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裝配焊接新時代—DIP元件的更優選擇

xiaoyoufengs ? 來源:CEIA電子智造 ? 2023-10-12 18:25 ? 次閱讀

隨著SoC、Chiplet等技術的迅速發展和應用,貼片封裝正在邁向“后摩爾時代”,焊接設備也由早期的回流焊一家獨大,逐漸發展到氣相焊、共晶爐、銀燒結百花齊放。

相比之下,插件封裝在近年來似乎沒有太大的進展,封裝尺寸并沒有得到優化,焊接方式仍然停留在波峰焊為主,選擇焊為輔的局面,僅在氮氣保護方面稍有發展,難以進一步優化。

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圖1 Chiplet技術

與此同時,當前電子產品也越來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)具有優勢,這種優勢體現在連接器電阻器電感器等無源器件上更是無可取代的。

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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這種局部加熱焊接技術。但有利也有弊,波峰焊存在著焊料損耗大,爐后不良率過高,焊接陰影效應等問題。

那么DIP元件的焊接有沒有更優的方案呢?

小編認為應該還是有的,終究還得是回流焊!

回流焊在焊接貼片元件時,通常能將爐后不良率很好地控制在600PPM以內(波峰焊2000 ~ 5000 PPM),并且不受陰影效應所影響。所以自20世紀90年代開始,就不斷有公司嘗試使用回流焊技術進行DIP器件的焊接,但都因為元件本體不耐高溫、回流焊爐腔隔熱效果不好等原因,僅實現了部分耐溫效果好的連接器焊接,而遲遲無法實現功率器件的焊接。

基于上述情況,金智為推出了針對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需要。

本文將深入探討通孔回流焊爐的特點,為您揭示這一卓越的焊接技術。

通孔回流焊(Through-hole Reflow Soldering)是一種使用回流焊接技術來裝配通孔元件和異型元件的焊接工藝。首先通過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。

相較于傳統波峰焊工藝,通孔回流焊具有以下優勢:

1

爐后不良率低

通孔回流焊爐后DPMO能達到400~800PPM,相較于傳統波峰焊的2000~5000PPM,不良率降低了80%以上。

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2

元器件密度高

通孔回流焊工藝可以通過減少焊盤間距,進而縮小40%的PCB板面積,提高焊盤利用率,順應電子產品小體積、高密度的發展趨勢。

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3

產品工藝性優秀

通孔回流焊延續了回流焊工藝性較好的優點,設計與回流焊要求基本一致,無需考慮陰影效應、盜錫焊盤等設計因素。降低了設計難度,提高了產品合格率。

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圖5 波峰焊工藝對PCB布局設計要求較高

5

治具設計簡單

通孔回流焊的治具無需遮擋,設計簡單通用性強,只要PCB尺寸相同即可兼容使用;而傳統波峰焊即使PCB尺寸相同,還需進行掩膜版設計,使用的治具數量通常為通孔回流焊的2~3倍。使用通孔回流焊能夠節省大量治具的費用。

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,焊接過程不會產生錫渣,無需噴涂助焊劑,并且無需使用紅膠和洗板水,生產過程綠色環保。能減少整個制造流程將近50%的輔料成本。

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圖7 通孔回流焊和其他設備輔料成本對比

總結

展望未來,隨著電子產品的功能日益豐富、性能不斷提升,DIP器件的焊接方式也將持續創新和完善。一方面,隨著環保意識的日益增強,綠色、環保的通孔回流焊工藝將成為發展趨勢。另一方面,為了滿足電子產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主流。






審核編輯:劉清

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原文標題:裝配焊接新時代——DIP元件的更優選擇

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