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良好的焊接,是保证电路稳定持久工作的前提。
常见的PCB焊接缺陷有多少?
下面给出了常见的焊接缺陷,看看你遇到过多少种?
【资料图】
▲图1 焊接中的常见问题
▲图2 锡珠
▲图3 扰动的焊接:在焊接点冷却过程中焊锡移动,造成焊接表面起雾、结晶、粗糙
▲图4 立碑
▲图5 冷结:焊锡没有充分融化便开始冷却,焊接表面不均匀
▲图6 桥连
▲图7 过热:由于焊锡过热,焊锡顺着焊缝溜走,所剩下的焊锡不足以焊牢引脚了
▲图8 共面
▲图9 助焊剂不足:造成焊锡与焊盘之间没有充分浸润
▲图10 针孔、吹孔、裂纹
▲图11 焊锡过多、过少:焊锡过少降低了焊接强度;过多时则容易使得焊锡底部没有良好浸润
▲图12 偏移
▲图13 管脚没有修剪:容易造成焊接线相互之间短路
▲图14 焊锡太多、太少
▲图15 焊盘脱落:很容易造成短路
▲图16 利用管脚修复脱落的焊盘
▲图17 元件放错
▲图18 四处散落的焊锡:容易引起电路短路,需要经过清洗去除这些散落的焊锡
其实,只要耐心,上面大部分的焊接缺陷都可以被修复,如果焊锡始终不听话,你可以:(1)停止加热,让焊盘与你的心情同时冷静下来;(2)清理你的烙铁头并上锡;(3)将焊盘附近的助焊剂清理;(4)重新拿烙铁加热焊盘和引脚;(5)经过几次尝试,便可以解决前面焊接问题。
设计PCB时需要注意哪些点?
下面从焊接角度,谈谈设计PCB时需要注意哪些点。 一、影响PCB焊接质量的因素从PCB设计,到所有元件焊接完成,成为一个高质量的电路板,需要PCB工程师、焊接工艺、焊接工人等诸多环节的把控。主要有以下影响因素:PCB图、电路板的质量、器件的质量、器件管脚的氧化程度、锡膏的质量、锡膏的印刷质量、贴片机的程序编制的精确程度、贴片机的贴装质量、回流焊炉的温度曲线等等。 焊接厂本身无法逾越的环节就是PCB画图的。电路设计的人很少焊接电路板,无法获得丰富的焊接经验,而焊接厂的工人不懂画板,只管完成生产任务,没有心思、更没有能力分析造成不良焊接的原因。这两方面的人才各司其职,难以有机结合。 二、画PCB时的建议下面是一些建议,避免出现影响焊接质量的各种不良画法。 1、关于定位孔PCB板的四角要留四个孔(最小孔径 2.5mm),用于印刷锡膏时定位电路板。要求X轴或Y轴方向圆心在同一轴线上,如下图:
2、关于MARK点PCB板上要标注Mark点,用于贴片机定位。具体位置:在板的斜对角,可以是圆形,或方形的焊盘,不要跟其它器件的焊盘混在一起。如果双面有器件,双面都要标注。也可以考虑在拼板上加MARK点。 3、设计PCB时,请注意以下几点:a、Mark点的形状如下图案参考,上下对称或者左右对称。 b、A的尺寸为2.0mm。 c、从Mark点的外缘离2.0mm的范围内,不应有可能引起错误的识别的形状和颜色变化。(焊盘、焊膏) d、Mark点的颜色要和周围PCB的颜色有明暗差异。 e、为了确保识别精度,Mark点的表面上电镀铜或锡来防止反射。对形状只有线条的标记,光点不能识别。 如下图所示:
4、关于留5mm边画PCB时,在长边方向要留不少于3mm的边,用于贴片机运送电路板,此范围内贴片机无法贴装器件。此范围内不要放置贴片器件。如图:
双面摆件的电路板,考虑二次回流焊时,器件蹭掉、焊盘蹭掉等问题。
建议芯片少的一面,长边离边5mm范围内,不要放置贴片器件,如果确实由于电路板面积受限,可以在长边加工艺边。 5、不要直接在焊盘上过孔焊盘上打过孔,回流焊会有锡膏流入过孔,造成器件焊盘缺锡,引起虚焊,如下图所示。
