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过孔与SMD焊盘过近导致的DFM案例

已有 279 次阅读2022-6-6 16:00 |系统分类:嵌入式

作者:一博科技高速先生成员 王辉东
【关键词 keyword】
PCB 塞孔 SMD PCBA DFM 虚焊
【正文】
有个女孩叫芬芬,是PCB设计部的小美女,她上过B站,登过视频号,业界好多帅哥美女都知道,技术视频发了好多期,期期都透漏着一个设计的小秘密,人送外号网红芬。
按照后来他带的小迷弟话来形容她,那真是:
她的出现犹如一挂星河,打破他内心世界的平静,点亮他世界的夜空,站在星河下面的少年,意气风发。但是每次看到她,盯得久了,都感觉自己像一个傻瓜。
小师弟为了和师姐多呆一分钟,他总是有问不完的问题,师姐每次总是给他耐心解答。
比如今天他又问了一个过孔冒油上焊盘的缺陷,且听网红芬娓娓道来。
冒油上焊盘是什么缺陷。
顾名思义就是油墨上了焊盘,通常这里的焊盘是指SMD焊盘。
为什么会出现冒油上烛盘的这种缺陷呢。
我们还是从PCB阻焊印刷工序说起。
PCB印刷阻焊的目的:
1、绝缘阻抗
2、保护线路
3、避免氧化
4、阻焊限焊(该焊的地方一定要焊,不该焊的地方一点也不能粘锡)
5、塞孔防患
过孔塞孔的作用有哪些:
1. 防止PCB裸板加工时,过孔藏药水,导致孔壁被腐蚀,出现品质异常。
2. 防止出现外观不良,导致过孔孔口出现假性露铜或者直接露铜。

过孔塞孔不饱满,假性露铜。


3. 防止PCB过孔芯吸效应的产生,防止表面锡膏流入孔内造成虚焊,影响贴装;特别是BGA区域一定要注意过孔是否塞孔。 过孔的芯吸效应是什么详见上期文章《这种BGA的过孔开窗设计你做过吗?》

漏锡不良图片


4.避免助焊剂残留在导通孔内,影响产品的可靠性
5.PCBA工厂的表面贴装以及元件装配完成后,PCBA板在测试机上测试时,需要吸真空形成负压才完成。
6.会导致波峰焊时锡从过孔贯穿元件面造成短路

7.防止过波峰焊时锡珠弹出,造成短路。下图为孔内藏锡珠


 PCB的阻焊塞孔的加工方式通常有下面两种:
前处理→塞孔→丝印→预烘→曝光→显影→固化
1.先做完塞孔后再印板面油墨 (采用三台印刷机,先油墨塞孔再印印两面阻焊)

2.连塞带印 (采用两台印刷机、即双机连印,没有专门的塞孔工序,直接印两面阻焊)

以上两种工序对比后,相信大家对三机做业和连塞带印有一个基本了解,优劣高下立判。
E公司的塞孔是按照三机作业生产的。
油墨怎么会冒油上焊盘?

从阻焊塞孔加工流程上可以看出,油墨的最终固化,是靠烘烤来完成的,那么在烘烤固化的过程中,油墨遇热膨胀,如果过孔距离SMD焊盘太近,就会导致油墨上盘,焊接时就会有虚焊的风险。


过孔冒油的不良了图片,像极了青春期的男孩子,痘是青春。


典型的过孔冒油上焊盘不良图片。


下面的两种PCB设计,容易导致冒油上焊盘或焊盘变形。

1.BGA内的过孔与焊盘相交或切。


2.过孔与SMD相交或相切。


工厂加工时,为了防止冒油上焊盘,将过孔加了开窗,导致焊接时漏锡。


我们在PCB设计时,为了避免过孔冒油上焊盘,注意过孔的到SMD焊盘的距离。
过孔与贴片相切或相交,过孔边与贴片边缘距离≥8mil。 

注意这里的过孔,指焊盘的内径,如果是8-16mil的过孔封装,这里是指8mil的过孔,不是指16mil的焊盘。


听完网红芬的话,学弟的眼里有了满天星,也像黑夜的两盏灯,贼亮贼亮的。

问题来了
大家在设计过孔与SMD器件时,有什么好的解决方案和DFM案例,可以一起聊一聊



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