塑料,若溫度設(shè)定高了,連接器的本體會(huì)熔化或變形,若溫度設(shè)定低了,覆銅吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。因此,建議焊盤與大面積覆銅隔離。如圖所示:
18、關(guān)于拼板的建議及加工藝邊
三、總結(jié)現(xiàn)如今,能用軟件進(jìn)行畫圖,設(shè)計(jì)并布線PCB的工程師越來越多,設(shè)計(jì)完成,并能很好地提高焊接效率,作者認(rèn)為需要重點(diǎn)注意以上要素。培養(yǎng)良好的畫圖習(xí)慣,能夠很好地和加工廠溝通,是每一個(gè)工程師都要考慮的。
編輯:黃飛
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