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密间距(fine-pitch)和通孔(through-hole)元件的锡膏印刷技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-10-29  浏览次数:1663

 如果电路板的第二面有可回流焊接的表面贴装组件,那么回流焊接通孔组件不会节省任何工艺步骤。在这种情况下,通孔组件的最常使用的方法是波峰焊接而不是回流焊接。
  工业已经成功地使用通孔锡膏工艺或其变化工艺来焊接通孔组件。所有方法中的基本概念反复考虑的就是印刷所需要的锡膏量,它是由电镀通孔的体积减去通孔中引脚占去的体积来决定的。这是非常简单并且为大部分人所理解的。问题是在焊接温度下半数的锡膏消失在空气中,因为焊锡占90%重的锡膏只有50%体积的金属焊锡。更应该知道的是,引脚直径与通孔之间的适当比率可使得锡膏通过毛细管作用进入通孔内。需要通孔与引脚之间间隙的适当数量来达到焊锡填充。
  IPC-610对通孔焊接点的可接受标准是底部圆角的存在和在板的厚度上至少充满75%的通孔。在大多数装配中,FR-4绝缘层电路板的典型厚度为0.062"。在这些约束下,引脚浸锡膏(pin-in-paste)工艺开发的主要技术挑战是,在具有高密度引脚组件的通孔里面和周围印刷足够的锡膏,使得在底面形成可接受的焊接点,满足IPC-610的要求。在通孔锡膏(paste-in-hole)工艺中满足顶面圆脚要求很少是个问题,因为锡膏是从顶部印刷的。
  引脚与通孔之间的最小间隙决定需要满足圆角要求的锡膏量。这个最小间隙定义为,最小的通孔直径减去最大的引脚直径。最小间隙越小,需要用来填充通孔的锡量越少,但是更难把组件插入板内。
  当使用密间距、多排通孔组件时,可能需要各种模板开口宽度与长度,以得到可接受的焊接点。可是,相同零件各焊接点的圆角尺寸将有点不同。
  为了达到所希望的焊锡圆角体积,锡膏也可印刷在板的顶面和底面。一项最近的研究是使用内置式刮板通过直接压力将锡膏印刷在板上的印刷机。在这个方法中,没有使用传统的刮板。这个锡膏印刷方法可以在通孔中充满锡膏。
  通孔印刷的关键是提供足够的锡膏量。有许多方法可以做到这一点,最常见和所希望的就是套印(overprint)。可是,这要求在设计阶段计划这个工艺,和允许足够的包装间的间隔。如果没有做到这一点,就不可能套印,因为其它组件焊盘挡道了。但是甚至有足够的包装之间的空隔,还可能造成印刷足够的锡膏困难,如果有多排引脚,诸如密间距通孔连接器。
  对于那些在一面印刷足够的锡膏困难的情况,锡膏也可以在另一面印刷。另一个方法是使用台阶式模板,可以向上或向下台阶,以接纳同一块板上通孔和密间距组件的不同需要。
  向上的台阶模板在通孔零件的一小部分内比模板其它部分更厚。向下的台阶模板一般用于大多数具有0.050"间距表面贴装组件和一些密间距组件的电路板。
  不管使用哪一种方法,关键是要有足够的锡膏量。
 
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