設計優化:PCB噴錫爆孔原因及預防方案
2021-08-14 13:55
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噴錫又稱熱風整平(HASL),是在光銅表面上涂覆一層錫合金以防止銅面被氧化,為后續裝配制作提供良好的焊接表面。噴錫的基本過程是把PCB板短時間浸入高溫液態的錫液中,通過助焊劑與高溫錫形成銅錫合金(IMG),然后用導軌將板提升出來的同時使用高壓氣體吹掉非銅面的錫以及吹平焊盤上面凸出過高的錫面。
噴錫工藝具體良好的焊接性能,但是在實際噴錫作業時,孔壁有銅的單面焊盤,及或焊環過小的雙面焊盤,很容易出現孔壁銅剝離(特別是長槽孔),俗稱爆孔,其原因主要有:
(1)噴錫錫爐溫度275-300℃,遠超板材 TG 點,板材瞬間受到錫爐高溫及風刀高壓氣體的沖擊下產生強大的應力,PTH 孔銅在沒有過寬表面焊環的保護下,很容易與孔壁分離。
(2)噴錫時錫與銅會生成銅錫合金,會咬蝕掉一部分銅,對結合力也有一定的影響。
改善優化方案
我們以熟悉的攀登懸崖來說明,如果雙手都能抓住懸崖突出面,且抓的面積越大,攀登很容易。
同樣,孔壁內的銅面也是如此,在頂底層都有焊環,且焊環面積越大(一般建議0.3mm以上的,最小0.2mm),附著力強,出現爆孔情況相對就少很多。
總結:
① 對于單面焊盤或雙面焊盤焊環小的,改為雙面焊盤(焊環盡量0.3mm以上)改為化金工藝,焊墊表面更平整,也適合 BGA 板。
② 因間隙不夠或其它原因不便改為雙面焊盤的,可以采用沉金工藝
③ 改為孔壁無銅孔,需要兩面相通的可以在焊環邊引線加過孔相連(對于需要通過大電流的,需要添加足夠多的過孔相連)