其實(shí)已經(jīng)不是一兩次被這樣質(zhì)疑了,我們家的RD,尤其是新進(jìn)的RD,似乎每次只要一碰到電路板組裝(Printed Circuit Board Assembly,
PCBA)上有電子零件掉落或是焊錫破裂的問題,第一個(gè)反應(yīng)就是先跑來質(zhì)疑我們SMT組裝工廠的焊錫一定有問題,而且還會(huì)很大聲的要求并希望工廠可以增加錫膏量來增加焊錫強(qiáng)度。這真的是夠了!
首先要澄清一件事,「
焊錫強(qiáng)度基本上應(yīng)該與焊接的面積成正比」,若是想增加焊錫強(qiáng)度不是一味的增加焊錫量就可以,而是要增加零件腳的焊錫面積,在PCB焊墊表面處理、焊墊大小或零件焊腳形狀不改變的原則下,僅增加錫膏量是很難增加焊錫強(qiáng)度的,深圳宏力捷之前就已經(jīng)有撰文說明過這個(gè)觀念,這里不再贅述,詳細(xì)請(qǐng)參考「
PCBA大講堂:電子零件焊接強(qiáng)度的觀念澄清」一文,而判斷焊錫焊接得好不好(吃錫吃得好不好),基本上只要拿去做切片后檢查其IMC的生長(zhǎng)分布得是否均勻就可以知道了,如果IMC沒有問題,那么再如何要求SMT工廠增加焊錫量都無濟(jì)于事。
其實(shí),已經(jīng)焊錫好的電子零件之所以會(huì)掉落或發(fā)生錫裂,其主要原因應(yīng)該可以歸結(jié)為:
【應(yīng)力(stress) > 結(jié)合力(bonding-force)】,
電子零件因?yàn)槭艿綉?yīng)力作用,然后從結(jié)合力最脆弱的地方開始依序裂開。而「焊錫強(qiáng)度」只是整個(gè)「結(jié)合力(bonding-force)」的其中一環(huán)而已。
如果想要徹底解決零件掉落的問題就必須從下面幾個(gè)面向著手改善:
? 增加PCBA的結(jié)合力。
加大焊墊/焊盤的尺寸,可以考慮更改「NSMD焊墊」為「SMD焊墊」,并在焊墊上設(shè)計(jì)via并電鍍?nèi)祝ù虻貥叮?/div>
? 增加零件對(duì)應(yīng)力的抵抗能力。
BGA封裝的四個(gè)角落是錫球最容易發(fā)生焊錫破裂處,因?yàn)槭艿降膽?yīng)力最大,BGA設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮在四個(gè)角落設(shè)計(jì)沒有功能訊號(hào)的假球(Dummy-ball),可以起到保護(hù)四個(gè)角落焊點(diǎn)的目的。
? 透過機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)降低應(yīng)力對(duì)電路板變形之影響。
可以考慮透過機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來頂住電路板容易變形的地方以減輕其彎曲量,也可以增強(qiáng)機(jī)構(gòu)的剛性以防止其變形。
這里有一個(gè)觀念深圳宏力捷必須再?gòu)?qiáng)調(diào)一次,
當(dāng)電路板(PCB)設(shè)計(jì)完成后,組裝板(PCBA)焊錫的結(jié)合力基本上也就大致固定下來了,但是應(yīng)力(Stress)卻是個(gè)可變因素,因?yàn)閼?yīng)力的來源無法完全受控,比如說產(chǎn)品震動(dòng)或是不小心摔落地面…等因素,這也說明為何明明吃錫狀態(tài)不變,但有些產(chǎn)品就是會(huì)發(fā)生零件掉落或錫裂,但有些產(chǎn)品則不會(huì),因?yàn)樗鼈兪艿搅瞬煌瑧?yīng)力的作用,當(dāng)焊錫的強(qiáng)度不足以抵抗應(yīng)力時(shí)就會(huì)發(fā)生斷裂。
正常來說,產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該要有
安全系數(shù)的觀念,深圳宏力捷個(gè)人建議安全系數(shù)至少要有1.2~1.5以上,也就是說產(chǎn)品設(shè)計(jì)所能承受的應(yīng)力一定要高于預(yù)估應(yīng)力的1.2~1.5倍以上,因?yàn)槟阌肋h(yuǎn)不知道產(chǎn)品真正使用時(shí)所承受的應(yīng)力是多少,而且電子零件使用一段時(shí)間后其焊接強(qiáng)度也會(huì)逐漸劣化變脆,降低其抵抗應(yīng)力的能力。
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