|
介紹PCBA雙面回焊製程(SMT)及零件擺放的注意事項
目前SMT業界主流的電路板組裝技術應該非「全板回流焊接(Reflow)」莫屬,其他當然還有別的電路板焊接方法,而這種「全板回流焊接」又可以區分為「單面板回焊」及「雙面板回焊」,單面板回焊現在似乎比較少人使用了,因為雙面回焊可以節省印刷電路板的空間,也就是說可以讓產品做得更小,所以市面上看到的板子大多屬於雙面回焊製程。
(題外話,如果沒有空間上的限制,其實單面板的製程可以節省一次SMT的製程,如果把材料成本與SMT的工時費用比較一下,說不定單面板反而還比較節省費用。)
因為「雙面回焊製程」需要做兩次回焊的關係,所以會有一些製程上的限制,最常見的問題就是板子走到第二次回焊爐時,板子第一面上已經打上的零件可能會因為重新融錫與重力關係而掉落,尤其是板子流到回焊爐的回焊高溫區時,本文將說明雙面回焊製程中零件擺放的注意事項:
(再來個題外話,為何第二面過回焊爐時,原來第一面已經上錫的大部分小零件不會重新融錫而掉落下來?為什麼只有比較重的零件會掉落呢?)
哪些SMD零件應該擺在第一面過回焊爐?
一般來說比較細小的零件建議擺放在第一面過回焊爐,因為第一面過回焊爐時PCB的變形量會比較小,錫膏印刷的精度會比較高,所以較適合擺放較細小的零件。
其次,較細小的零件大多意味著零件較輕,也比較不會在第二次過回焊爐時因為重力導致掉落的風險。因為第一面的零件在打第二面時會被被翻面到電路板的底面直接朝下,當板子進入回焊區高溫時比較不會因為重量過重而從板子上掉落下來。
其三,打在第一面板子上的零件必須過兩次回焊爐,所以其耐溫必須要可以耐受兩次以上回焊的溫度,一般的電阻電容通常被要求至少可以過三次回焊高溫,這是為了符合有些板子可能因為維修的關係,需要重新走一次回焊爐而做的要求。
哪些SMD零件應該擺在第二面過回焊爐?這個應該是重點。
大元件或較重的元件應擺放在第二面以避免過爐時零件掉落於回焊爐中的風險。LGA、BGA零件應盡量擺放在第二面過爐,這樣可以避免第二次過爐時不必要的重新熔錫風險,以降低空/假焊得機會。如果有細間腳且較小的BGA零件不排除建議擺放於第一面過回焊爐。
BGA應該擺放在第一面或第二面過回焊爐在電子製造業界一直很有爭議。擺放第二面雖然避免了第二次過爐重新融錫的風險,但通常第二面過回焊爐時PCB將會變形得比較嚴重,反而會影響到吃錫品質,所以工作熊才會說不排除細間腳的BGA可以考慮放在第一面。不過反過來想,如果PCB已經變形嚴重,只要是細間腳零件,擺放在第二面打件貼片都一定是個大問題,因為錫膏印刷位置及錫膏量會變得極不精準,所以重點應該是想辦法如何去避免PCB變形,而不是因為變形而考慮把BGA放在第一面,不是嗎?
板子變形除了會影響到零件吃錫的好壞,它還可能讓BGA在組裝進整機時發生錫裂失效問題,因為板子組裝時都是假設PCBA是沒有變形的,一旦PCBA有變形,反而會嘗試把已變形的板子回復到沒變形的情況,造成已焊接好焊錫破裂。使用回焊過爐載具來降低板子的變形量是很多人會考慮的解決方案。無法耐太多次高溫的零件應該擺放於第二面過回焊爐。這是為了避免零件過太多次回焊高溫而損毀。
PIH/PIP的零件也要擺在第二面過爐,除非其焊腳長度不會超出板厚,否則其伸出PCB表面的腳將會與第二面的鋼板產生干涉,會讓第二面錫膏印刷的鋼板無法平貼於PCB造成錫膏印刷異常問題發生。
某些元件內部會有使用焊錫作業的情形,比如說有LED燈的網線連接器,必須注意這種零件的耐溫能否過兩次回焊爐,如果不行就得放置於第二面打件。
只是零件擺放於第二面打件貼片過回焊爐,就表示電路板已經過了一次回焊爐高溫的洗禮,這時候的電路板多少已經有些翹曲及變形發生,也就是說錫膏的印刷量及印刷的位置會變得比較難以控制,所以也就容易引起空焊或短路等問題,因此放在第二面過爐的零件,建議盡量不要擺放0201以及細間腳(fine pitch)零件,BGA也應該盡量選擇有較大直徑的錫球。
參照文章最前面的SD卡板的正反兩面的圖片,你應該可以很清楚的判斷並指出來那一面會被安排在第一面打零件過回焊爐,而那一面會被放在第二面打件貼片過爐了吧!
相關閱讀:
二次回焊時避免第一面零件掉落的解決方法
為什麼SMT二次回焊時第一面零件不會掉落?再回焊熔錫溫度會升高?
另外,在大量生產中要將電子零件焊接組裝於電路板,其實有很多種工藝方法,不過每一種工藝製程其實都是在電路板設計之初就已經決定好了的,因為其電路板上的零件擺放位置會直接影響到組裝的焊接順序與品質,而佈線則會間接影響。
目前電路板的焊接工藝大致上分可以成全板焊接以及局部焊接,全板焊接又大致分為回流焊接(Reflow Soldering)與波峰焊接(Wave Soldering),而電路板局部焊接則有載具波焊(Carrier Wave Soldering)、選擇性遮罩焊接(Selective Mask Soldering)、非接觸式鐳射焊接(Laser soldering)等。
延伸閱讀:
電子零件焊接強度的觀念澄清
什麼情況下PCB可以不用載具(carrier)過波焊
BGA枕頭效應(head-in-pillow)發生的可能原因
|
訪客留言內容(Comments)
// Begin Comments & Trackbacks ?>No comments yet.
訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,請前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。
8. 自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知,如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。
您有話要說(Leave a comment)