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工业文章

高密度PCB的处理解决方案

11月03日,2020年经过Brian Niehoff,Samtec

设计人员必须考虑处理每个组件以及更高I / O连接器的温度,可生产性和焊接联合完整性。本文介绍了为高密度PCB启用较小的组件脚印的方法。

由于电雷竞技最新app子产品继续变得更小,并且必须先开发支撑部件以实现较小的占地面积。增加密度和减少尺寸给制造商较少的误差空间,必须开发出更好的处理方法。

在印刷电路板组件上处理更高的密度连接器会产生必须寻址的并发症。设计人员必须考虑处理每个组件的温度,可生产性和焊料联合完整性。增加的密度是由于对由低得多的I / O连接器占用的相同空间中的更高I / O连接器的需求。

传统的通孔或表面安装连接器已经达到了可以有效地用于这些应用中的信号数(每平方英寸引脚)的限制。这是连接器制造商已经考虑使用BGA,焊料压接和焊料电荷设计以减少组件占地面积。

可焊性

对于双行连接器,可焊性问题通常易于解决。更不用说,如果有一个问题,那么它可以通过使用简单的烙铁来纠正焊接接头来解决它。但是,在多行连接器上,该过程变得更加涉及,并且第一次处理连接器变得越来越重要。

一些可能导致坏焊点的常见问题是:

  • 焊膏卷
  • 模板尺寸
  • 焊料烘箱不正确温度曲线
  • PCB平整度

凭借上面列出的问题,没有单尺寸适合 - 所有解决方案,因为每个制造设置都是唯一的。必须考虑的一些差异是使用的设备,焊膏(品牌和化妆品)以及应用(板设计,元件密度等)。

用于高密度I / O需求的连接器解决方案

连接器制造商已经用于高密度应用的解决方案之一是BGA设置。BGA应用程序使用连接到部件的球形焊球,以便在不使用重膏的情况下提供更多焊料。

在Samtec的Searay™高密度开销场阵列中发现的焊料电荷是BGA的类似解决方案,但是将连接器的更好的边缘键合到PCB焊盘。

BGA v上的焊球。Samtec Seaf8 / Seam8上的焊料费用

图1。BGA对BGA的焊球与Samtec Seaf8 / Seam8上的焊料收费

Searay™0.8 mm(SeaF8 / Seam8系列)上的焊料电荷的另一个独特差异是0.80mm和1.20mm的交替间距。这种设计可以在行之间提供额外的跟踪路由。

交替的SeaF8 / Seam8的间距

图2。交替的SeaF8 / Seam8的间距

在处理过程中实现更好的焊点的钥匙

通常,最好遵循制造商的加工指南,以便在焊接到PCB的一部分中的最高成功。一些制造商将提供PCB占地面积,模板布局和厚度,焊接丝网印刷过程,组件放置,适当的烤箱分析,甚至是返工考虑。

脚印和模板

连接器制造商通常提供PCB设计师下载PCB占地面积和模板布局和厚度的能力。Samtec提供超过20万符号和脚印,以便在流行的EDA工具中下载,如Altium,Circuit Studio,Eagle,Fusion 360等。

图3。Seaf8 PCB足迹

通过利用所提供的占地面积和模板布局,PCB设计器具有更高的实现适当的焊点的可能性。

焊接丝网印刷过程

焊盘覆盖范围对于适当的焊点至关重要,垫应完全覆盖。因此,模板中的孔径尺寸有意大于PCB上的焊盘。这是为了确保SeaF8(或连接器)上的焊料充电与焊膏接触,如图4所示。

焊料充电位置相对于焊接印刷,粘贴和焊料充电之间的良好接触。

图4。焊料充电位置相对于焊接印刷,粘贴和焊料充电之间的良好接触。

如果焊膏没有正确覆盖焊料电荷,则不会达到适当的润湿。自动检查用于确保PCB上的适当焊接覆盖范围。建议任何不完全覆盖的焊盘组件被拒绝,清洁和转载。

放置组件

自动挑选和放置设备将确保组件的适当放置。对于适当的焊接润湿,重要的是,Z轴尺寸将在PCB的表面上完全坐在焊料上。

由于焊料充电在烤箱中的回流,连接器的重量将导致连接器沉淀到电路板上,或者在加工后靠近它。这种现象有助于减少连接器中的任何共面,如下面的图5和6所示。

SEAF8绝缘体外壳在加工之前充分坐着。

图5。SEAF8绝缘体外壳在加工之前充分坐着。

Seaf8绝缘体外壳在回流后充分坐着。

图6。Seaf8绝缘体外壳在回流后充分坐着。

适当的烤箱分析

此时,大多数表面安装部件应能够如IPC / JEDEC J-STD-020中所述处理无铅焊料回流轮廓。本说明书要求组件必须能够承受260°C的峰值温度,以及255°C以上的30秒。

Samtec推荐温度曲线范围(SMT)

图7。Samtec推荐温度曲线范围(SMT)

在回流过程中,通常通过氮气输液实现的低水平氧环境将有助于增加焊接表面的润湿性。对于类似于SeaF8 / Seam8的高密度连接器,建议焊料加工仅在富含氮的环境中完成。

适当分析完全填充的PCB组件至关重要。形成焊点的回流过程通常可以被忽视,但是确保焊点形成正确地形成焊点是至关重要的。

为了确保焊料电荷达到所需温度,建议将热电偶通过板背面放置到连接器的中心并放置在外部边缘上。这将确保将实现焊膏制造商的回流配置文件。

烤箱型材的热电偶置位

图8。烤箱型材的热电偶放置。

越来越重要的正确处理

虽然在没有缺陷的情况下,使用正确的处理设置将无需返工,废料和较低利润的需求。当电子产品变小时,这一重要性将继续增加,并且其组件变得更加密集。雷竞技最新app这就是为什么Samtec为所有连接器系列提供足迹和模板布局,并提供有关如何正确处理其更复杂产品系列的信息。

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