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^通孔回流焊接工蓼ByR.GlennRobertsonandNathalieNguyen本文介貂“通孔回流焊接工蓼消除言午多混合技循iPCB的波峰焊接的需要”在谩去三到四年期1^美僮[Alcatel公司RichardsonTX已女空在作消除封翥可能多的混合技辨亍PCB的波峰焊接需要的工作减少波峰焊接的言十副已^提供了成本典周期畤^的重要改善通孔回流焊接工蓼的^施已^是^言十副的一他I必要部分^工蓼涉及在通孔through-hole元件要插位置印刷^膏造些元件然彳麦在表面回流焊接煽之前安装,或舆其他元件一起焊接遹合^工蓼的元件型包括金十栅阵列PGApingridarrayDIPdualin-linepackage和各矛重建接器初始结果能力分析capabi1itystudiesAlcatel公司的工蓼^量襟型封所有通孔元件一直要求至少75%的通孔填充焊接工渠襟型J-STD-001B]第三类直鹰用要求垂直填充至少75%加明^有良好的熔漏言十算^示,假^^孔的尺寸彳定波峰焊接和手工焊接正常使用的减少,
0.007〃的模板可提供足缝J的焊^满足造些要求通谩使用一槿舄新工蓼重新者殳言十的波峰焊接筐品雷路机封回流焊接煽提供必要温度曲^的能力暹行了研究路板是10〃xl
5.2〃,厚度
0.093〃,安装-f047-mm2的陶瓷PGA以及一些典型的襟型舆密^距的表面贴装元件子是襟型的带有氮氟的弓金制封流型的in一^示得到的温度曲泉板上所有的黠都在^膏供鹰商封峰值温度和回流以上^^的规格内PGA引脚的温度上是雨面相同的,儒管有元件的^^量thermalmass小型表面贴装雷阻典PGA引脚之的峰值温度之差只有9°C初始^施常工蓼在姓品重路板施畴,遇到者午多的冏题由於焊^^引脚的分佛不均,有畤要求焊接黠的返工有些引脚特别少而相舞B的引肺又多其他的情况,大的^“瑰”保留在引监P端上,因此由於孔内少^而要求手工的神焊最彳乳营的重路板^常通孔太大,用
0.007〃厚度的模板不能充满75%的焊没有考Jt用更厚的模板,因舄使用了
0.020〃^距的表面贴装元件封表面贴装装配遇程的觐察彝现篇通孔元件印刷的^膏有畤曾在元件贴装所要求的畤^内塌落slump使得^膏沈稹跑到一起,或相互“11合”H二造些重路板的模板具有
0.090〃或
0.092〃方形^孔,用来提供翥可能最大的^膏量造些^孔只允言午
0.008〃〜
0.010〃的^膏沈稹之^的IW隔,因篇元件引腕之^的^距篇
0.100〃回流焊接彳爰封板的检查瞪宣放在II合的^膏沈稹中的速接器黑乎^曾出琨焊^“揖尊”的效果,造成引监口之^焊分佛不均匀如果保持了^膏沈稹之^的分雕,引脚的焊^分配就畲一致适些觐察提出了考午多冏题特别是,膏沈稹模板女罔格之^的分蹄怎檬逵到最佳以避免隆合,同畴又提供最大的^量以形成焊接黠?我俨遢不瞭解阻焊soldermask口的黑何形状封引脚之^焊分佛的影警,如果有的言乱需要更好的瞭解来促暹回流期^焊^彳俭引监1端回到通孔内的ai勤最彳爰,在基本冏题上遢需要资料,多少焊或多少百分比的孔内填充需要用力提供可靠的檄械典重氟的速接?^程式使用事F号的^^板,建立一低1言式瞬程式;有些^^也在姓品板上暹行使用10彳固引脚的直女泉插座in-linesocket通常用於混合包装,作舄揩要焊接的元件;言殳言十出就瞬板引脚直彳监是
0.019〃,^距
0.100〃,表面壅眉STW的插座引脚是度篇O120〃和
0.180o
0.120〃引监P的基醴金腐焉紫铜copper而
0.180〃引聆P舄黄铜brass
0.120〃引腕畏度用於所有不涉及拉力音式瞬的鹰用,假骰:名羲引脚的背部突出封
0.062〃厚度的板和
0.093〃的板分别
0.058〃和
0.027〃在用於拉力音式瞬的插座上,插座每一端的一偃I引监P向外^曲,提供拉力言式瞬夹具所要求的雕板高度standoff
0.120〃晨的引脚用於在
