0201元件基于焊盘设计的装配缺陷

　　①使用免洗型锡膏在空气中回流焊接时，基于焊盘设计的装配缺陷如图1所示。

图1 基于焊盘设计的装配缺陷（免洗型锡膏空气中回流）

　　在此装配工艺中，18种焊盘设计中的7种设计上（BDH，BEG，BFG，BFH，CDH，CEH＆CFH）没有产生任何装配缺陷。根据锡膏印刷的难度、焊盘的形状和焊盘的尺寸，BEG和CEH焊盘是比较好的设计。
　　对于其他几种设计，因为考虑到最小的焊盘设计，相应的网板开孔尺寸也会设计较小。但较小的开孔使锡膏的传输效率不高，容易被阻塞。如果采用厚度为0.004″印刷网板，虽然会提高锡膏的传输效率，降低0201网板孔的阻塞，但在其他需要更多焊膏量的表面贴装元件位置，印刷的锡膏量会不够。
　　最大的焊盘设计有利于提高锡膏传输效率，增加锡膏量，容易获得较好的焊点形状。但是，较大的焊盘设计需要占用更大的电路板空间，降低装配密度。
　　②使用水溶性锡膏在空气中回流焊接时，基于焊盘设计的装配缺陷如图2所示。
　　在考虑元件两个方向时，使用水溶性锡膏在空气中回流，在所设计的所有焊盘上都产生了装配缺陷。在焊盘设计CEG上产生的装配缺陷最少。在焊盘CDH上0°方向未产生任何缺陷，但是在90°方向却产生了比较多的装配缺陷。焊盘设计CEG上获得的焊点形状比较好。根据CEG焊盘设计所设计的印刷钢网开孔，在试验中也没有发现有塞孔的问题。
　　③使用免洗型锡膏在氮气中回流焊接时基于焊盘设计的装配缺陷（如图3所示）。
　　当考虑元件两个方向时，使用免洗型锡膏在氮气中回流，同样，在所设计的所有焊盘上都产生了装配缺陷。在焊盘设计CEG上所产生的装配缺陷最少，获得的焊点形状较好。根据CEG焊盘设计所设计的印刷钢网开孔，印刷免洗型锡膏，在试验中也没有发现有塞孔的问题。

　图2 基于焊盘设计的装配缺陷（水溶性锡膏空气中回流）

图3 基于焊盘设计的装配缺陷（免洗型锡膏氮气中回流）

　　④焊盘宽度和装配缺陷的关系（如图4所示）。
　　首先确定对应3种装配工艺最佳的焊盘设计，然后将焊盘长度和间距固定，改变焊盘的宽度，比较在不同的焊盘上产生的装配缺陷。发现随着焊盘宽度的增加，在所有的装配工艺中装配良率也随之提高。
　　装配良率对0.012″和0.015″之间的焊盘宽度更为敏感。当焊盘宽度为0.018″时，在使用水溶型锡膏在空气中回流和使用免洗型锡膏在氮气中回流的装配工艺中产生的缺陷最少。而当焊盘宽度为0.015〃时，在使用免洗型锡膏在空气中回流的装配工艺中产生的缺陷最少。但是，由于装配数量的限制，所以严格地说，在0.015″和 0.018″的焊盘之间的缺陷水平差别不具有统计显著性。使用免洗型锡膏在空气中回流的装配工艺对焊盘宽度不敏感，而使用免洗型锡膏在氮气中回流的装配工艺对焊盘宽度变化则非常敏感。

图4 基于焊盘宽度和装配工艺类型的装配缺陷

　⑤焊盘长度和装配缺陷的关系（如图5所示）。

　　同样，首先确定对应3种装配工艺最佳的焊盘设计，然后将焊盘宽度和间距圃定，改变焊盘的长度，比较在不同的焊盘上产生的装配缺陷。对3种装配工艺而言，最佳的焊盘长度是0.012″。
　　装配良率对0.08″和0.012″之问的焊盘长度比较敏感。使用免洗型锡膏在氮气中回流的装配工艺对焊盘长度的变化最敏感。当焊盘长度为0.012″和0.016″时，在使用免洗型锡膏在空气中回流的装配工艺中未产生任何装配缺陷。

图5 基于焊盘长度和装配工艺类型的装配缺陷

　　⑥装配缺陷、焊盘间距和装配工艺类型之间的关系。
　　首先确定对应3种装配工艺最佳的焊盘设计，然后将焊盘长度和宽度固定，改变焊盘的间距，比较在不同的焊盘上产生的装配缺陷。焊盘间距指的是PCB上元件两端焊盘之间的距离，如图6所示。
　　当焊盘间距增加时，装配缺陷也随之增加。而使用免洗型锡膏在氮气中回流焊接的装配工艺对焊盘间距的变化最为敏感。但是使用免洗型锡膏在空气中回流焊接的装配工艺受焊盘间距变化的影响较小，如图7所示。

图6 s为焊盘间距　　图7 基于焊盘间距和装配工艺类型的装配缺陷

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石建军

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