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PCB线路板制造中选择性波焊的使用条件

  真没想不到,到现在还有许多的PCB线路板还在走波峰焊接(Wave Soldering)的制程,我还以为波峰炉早已经被放进了博物馆了呢!不过现在走的大部分都是选择性波峰焊接(Selective Wave Soldering)制程,而不是早期那种将整面板子泡到锡炉中的制程了。

  所谓的选择性波峰焊接还是采用原来的锡炉,所不同的是板子需要放到过锡炉载具/托盘(carrier)之中,然后将需要波峰焊接的零件露出来沾锡而已,其他的零件则用载具包覆保护起来,这有点像是在游泳池中套上救生圈一样,被救生圈覆盖住的地方就不会沾到水,换成锡炉,被载具包覆的地方自然就不会沾到锡,也就不会有重新融锡或掉件的问题。

  但并不是所有的板子都可以使用选择性波峰焊接(Selective Wave Soldering)的制程,想要使用它还是有一些设计上的限制,最主要的条件是这些被选择出来做波峰焊接的零件必须与其他不需要波峰焊接的零件有一定的距离,这样才可以制作出过锡炉载具。

  选择性波峰焊接载具及电路设计注意事项:

  当传统插件的焊脚太靠近载具的边缘时,容易因为阴影效应(shadow effect)发生焊接不全(solder insufficiency)的问题。

  载具必须要覆盖住那些不需要使用锡炉焊接的零件。

  载具破孔的边缘墙壁厚度,建议至少保留0.05”(1.27mm),以确实隔绝焊渗透进入哪些不需要使用锡炉焊接的零件。

  载具破孔的边缘距离需要锡炉焊接的零件,建议至少保留0。1”(2。54mm),以减小可能的阴影效应(shadow effect)。

  过炉面的零件高度应该要小于0。15”(3。8mm),否则过锡炉载具将无法覆盖住这些高零件。

  过锡炉载具(carrier)的材质不可以跟焊锡产生反应,还要可以承受反复的高热循环而不会变形,不易吸热,要尽量轻,有较小的热收缩性,目前比较多人使用的为铝合金材质,也有使用合成石的材质。

  其实PCB线路板在刚开始问世的时候几乎都是采用传统插件(INSERTION)作业来设计的,所有的板子都需要经过波峰锡炉(wave soldering),当时的板子也只有单面;后来SMT贴片加工发明以后,才开始有SMT贴片加工与波峰焊的混合使用出现,因为当时还有很大一部份的零件无法转变到SMT贴片加工制程,也就是说还有很多传统的插件零件,所以板子在设计的时候必须把所有的插件零件安排在同一面,然后用另一面来走波峰焊接,而走波峰焊的那一面SMT贴片加工零件必须始使用红胶来固定,免得经过波峰锡炉的时候发生零件掉落于锡炉之中,现在几乎所有的板子都已经采用两面全走SMT贴片加工的制程了,但看样子仍然有极少部份的零件无法全部由SMT贴片加工制程来取代,所以才会应运而生这种选择性波峰焊的制程。

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