插件回流焊印刷模板的设计深圳市允升吉电子有限公司付学斌摘要根据插件焊接质量的要求按照回流焊工艺设计印刷模板关键词插件回流焊IntrusiveReflow焊膏量SolderPasteVolume模板设计(StencilDesign)插件回流焊工艺是使用回流焊接代替波峰焊接的插件组装的工艺方法它适用于PCB在同一面上既有表面贴装元件SMD又有少量插装元件THD的产品这些少量的插装元件一般为连接器开关和耐高温的旋钮应用插件回流焊工艺使SMD和THD一次焊接而成可以避免再进行一次波峰焊所带来的人力物力的消耗和对PCB组件的二次热冲击实现插件回流焊的关键在于合理地对印刷模板PrintingStencil的设计当然在设计PCB时也要针对回流焊工艺合理设计通孔和焊盘一SMD和THD混装回流焊典型工艺过程如下焊锡膏印刷贴片和插件SMD和THD一起过回流焊炉二插件回流焊工艺参考数据对于插件回流焊焊锡膏模板印刷的结果要有足够量的焊锡膏以保证回流焊后焊锡填满插件孔和浸润插件引脚插件回流焊的典型工艺数据见下表极限数据理想数据孔的直径0.65~1.6mm(25.6~63.0mil)0.75~1.25mm(29.5~49.2mil)插件引脚直径比孔小0.075mm(2.95mil)比孔小0.125mm(4.92mil)模板开口尺寸6.35mm(250mil)4mm(157mil)模板厚度0.125~0.635mm(4.92~25.0mil)0.15mm(5.91mil)FPT/0.2mm(7.87mil)印刷循环次数21印刷速度1.25~3.75cm/sec(0.492~1.48in/sec)2.5cm/sec(0.984in/sec)三焊锡膏量的计算描述焊锡膏量的公式如下其字母意义见图1V=TSLO×WO=1{TBAu-Ap+FT+FB+VP}-VHSPDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversionhttp://www.fineprint.com正视图剖视图图1.插件回流焊焊锡量示意图注V—所需的焊锡膏量Vp—在PCB的TOP&BTM面的焊盘上的焊锡量S—焊锡的收缩的因子Au—插件孔的截面积Ap—插件引脚的截面积TB—PCB的厚度Ts—模板的厚度FT+FB—浸润整个引脚表面的焊锡量Lo—模板开口的长度PCBFTFBVp插件引脚焊锡TBTsLoLpLoLpWoWp插件引脚插件孔插件的焊盘模板的开口模板PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversionhttp://www.fineprint.comLp—焊盘的长度Wo—模板开口的宽度Wp—焊盘的宽度VH—焊锡进孔的量插件孔外的PCB焊盘要尽可能小插件孔与元件引脚之间的间隙要尽可能地小这样有利于减少所需锡量四插件回流焊的印刷模板设计插件回流焊有三种模板设计方法1普通模板即同一种厚度的模板2多种厚度模板Step&Multi-LevelStencil3两次印刷模板对于SMD焊盘的模板开口尺寸及形状参见本人的其它文章4.1.普通模板图2.普通模板同一厚度模板例如一个两排引脚的连接器其引脚中心距为2.5mm98.4mil,插件孔直径1.1mm(43.3mil)元件引脚直径0.9mm(35.4mil),PCB厚度1.2mm(47.2mil)3.8mm以内无其它元件能满足焊锡膏量的普通模板开口尺寸设计为宽2.2mmx长5.1mm,模板厚度为0.15mm(5.91mil)4.2.多种厚度模板当PCB较厚例如>68mil插件孔较大例如>5mil或者插件引脚直径较小例如<25mil插件回流焊时将需要更多的焊锡膏量在这种情况下需要用多种厚度模板来满足焊锡膏量的要求模板PCBSMD焊盘插件孔THD焊盘PDFcreatedwithFinePrintpdfFactorytrialversionhttp://www.fineprint.com典型多种厚度模板如图3所示图3.局部增厚模板增厚部分在印刷面K2是增厚部分的尺寸它应尽可能地小于0.65mm(25.6mil)K1是增厚部分边缘至最近一个SMD焊盘开口的距离尺寸厚度每降低0.025mm(0.98mil),K1增加0.9mm(35.4mil)例如厚度0.2mm(7.91mil)降到0.15mm(5.9mil),K1等于1.8mm(70.9mil)增厚模板的增厚部分也可能在非印刷面如图4所示这种设计方法多用于印刷的刮刀是金属刮刀它的设计同前面的规则一样图4.局部增厚模板增厚部分在非印刷面4.3.两次印刷模板一些插件的引脚直径小但插件孔很大或者引脚密度大一次印刷焊锡膏无法满足焊锡膏量的要求这时就需要使用两次印刷焊锡膏工艺一般用0.15mm(5.91mil)厚的模板印刷焊锡膏到SMD的焊盘上,再用0.4~0.75mm(16~30mil)厚的模板印刷焊锡膏到插件的焊盘上当模板的厚度超过0.5mm(20mil),激光切割后再电抛光后的模板开口焊锡膏能较好释放第二次印刷模板与SMD接触的一面,模板在SMD焊盘处局部腐蚀深度至少0.2mm(9.8mil),以满足第二次模板印刷K1K2局部增厚Step-up)模板THD焊盘插...
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