隨著SoC、Chiplet等技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用,貼片封裝正在邁向“后摩爾時(shí)代”,焊接設(shè)備也由早期的回流焊一家獨(dú)大,逐漸發(fā)展到氣相焊、共晶爐、銀燒結(jié)百花齊放。
相比之下,插件封裝在近年來(lái)似乎沒(méi)有太大的進(jìn)展,封裝尺寸并沒(méi)有得到優(yōu)化,焊接方式仍然停留在波峰焊為主,選擇焊為輔的局面,僅在氮?dú)獗Wo(hù)方面稍有發(fā)展,難以進(jìn)一步優(yōu)化。
圖1 Chiplet技術(shù)
與此同時(shí),當(dāng)前電子產(chǎn)品也越來(lái)越重視小型化多功能,為了提高元件密度,許多單面板和雙面板都以表面貼裝元器件(SMC/SMD)為主。
但是由于固有強(qiáng)度、可靠性和適用性等因素,在某些情況下,DIP元件仍然較貼片元件(SMC/SMD)具有優(yōu)勢(shì),這種優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在連接器、電阻器、電感器等無(wú)源器件上更是無(wú)可取代的。
圖2 插件式分立器件
在這種情況下,這些DIP元件因封裝耐溫等原因,為了避免元件主體遭受高溫影響,只能采用波峰焊技術(shù)這種局部加熱焊接技術(shù)。但有利也有弊,波峰焊存在著焊料損耗大,爐后不良率過(guò)高,焊接陰影效應(yīng)等問(wèn)題。
那么DIP元件的焊接有沒(méi)有更優(yōu)的方案呢?
小編認(rèn)為應(yīng)該還是有的,終究還得是回流焊!
回流焊在焊接貼片元件時(shí),通常能將爐后不良率很好地控制在600PPM以內(nèi)(波峰焊2000 ~ 5000 PPM),并且不受陰影效應(yīng)所影響。所以自20世紀(jì)90年代開(kāi)始,就不斷有公司嘗試使用回流焊技術(shù)進(jìn)行DIP器件的焊接,但都因?yàn)樵倔w不耐高溫、回流焊爐腔隔熱效果不好等原因,僅實(shí)現(xiàn)了部分耐溫效果好的連接器焊接,而遲遲無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率器件的焊接。
基于上述情況,金智為推出了針對(duì)所有通孔插裝器件的專用回流焊--通孔回流焊,以便更好地滿足客戶生產(chǎn)需要。
本文將深入探討通孔回流焊爐的特點(diǎn),為您揭示這一卓越的焊接技術(shù)。
通孔回流焊(Through-hole Reflow Soldering)是一種使用回流焊接技術(shù)來(lái)裝配通孔元件和異型元件的焊接工藝。首先通過(guò)印刷或噴涂的方式在焊盤上放置錫膏,然后將元件的引腳插入通孔中,再用熱風(fēng)吹拂,使焊料熔化,最后冷卻使焊料固化,完成元件引腳與電路板之間的電氣連接。
相較于傳統(tǒng)波峰焊工藝,通孔回流焊具有以下優(yōu)勢(shì):
1
爐后不良率低
通孔回流焊爐后DPMO能達(dá)到400~800PPM,相較于傳統(tǒng)波峰焊的2000~5000PPM,不良率降低了80%以上。
2
元器件密度高
通孔回流焊工藝可以通過(guò)減少焊盤間距,進(jìn)而縮小40%的PCB板面積,提高焊盤利用率,順應(yīng)電子產(chǎn)品小體積、高密度的發(fā)展趨勢(shì)。
3
產(chǎn)品工藝性優(yōu)秀
通孔回流焊延續(xù)了回流焊工藝性較好的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)與回流焊要求基本一致,無(wú)需考慮陰影效應(yīng)、盜錫焊盤等設(shè)計(jì)因素。降低了設(shè)計(jì)難度,提高了產(chǎn)品合格率。
圖5 波峰焊工藝對(duì)PCB布局設(shè)計(jì)要求較高
5
治具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單
通孔回流焊的治具無(wú)需遮擋,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單通用性強(qiáng),只要PCB尺寸相同即可兼容使用;而傳統(tǒng)波峰焊即使PCB尺寸相同,還需進(jìn)行掩膜版設(shè)計(jì),使用的治具數(shù)量通常為通孔回流焊的2~3倍。使用通孔回流焊能夠節(jié)省大量治具的費(fèi)用。
6
輔料成本低
通孔回流焊僅需錫膏這一種輔料,相較普通波峰焊,焊接過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生錫渣,無(wú)需噴涂助焊劑,并且無(wú)需使用紅膠和洗板水,生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保。能減少整個(gè)制造流程將近50%的輔料成本。
圖7 通孔回流焊和其他設(shè)備輔料成本對(duì)比
總結(jié)
展望未來(lái),隨著電子產(chǎn)品的功能日益豐富、性能不斷提升,DIP器件的焊接方式也將持續(xù)創(chuàng)新和完善。一方面,隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng),綠色、環(huán)保的通孔回流焊工藝將成為發(fā)展趨勢(shì)。另一方面,為了滿足電子產(chǎn)品日益提高的集成度和性能要求,高精度、高效率的通孔回流焊將成為市場(chǎng)主流。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:裝配焊接新時(shí)代——DIP元件的更優(yōu)選擇
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