有压接器件的高速PCB,为何不建议做喷锡工艺

2022年04月13日 10:37
作者:一博科技高速先生 王辉东
阿毛听说PCB和物料已经到了焊接厂的时候,他看向窗外感觉春意盎然,心比蜜甜。可是当他接到美女PMC饶萧萧的电话后,他瞬间感觉来了一场倒春寒,美好心情跌至冰点。在和煦的阳光下,激灵灵的打了个冷颤,究竟萧萧说了啥,让阿毛这么怕,那我们先要从他的PCB设计开始说起。先来说下阿毛这个PCB板的生产工艺要求:板子16层,板边有高速连接器,需做压接工艺。压接孔的尺寸为0.36+/-0.05mm。表面处理为:喷锡工艺(HASL)
下图为板边的高速连接器,要做压接工艺。
喷锡工艺的介绍:喷锡也称为热风整平,通过物理作用,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。下图为工厂常用立式喷锡设备:

喷锡的优点:★ 制程成熟,有成熟的工业标准,产速高★ 可重工,无晶须,储存时间长★ 可多重装配喷锡的局限性:★ 无法满足细小焊接间距, 厚度不均一 ,并且有铅喷锡不环保,很多产品不适用★ 喷锡的厚度范围为:40-1000u”(微英寸)★ 锡厚范围比较大,容易导致焊点表面不平整,或孔径变化过大,甚至出现喷锡堵孔的不良现象PCB工厂在做喷锡工艺时,通常会下如下警示:小于0.5mm的孔都有堵孔的风险,并且喷锡板的压件孔都有孔小的风险,但是我们大部分工程师没有这个风险意识。下图为喷锡堵孔的不良表现和切片图:
压接工艺介绍:1、由弹性可变形插针或刚性插针与PCB金属化孔配合而形成的一种连接。2、在插针与金属化孔之间形成紧密的接触点,靠机械连接实现电气互连。3、为了形成紧密的配合,针脚的横截面尺寸必须大于PCB金属化孔孔径,在压接过程中,针脚横截面或金属化孔要产生变形。4、通常PCB上的压接孔的孔径公差为+/-0.05mm,甚至更严。通常PCB上的压接孔的孔径公差为+/-0.05mm,甚至更严。
优点: ★ 免焊接 ★ 过盈配合,无间隙连接 ★ 良好的抗震性 ★ 较低的压入力 ★ 电路板变形小压接过程如下图所示:
在HAL/HASL工艺中,由于锡层厚度不均匀,并且形成弓形的晶体,导致PCB上的压接孔孔径偏小,严重低于孔径公差下限,最终导致无法正常压接装配。
压接孔偏小,连接器Pin针无法正常插入,如下图所示,工厂另一个压接孔径过小,导致无法正常装配的案例。
然后再给大家说一说焊接厂的装配流程,如下图所示:
我们会发现PCBA的过程是先贴装SMD器件,再过通孔DIP波峰焊,最后再做压接器件,前面的芯片和通孔器件都贴装完成了,最后到了压接的时候装配不了,是不是功亏一篑,徒伤悲。
最后交期什么先不说了,悲催的阿毛只能赌一把运气,去找0.3mm PIN针的连接器来替换,或者……(大家还有什么好的解决方法,可以在文末说一说)一句话总结如下:有压接器件的高速PCB,最好不要做喷锡表面,建议做沉金工艺。最后问题来了:
最后阿毛只能去找0.3mmPIN针的连接器来替换,或者……大家还有什么好的解决方法?大家在设计PCB时用过喷锡的表面处理,还出过什么案例,大胆的说出你们的故事。