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PCB資訊

PCB資訊 - PCB設計對焊接不良有什麼影響?

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PCB資訊 - PCB設計對焊接不良有什麼影響?

PCB設計對焊接不良有什麼影響?
2023-03-05
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Author:愛彼電路      分享文章

影響PCB焊接質量的因素

從PCB設計,到所有元件焊接完成,成為一個高品質的PCB電路板,需要PCB工程師、焊接工藝、焊接工人等諸多環節的把控。

主要有以下影響因素:PCB圖、電路板的質量、器件的質量、器件管脚的氧化程度、錫膏的質量、錫膏的印刷質量、貼片機的程式編制的精確程度、貼片機的貼裝質量、回流焊爐的溫度曲線等等。

PCBA代工廠本身無法逾越的環節就是PCB畫圖的。

電路設計工程師很少焊接電路板,無法獲得豐富的焊接經驗,而PCBA代工廠的工人不懂畫板,只管完成生產任務,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,難以有機結合。


畫PCB時的建議

下麵是一些建議,避免出現影響焊接質量的各種不良畫法。

1、PCB定位孔注意要點

PCB板的四角要留四個孔(最小孔徑2.5mm),用於印刷錫膏時定位電路板。 要求X軸或Y軸方向圓心在同一軸線上。

PCB定位孔注意要點

2、關於MARK點

PCB板上要標注Mark點,用於貼片機定位。

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,雙面都要標注。

也可以考慮在拼版上加MARK點。


3、設計PCB時,請注意以下幾點:

a、Mark點的形狀上下對稱或者左右對稱。

b、A的尺寸為2.0mm。

c、從Mark點的外緣離2.0mm的範圍內,不應有可能引起錯誤的識別的形狀和顏色變化。 (焊盤、焊膏)

d、Mark點的顏色要和周圍PCB的顏色有明暗差异。

e、為了確保識別精度,Mark點的表面上電鍍銅或錫來防止反射。 對形狀只有線條的標記,光點不能識別。

Mark點

4、是否留連板邊呢?

畫PCB時,在長邊方向要留不少於3mm的邊,用於貼片機運送電路板,此範圍內貼片機無法貼裝器件。 此範圍內不要放置貼片器件。

雙面擺件的電路板,考慮二次回流焊時,器件蹭掉、焊盤蹭掉等問題。

建議晶片少的一面,長邊離邊5mm範圍內,不要放置貼片器件,如果確實由於電路板面積受限,可以在連板長邊加工藝邊。

連板邊

5、不要直接在焊盤上過孔

焊盤上打過孔,回流焊會有錫膏流入過孔,造成器件焊盤缺錫,引起虛焊,如下圖所示。

焊盤過孔

6、二極體、鉭電容的極性標注

二極體、鉭電容的極性標注符合行規,以免PCBA廠的員工憑經驗焊錯方向。 如圖:

極性標注

7、關於絲印和標識

請將器件型號隱藏。 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。

也不要只標型號,不標標號。 如下圖所示,造成貼片機程式設計時無法進行。

絲印字元的字型大小不宜太小,字元放置位置應錯開過孔,以免誤讀。

絲印和標識

8、關於IC焊盤應延長

SOP、PLCC、QFP等封裝的IC,PCB上焊盤長度=IC脚部長度 × 1.5為適宜,便於手工用烙鐵焊接時,晶片管脚與PCB焊盤、錫三者熔為一體。 如圖:

IC焊盤

9、關於IC焊盤的寬度

SOP、PLCC、QFP等封裝的IC,畫PCB時應注意焊盤的寬度,PCB上焊盤a的寬度=IC脚部寬度(datasheet中的Nom.值),不建議加寬,保證兩焊盤間距b有足够的寬度,避免造成連焊。 如圖:

IC焊盤的寬度

10、放置器件不要旋轉任意角度

由於貼片機無法旋轉任意角度,只能旋轉90℃、180℃、270℃、360℃。

如下圖B旋轉了1℃,貼裝後器件管脚與電路板上的焊盤,就會錯開1℃的角度,從而影響焊接質量。


11、相鄰管脚短接時應注意的問題

下圖a的短接方法,不利於工人識別,且焊接後不美觀。

如果畫圖時按圖b、圖c的方法短接並加上阻焊,焊接出來的效果就不一樣。

只要保證每個管脚都不相連,該晶片就無短路現象,而且外觀也美觀。

相鄰管脚

12、關於晶片底下中間焊盤的問題

帶肚子的晶片,建議將中間焊盤縮小,使它與周圍焊盤距離增大,减少短路的機會。


13、厚度較高的兩個器件不要緊密排在一起

厚度較高的兩個器件這樣布板會造成貼片機貼裝第二個器件時碰到前面已貼的器件,機器會檢測到危險,造成機器自動斷電。


14、BGA封裝

由於BGA封裝比較特殊,其焊盤都在晶片底下,外面看不到焊接效果。

為了返修方便,建議在PCB板上打兩個Hole Size:30mil的定位孔,以便返修時定位鋼網。

溫馨提示:定位孔的大小不宜過大或過小,要使針插入後不掉、不晃動、插入時稍微有點緊為宜,否則定位不准。


15、PCB板用什麼顏色呢?

建議不做成紅色。 紅色電路板在貼片機攝像機的紅色光源下呈白色,無法進行程式設計,不便於貼片機進行焊接。


16、關於大器件下麵的小器件

有的人喜歡將小的器件排在同一層的大器件底下,比如:數碼管底下有電阻,如下圖:

如此排版會給返修造成困難,返修時必須先拆數碼管,還有可能造成數碼管損壞。 建議將數碼管底下的電阻排到Bottom面,如下圖:

畫PCB

17、關於覆銅與焊盤相連影響熔錫

由於覆銅會吸收大量熱量,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,但由於四層板的中間兩層為大面積覆銅,所以圖a、圖b都會因為覆銅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膠,若溫度設定高了,連接器的本體會熔化或變形,若溫度設定低了,覆銅吸收大量熱量而造成錫膏不能充分熔化。 囙此,建議焊盤與大面積覆銅隔離。

覆銅與焊盤a

覆銅與焊盤b

現如今能用軟件進行畫圖,設計並佈線PCB的工程師越來越多,設計完成,並能很好的提高焊接效率,需要重點注意以上要素。培養良好的畫圖習慣,能够很好的和PCB及PCBA加工廠溝通,是每一個PCB工程師都要考慮的。