6、关于二极管、钽电容的极性标注二极管、钽电容的极性标注符合行规,以免工人凭经验焊错方向。如图:
7、关于丝印和标识请将器件型号隐藏。尤其是器件密度高的电路板。否则,眼花缭乱影响找到焊接位置。如下图:
也不要只标型号,不标标号。如下图所示,造成贴片机编程时无法进行。
丝印字符的字号不宜太小,字符放置位置应错开过孔,以免误读。
8、关于IC焊盘应延长SOP、PLCC、QFP等封装的IC,PCB上焊盘长度=IC脚部长度×1.5为适宜,便于手工用烙铁焊接时,芯片管脚与PCB焊盘、锡三者熔为一体。如图:
9、关于IC焊盘的宽度SOP、PLCC、QFP等封装的IC,画PCB时应注意焊盘的宽度,PCB上焊盘a的宽度=IC脚部宽度(datasheet中的Nom.值),不建议加宽,保证两焊盘间距b有足够的宽度,避免造成连焊。如图:
10、放置器件不要旋转任意角度由于贴片机无法旋转任意角度,只能旋转90℃、180℃、270℃、360℃。如下图B旋转了1℃,贴装后器件管脚与电路板上的焊盘,就会错开1℃的角度,从而影响焊接质量。
11、相邻管脚短接时应注意的问题下图a的短接方法,不利于工人识别,且焊接后不美观。如果画图时按图b、图c的方法短接并加上阻焊,焊接出来的效果就不一样。只要保证每个管脚都不相连,该芯片就无短路现象,而且外观也美观。
12、关于芯片底下中间焊盘的问题带肚子的芯片,建议将中间焊盘缩小,使它与周围焊盘距离增大,减少短路的机会。如下图:
13、厚度较高的两个器件不要紧密排在一起如下图所示,这样布板会造成贴片机贴装第二个器件时碰到前面已贴的器件,机器会检测到危险,造成机器自动断电。 14、关于BGA由于BGA封装比较特殊,其焊盘都在芯片底下,外面看不到焊接效果。为了返修方便,建议在PCB板上打两个Hole Size:30mil 的定位孔,以便返修时定位钢网。温馨提示:定位孔的大小不宜过大或过小,要使针插入后不掉、不晃动、插入时稍微有点紧为宜,否则定位不准。如下图:
15、关于PCB板颜色建议不做成红色。红色电路板在贴片机摄像机的红色光源下呈白色,无法进行编程,不便于贴片机进行焊接。 16、关于大器件下面的小器件有的人喜欢将小的器件排在同一层的大器件底下,比如:数码管底下有电阻,如下图:
如此排版会给返修造成困难,返修时必须先拆数码管,还有可能造成数码管损坏。建议将数码管底下的电阻排到Bottom面,如下图:
17、关于覆铜与焊盘相连影响熔锡由于覆铜会吸收大量热量,造成焊锡难以充分熔化,从而形成虚焊。如图所示:
图a中器件焊盘直接与覆铜相连;图b中50Pins连接器虽然没直接与覆铜相连,但由于四层板的中间两层为大面积覆铜,所以图a、图b都会因为覆铜吸收大量热量而造成锡膏不能充分熔化。 图b中50Pins连接器的本体是不耐高温的塑料,若温度设定高了,连接器的本体会熔化或变形,若温度设定低了,覆铜吸收大量热量而造成锡膏不能充分熔化。因此,建议焊盘与大面积覆铜隔离。如图所示:
18、关于拼板的建议及加工艺边
三、总结现如今,能用软件进行画图,设计并布线PCB的工程师越来越多,设计完成,并能很好地提高焊接效率,作者认为需要重点注意以上要素。培养良好的画图习惯,能够很好地和加工厂沟通,是每一个工程师都要考虑的。
编辑:黄飞
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