0.062〃厚板上的拉力言式瞬留下大条勺
0.010〃〜
0.020〃的引监P突出
0.180〃的引腕主要用於
0.093〃厚板上的拉力靠外引^^曲以提供
0.030〃~
0.040〃的突出焊接之彳爰,每彳固插座的引脚被分出乘用於拉力就瞬,使用手磨工具揩塑月寥段彳他引脚去掉表
一、言式瞬板典模板^言十阻焊口襟型B1形
0.058〃直彳堡
0.040”
0.050〃,
0.060〃,
00700.080〃
0.085〃和
0.090〃方形
0.072〃,
0.077〃,
0.082〃
0.080〃,
0.085〃,
0.090〃分别表一列出板典膏模板言殳言十的晋粽田资料包括了各槿尺寸的方形阻焊^^口和襟型的H形^口,来押估阻焊口堂寸“揖尊robbing”的效果膏模板的厚度篇7-milo封方形阻焊^口的模板^孔比阻焊^口大
0.008〃,以得到印刷期^良好的“密封gasketing”封檄型IH形^口的焊^^孔覆盖了
0.040〃~
0.090〃的靶圉举寸鹰於
0.062〃厚板的36%~185%和
0.093〃板的24%~123%的言十算通孔填充量^步骤言式瞬板的装配言式瞬板用檄隼的Bellcore检定的免洗^膏印刷所有^膏沈稹物在印刷之彳度焉上在四倍放大^下迤行视受检查符用於拉力^^的插座放在各槿提供所希望的通孔填充量的位置其他插座用来押估由於^膏隆合所引起的“揖尊”效果通谩在插座安装彳爰焉上故意的使插座引脚污染^膏,比造他效果使用带氮氟的弓金制封流煽来迤行回流焊接,使用膏供鹰商所推蒿的回流曲完成的板使用7~35倍的立醴^微^来检查印刷於阻焊Jf上的^膏全部流到通孔孔内,因此没有形成^球揖尊效果的殿重程度典回流前膏的隆合程度有居嬴阻焊1口的尺寸舆形状似乎很少或者没有影警
0.085〃或更小的^膏沈稹通常不容易姓生揖尊作用,因篇很It出现引脚尖的^膏污染孔内焊^分佛是通谩有代表性的it路板截面51a平估的除了一些放在
0.093〃厚度的板中的引脂p有24%的焊^填充量之外,所有回流焊接的引脚(H三)都^示引脚整彳固周HI的焊^熔渥(wetting)封一些趣其少^的焊接黠i黑乎所有的焊^保持在引脚典通孔的接角麒占上(圈四),企且没有形成引肺周HI一整圈拉力言式瞬言式瞬板分^成2〃x
4.5〃的小板,暹行拉力吉式瞬一彳固特裂的金勾状夹爪安装在演唁式檄的横臂上,然彳爰金勾在要涓唁式的引脚肩下表二吉了拉力就瞬的结果初始的音式瞬是在手工焊接和波峰焊接的引脚上,形成一他1基除了一槿情况之外,全部的引脚都是以傅统的拉力失效形式断裂,没有明II的焊黠燮形然彳爰言式瞬回流焊接的引监P在
0.062〃厚的板上、低至36%舆高至146%通孔填充的焊接黠没有樊琪明II的焊^燮形都是引监P断裂手工焊接引船P的断裂弓金度更高是由於焊^熔漏到引脚肩部的整偃I畏度在有24%〜97%通孔填充的
0.093〃厚的板上的焊黠三式瞬姓生相同的结果适些引脚是黄铜,而不是紫铜,大祭勺高出3飞磅的断裂力然彳笈板放在空封空(air-to-air)的熟彳酎擎室内作加速老化温度周期的幺且成是,9分金童85C接著11分^-40Co温度斡燮速度是每分金童88C冷谷[3和每分金童115°C加热在100次温度退圈之彳笈的拉力果^示很少的燮化,除了在
0.093〃厚的板上只有24%的焊^填充的引监P之外造些焊接黑占的一半是通谩把引脚拉出焊^而失效的,但是最少的断裂力遢是
16.5磅焊接黠的弓鱼度雎著暹一步的加速老化而逐渐下降,因此拉出的失效多谩引聆噫斤裂附力暗式,瞬在前面的研究中注意到焊^在引脚端形成“焊^滴”的超势吗使用
0.093〃厚度的板能寸道彳固效果作迤一步的研究有
0.180〃焊^尾的插座放置在印刷典襟型焊篮上的
0.085〃的^膏方境内一些插座完全座落,彦生大女勺
0.087〃的引监[I突出其他插座暹行弱11以筐生一彳固胃隹板高度,留下大於
0.020〃~
