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为何PCB做个喷锡的表面处理,板子就短路了

已有 180 次阅读| 2023-6-21 16:22 |系统分类:芯片设计

一博高速先生成员:王辉东


端午的脚步越来越近了,

在伟伟的记忆深处,

端午节是奶奶深夜一针一线,

缝制的红彩香包。

是爷爷点在她和弟弟额头上的雄黄酒。

是妈妈包的糯米棕子和绑在手上的五色线。

是爸爸悬挂在门头上的艾草

还有煮锅里的咸鸭蛋和红独蒜。

伟伟说想家了,

把这个单交了客户就回家,

回家过端午。

于是这几天她天天盯着这个板的生产进度,

她说她要做客户优秀的业务员,

站在客户这一边,为客户着想,有困难第一时间要帮忙客户分担。

客户的产品是做电力方面的,为了焊接的可靠性,客户PCB做的表面处理是无铅喷锡。

客户要求过孔是做塞孔,部分过孔没有开窗,但是板内还有一部分过孔做了双面开窗设计。

客户的下单要求如下,过孔塞孔:

Gerber内孔径0.3mm 0.4mm 0.5mm的过孔是双面开窗。

工程评估时,工程师看到制作说明与实际gerber文件相矛盾,双面开窗不能做阻焊塞孔。

我们的MI工程师发出了工程确认来确认此事,当时客户回复,考虑电力板子上有散热的处理,按原文件双面开窗加工处理。


板子在伟伟的期盼中很快交到PCBA工厂

PCBA工厂赶紧按排上了线。

但是IQC就发现了问题。

并且是一个天大的问题。

咦,板子上怎么有锡珠呢。

过孔藏了锡珠。


在PCB上,Via孔是一个关键组件,它们是用来在多层PCB之间建立电气连接的。如里过孔藏了锡。可能会导致电气性能问题,当锡珠形成并接触到相邻的电路元件时,会导致短路或其他不稳定的电气性能。

过多的锡珠可能会影响PCB的散热性能。由于焊锡的热导率通常低于PCB基材,锡珠的存在可能导致局部热点,从而影响组件的寿命和性能。

在PCBA焊接时,锡珠在回流炉受热膨胀,有可能锡珠会弹射出来,落在元器件的引脚上,导致短路。

下面的这个锡珠就有导致器件短路的风险。


IQC把这个问题和客户说了,伟伟带DFM工程师第一时间去了现场,和客户现场做了技术沟通。

DFM工程师说,我们先聊聊无铅喷锡的工艺:

喷锡又称热风整平,是将印制板浸入熔融的焊料中,再通过热风将印制板的表 面及金属化孔内的多余焊料吹掉,从而得到一个平滑、光亮的焊料涂覆层。受锡焊料流动性及热风整平过程中焊盘表面张力的影响,其锡面平整度相对较差.

流程:

前处理→无铅喷锡→测试→成型→外观检查

工艺原理:

将PCB板直接浸入熔融状态的锡浆中,经过热风整平后,在PCB铜面形成一层致密的锡层,锡层厚度在1um~40um之间,表面结构致密;硬度较大,不易刮花.但锡厚范围比较大,细密间距的器件(pitch间距在0.8mm以下的BGA和QFN)不建议用喷锡工艺。

喷锡在生产过程中只有纯锡与flux,表面容易清洗,正常温度下可以保存一年,且在焊接过程中不易出现表面变色的问题。

喷锡板不藏锡珠的最小成品孔径尺寸为:0.50mm及以上。

和客户现场沟通以后,0.5mm以下的过孔油墨塞孔,散热孔做到0.5mm以上双面开窗。


此样板已生产,只能PCBA工厂通过人工修正,克服生产,下批量产复投更改过孔加工工艺。

结尾:

板子顺利上线,并且在端午节前顺利交付给客户。

客户测试通过,并且@伟伟说你就是我们最坚强的后盾和依靠。

伟伟说现在我现在要回家,只做我爹的小棉袄。



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