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激光焊錫工藝對PCBA的設計要求有哪些？2024-04-03

設計決定質量。將激光焊接工藝方法與PCBA的可製造性相結合的“一體化”理念，為高質量製造提供了先決條件和固有的工藝能力。
 
PCBA的可製造性設計決定了PCBA的焊接直通率水平，其對焊接良率的影響是先天的，很難通過現場工藝的優化來補償。
 
可製造性設計決定了生產效率和生產成本。如果PCBA的工藝設計不合理，可能需要額外的試製時間和工裝。如果解決不了，就必須要返修。這些都降低了生產效率，增加了成本。
 
一、PCBA的可製造性設計
 
印刷電路板組件（PCBA）是指安裝有電子元件，具有一定電路功能的印刷電路裝配件，如圖所示，在電子製造工廠也叫單板。
 
PCBA的可製造性設計主要解決可組裝性問題，旨在實現最短的工藝路徑、最高的焊接直通率和最低的生產成本。設計內容主要包括:工藝路徑設計、裝配麵部件布局設計、焊盤和阻焊設計(與直通率相關)、組裝熱設計，組裝可靠性設計等。
 
1、可製造的PCBA
 
PCB的可製造性設計側重於“可製造性”，包括板材選擇、壓合結構、孔環設計、阻焊設計、表麵處理和拚板設計。這些設計都與PCB的加工能力有關。由於加工方法和能力的限製，PCB的加工能力必須滿足設計的最小線寬和線距、最小孔徑、最小焊盤環寬和最小阻焊間隙，設計的疊層和壓合結構必須滿足PCB的加工工藝。因此，PCB的可製造性設計側重於滿足PCB工廠的技術能力，了解PCB的生產方法、工藝和工藝。
 
2、可組裝的PCBA
 
PCBA的可組裝設計側重於“可組裝性”，即建立穩定堅固的工藝性，實現高質量、高效率、低成本的焊接。設計內容包括包裝選擇、焊盤設計和組裝方法(或工藝路徑設計)、部件布局、鋼網設計等。所有這些設計要求都集中在更高的焊接良率、更高的製造效率和更低的製造成本上。
 
二、激光錫焊工藝
 
激光錫焊技術是用精確聚焦的激光束光點照射焊盤區域。吸收激光能量後，焊接區域迅速升溫熔化焊料，然後停止激光照射冷卻焊接區域，使焊料凝固，形成焊點。由於隻局部加熱焊接區域，整個部件的其他部分幾乎不受加熱的影響，激光照射時間通常隻有幾百毫秒。非接觸焊接對焊盤沒有機械應力影響，空間利用率較高。
 
激光焊接的適用場合是選擇性回流焊接工藝或使用錫絲連接器。如果是SMD元件，需要先塗抹錫膏，再焊接。焊接過程分為兩個步驟:首先，錫膏需要加熱，焊點也需要預熱。之後，焊接中使用的錫膏被完全熔化，焊接完全潤濕了焊盤，最終形成了焊接。激光發生器和光學聚焦元件用於焊接，能量密度高，傳熱效率高。非接觸焊接，焊料可以是錫膏或錫線，特別適合焊接狹小空間內的焊點或小焊點，功率小，節能。
 
三、激光焊接對PCBA的設計要求
 
1、PCBA自動化生產和定位設計
 
自動化生產組裝，PCB應具有符合光學定位的符號。或焊盤對比度明顯，視覺照片定位。
 
2、焊接方法決定了元器件的布局
 
每一種焊接方法對部件的布局都有自己的要求，部件的布局必須符合焊接工藝的要求。科學合理的布局可以減少不良焊點，減少工裝的使用。
 
例如，激光焊接片式元件，要求焊盤長度大於貼片元件，使其貼好後能夠露出焊盤。焊接時避免貼片元件的位移。
 
3、提高焊接直通率的設計
 
焊盤、阻焊、鋼網的匹配設計、焊盤和引腳結構決定了焊點的外觀和吸附熔融焊料的能力。合理設計安裝孔，實現75%的透錫率。

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