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借助于无铅焊锡环解决通孔回流焊在OSP表面处理PCB无铅工艺

类别:行业新闻 发布时间:2018-04-02 07:53:26 关键词:无铅锡环,pcb工艺,焊锡环,焊锡圈

生产中发现在相同条件下(相同的通孔元件、印刷参数、焊盘和孔径设计及线体设备配置一样)使用PIP工艺时在沉金、喷锡、化锡等表面处理的PCB中焊点上锡饱满,上锡效果较好,外观满足IPC3级标准,而在OSP表面处理的PCB中焊点漏铜,上锡外观达不到IPC3级标准。


OSP表面处理PCB的特点 


OSP表面处理的PCB对储存条件要求高(OSP板要求从拆包至回流焊接或与第一次回流焊接完成后的停留时间必须严格控制在24小时之内,否则会影响第二次回流焊接的效果,PCB经高温reflow后,储存期限<48h),工艺时间短,一般经过一次高温(过炉)后PCB表面的有机保护膜就会受到破坏,失去防氧化的能力,容易氧化,造成第二次回流时润湿性不够,比较难焊接;另一方面,OSP表面处理PCB相对其它表面处理的PCB锡膏流动性会差一些,焊点容易露铜,影响焊点的可靠性,上锡外观也很难满足IPC3级标准。一般使用PIP工艺的产品都很少使用OSP表面处理的PCB。但由于OSP表面处理的PCB表面平整度好,PCB制造工艺相对稳定且成本低廉,对比其它表面处理PCB优势明显,因此大多数公司还是比较喜欢使用OSP表面处理的PCB。


改进措施



元件选择和优化元件设计


元件耐温要求需要满足回流焊的要求。如无铅制程元件耐温要求≥260°C要10秒以上。因公司的所有产品都是无铅制程,本次验证使用的只是无铅工艺。


通孔回流焊需要在孔的上面涂覆锡膏(在回流焊接过程锡膏流入孔中)。为使这一过程可行,经验证使用PIP工艺时元件本体应距板面0.3~0.7mm ,在相同条件下(印刷参数、焊盘和孔径设计及线体设备配置一样),沉金及其它表面处理的PCB元件引脚比板厚长1.5mm,底部焊点上锡仍能满足IPC3级要求,但使用OSP表面处理的PCB上锡后焊点会漏铜,外观达不到IPC3级标准。经多次验证发现使用OSP表面处理PCB的元件的引脚长度比板厚长0.5~1.0mm时焊点上锡效果较好如图2。为了避免元件插入PCB后引脚将孔内锡膏推出产生火柴头现象,造成孔内锡量不足,元件PIN脚需进行尖角处理成锥形如图3。

当前汽车电子产品也越来越重视小型化多功能,为了提高元件密度,许多单面板和双面板都以表面贴装元器件(SMC/SMD) 为主。但是,由于固有强度、可靠性和适用性等因素,在某些情况下,PIP(Pin-In-Paste)元件仍然较 (SMC/SMD)元件具有优势,特别是边缘连接器。如在顶面有很少的PIP元件的双面SMT板的混合组装中,使用PIP工艺可以减少生产流程,降低制造成本。PIP工艺是用模板印刷的方法将一定量的锡膏印刷在表面贴装件及通孔插装件的通孔和焊盘上,在贴片完成后,一起过高温炉,完成焊接如下图1。PIP工艺与传统工艺相比具有以下优势:


a、减少了波峰焊这道生产工序,简化了生产和工艺流程;

b、需要的设备、材料和人员较少,节省了车间空间;

c、可降低生产成本和缩短生产周期;

d、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率,提高过程直通率。

e、可省去一个或一个以上的热处理步骤,从而改善PCB可焊性和电子元件的可靠性;

f、通孔回流技术还可以减少使用助焊剂,避免了波峰焊使用助焊剂对PCB(印制电路板)的污染,等等。


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