0.030〃的引监(1六II示^结果在较是引脚上的a1膏分散在较大的面稹上,不能移上到引脚上以形成典PCB可接受的焊接黠焊接黠弓负度拉力^^结果了遹常地回流的焊接黠,甚至最小的焊填充量(通常30〜40%)具有很高的檄械弓金度,甚至在加速老化之彳发适些结果典在最佳畤舆温度脩件下形成的通孔焊接黠是一致的,通孔焊黑占具有比表面贴装焊黠相封较大的表面稹加速老化是赞现了焊接黠弓金度的一罢占下降造彳固作用在
0.093〃的伴随特别明主要由於用於较厚板的黄铜引脚的较高弓愈度由於温度疲劳引起的焊接黠弓金度的下降是一彳固^雄的现象45在任何情况中,焊接黠要保持足别的弓金度,要有超谩1000次温带僮了擎迪圈的可靠性粉%的考底在篇通孔回流焊接^言十一彳固装配畤,必须考^到晋午多因素首先,必须用引脚形状、通孔直彳堡和板的厚度来言十算要用^焊填充的稹然彳笈可以言十算出连到通孔填充百分比所需要的膏量,估言十^膏内金腐的醴稹含量大余勺焉50%膏可得到的量受到模板厚度、通孔引监口^距和^膏沈稹物之^所要求的最小^隔的限制,膏最小^隔揩防止装配遇程中^膏塌落而相互接角蜀因^^多通孔回流元件不遹合檄器贴装,通孔必须足筑)大,有助於手工安装通孔尺寸的上限是由可得到^膏的量来决定的多数装配裂造商使用的“垣世界”的兼II尺寸是,通孔直彳至比引脚尺寸(直彳第或封角大大幺勺
0.010〃定引脚畏度,以筐生板的底面最小所允^的突出高度元件最大允言午晨度符决定於板的厚度、可得到的^量、和引JO表面壅J1旋且必须^常封一值[给定的板用音式瞬的方法决定最彳笈,注意瑰有的有^通孔填充的装配工蓼檄型是基於上^的工蓼谩程,在程中焊^供鹰是辗限的,通孔填充不完整通常表示工蓼或元件的可能负面影簪可靠性的冏题°造彳固假^不逾合於通孔回流焊接工蓼,因篇每值|焊黠可得到的焊^供是有限的焊^填充程度不可以用来指示良好的可焊性回流焊黠的不同外表,不是拒^或返工的理由工蓼襟津^到封每彳固引脚的焊a1均匀分伟和引腕舆通孔的遹常的焊^熔漏通孔元件的回流焊接是揩造些元件结合到表面贴装工蓼的一彳固有吸引力的工蓼方法通遇遹常的^言十典程序控制,回流焊接黠的品^典可靠性符可以舆通谩傅统替代工蓼所形成的焊接点占相媲美一值I高效的工蓼谩程符要求封板典元件的仔冬田^^的言殳言十指南,工蓼檄型必须典工蓼特徵相^板的材料FR-4厚度
0.062〃,
0.093板的表面罡J1HASLLPI阻焊Jf通孔直彳篁
0.028〃焊篮直彳至
0.050〃表
二、通孔回流焊接拉力^^结果PCB厚度充满外信十算值)引胞I材料熟彳蓟擎逗圈平均断裂力(磅)檄型偏差(磅)最小断裂力(磅)失效方式
0.062〃波峰焊接紫铜
019.
50.
618.3所有金十断
0.062〃手工焊接紫铜
017.
51.
915.3所有金十断
0.062〃36紫铜
013.
90.
812.8所有金十断
0.062〃36紫金同
10014.
00.
413.7所有金十断
0.062〃36紫金同
50013.
60.
513.19金十断1金十出
0.062〃36紫铜
100013.
60.
613.2所有金十断
0.062〃146紫铜
013.
70.
513.2所有金十断
0.062〃146紫金同
10014.
50.
913.1所有金十断
0.062〃146紫铜
50014.
20.
713.3所有金十断
0.062〃146紫铜
100014.
00.
513.6所有金十断
0.093〃波峰焊接
019.
81.
916.0所有金十断
0.093〃手工焊接
020.
91.
019.59金十断1金十出
0.093〃
24020.
41.
018.0所有金十断
0.093〃24购
10019.
21.
516.55金十H斤5金十出
0.093〃24黄金同
50018.
52.
415.5所有金十出
0.093〃24鬃同
100019.
11.
915.0所有金十出
0.093〃97黄金同
020.
61.
318.5所有金十断
0.093〃
9710021.
40.
620.5所有金十断
0.093〃
9750020.
11.
317.88金十断2金十出
0.093〃
97100020.
31.
118.0所有金十断。