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1、“通孔回流組裝技術(shù)”講座第一部分:PIP技術(shù)概述第二部分:元器件考慮第三部分:可制造性設(shè)計第四部分:錫膏印刷第五部分:自動插裝第六部分:回流焊接第七部分:質(zhì)量考慮與故障模式內(nèi)容大綱PIP概述第一部分使用PIP的場合與原因幾種插件焊接工藝的弱點PIP的工藝原理PIP工藝流程PIP工藝的強弱點和挑戰(zhàn)PIP的質(zhì)量元素與要點查爾斯·杜卡斯CharlesDucas1925(印墨)保羅·艾斯勒PaulEisler1943(蝕刻。1936開始初版)接線時代高密度多層板SMT-1960s自動波峰焊-1970s焊接組裝技術(shù)歷程保羅·艾斯勒傳統(tǒng)混裝PCBA工藝3次加熱處理;但THD越來越少時波峰焊
2、接工藝的效益很低;技術(shù)弱點:管理、質(zhì)量和效益都不理想!工藝工序多;波峰工藝的相對弱點工藝能力較回流技術(shù)差;工藝相對回流技術(shù)較不穩(wěn)定;波峰工藝還需要多一道膠水工藝;(包括膠水應(yīng)用和固化)(工藝較難控制,dpmo較高)(需要較多較常調(diào)整,dpmo的變化較大)混裝工藝一般成本較高。(直接加工費用已經(jīng)高,還有返修和調(diào)整修補費)其他替代工藝由于波峰焊接存在弱點,業(yè)界開發(fā)其他替代工藝,包括:蓋板Pallet輔助波峰工藝;選擇性波峰工藝;(免去膠水工藝,使用雙面回流)通孔回流工藝;手工焊接或機械手焊接;其他定點焊接工藝(如激光等)。壓接技術(shù);PIP為何使用技術(shù)?廢除波峰焊接;簡化工序;成本效
3、益減少熱處理。選擇性波峰(托盤)的相對弱點托盤成本;托盤影響組裝密度;托盤限制靈活性;(不能隨時更改)(生產(chǎn)用、工藝調(diào)整和管理成本)托盤維護保養(yǎng)資源。(清洗、檢察、報廢等)選擇性波峰的相對弱點額外的工藝和工序;(知識管理、設(shè)備維護等資源)初期投資高;(設(shè)備投資)需要編程和調(diào)制;局部加熱;(業(yè)界對熱沖擊的負(fù)面影響仍存懷疑)工藝速度慢。(逐個焊點進行焊接)手工焊接的相對弱點工藝相對回流技術(shù)較不穩(wěn)定;(技術(shù)和人工不穩(wěn)定因素,dpmo的變化較大)工藝能力較回流技術(shù)差;(手工Cpk往往不足1.0,dpmo較高)手工效率較低;手工在PIP技術(shù)中成本優(yōu)勢逐漸減少。只用在難以回流和插裝的場合。
4、或做為補焊輔助工藝。PIP基本工藝制程錫膏印刷通孔填錫插件回流焊接插件錫膏印刷SMD貼片回流焊接翻板THD插件手工插件錫膏印刷SMD貼片THD插件SMD貼片回流焊接B面組裝T面組裝另類做法通孔回流組裝步驟基本做法簡單,但工藝不是最強!錫膏印刷SMD貼片回流焊接翻板THD插件手工插件錫膏印刷SMD貼片THD插件SMD貼片回流焊接B面組裝T面組裝另類做法通孔回流組裝步驟錫膏注射良好的錫量控制做法!適用于低懸空,小間距插件。通孔回流技術(shù)的強點單一焊接工藝和技術(shù)應(yīng)用;使用工藝性較強的回流技術(shù);較低成本較波峰焊更高的組裝密度;兩面布局的靈活性。(有些器件如BGA和FPT不能布在波峰一面)
5、(工序、設(shè)備、質(zhì)量);通孔回流技術(shù)的挑戰(zhàn)THT器件未必適合回流工藝;對DFM要求高;工藝較一般SMT應(yīng)用難(窗口?。缓更c標(biāo)準(zhǔn)的更改和認(rèn)證;Flux殘留物較多。通孔回流技術(shù)的質(zhì)量元素兩端透錫程度;焊點輪廓和表面狀態(tài);無周邊污染(包括焊球、橋接等);足夠的通孔填充程度;適當(dāng)IMC的形成狀態(tài);無過量的空洞和氣孔。3外觀元素:3內(nèi)部元素:PIP工藝質(zhì)量要點錫膏印刷通孔填錫插件回流焊接插件足夠的錫膏量不過度干擾錫膏潤濕回收PIP技術(shù)對器件的要求第二部分器件引腳的要求器件耐熱性的要求器件懸空的要求器件可焊性的要求您將認(rèn)識到…器件插裝的要求技術(shù)對器件的要求PIP注意:多數(shù)器件不是為PIP工
6、藝而設(shè)…常見問題:引腳結(jié)構(gòu)不適合PIP技術(shù);器件封裝本體的耐熱性不足;器件封裝和引腳不適合自動插件;器件底部懸空不足。器件封裝是阻礙使用PIP技術(shù)的一個主要問題!手工焊接:臨時調(diào)整熱和錫量波峰焊接:預(yù)先設(shè)置熱,臨時調(diào)整錫量PIP焊接:預(yù)先設(shè)置熱和錫量與其他通孔焊接比較PIP最靈活最不靈活因此PIP技術(shù)對引腳結(jié)構(gòu)尺寸等控制必須嚴(yán)謹(jǐn)!未必填滿,需要在插件入口印刷,插件時帶動錫膏滲透通孔。插件方向的工藝考慮PIP必須關(guān)注:引腳截面和腳尖形狀;引腳長度。多數(shù)器件不是為PIP工藝而設(shè)…器件引腳要求方便插裝;只需少量錫膏;不干擾錫膏;結(jié)構(gòu)和尺寸要求:容易傳熱潤濕;材料要求:不適合PIP的引
7、腳三種不同截面引腳基準(zhǔn)多36%錫量需求多62%錫量需求引腳截面形狀所需要錫量通孔內(nèi)徑三種不同截面引腳引腳尖端結(jié)構(gòu)PIP的通孔設(shè)計要求和引腳之間的間隙要小,所以引腳尖端的錐形對插件十分重要…尖腳確保插裝容易以及不推錫。不良設(shè)計器件引腳長度剛伸出引腳長度(理想)太長的引腳長度(不推薦)剛未伸出引腳長度(可接受)?引腳長度是PIP關(guān)鍵因素之一。引腳長度考慮引腳太長會把錫膏推出太遠(yuǎn)無法潤濕回位;額外的長度也占用了錫量(潤濕外層);推薦延伸長度在1~1.5mm范圍;建議垂直度變化<0.25mm(偏離中