PIP通孔回流技术ppt-课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 足够的通孔填充程度； • 适当IMC的形成状态； • 无过量的空洞和气孔。
PIP 工艺质量要点
足够的锡膏量
不过度干扰锡膏 润湿回收
锡膏 印刷
通孔 填锡
插件
插件
回流 焊接
第二部分 PIP 技术对器件的要求
您将认识到…
• 器件引脚的要求 • 器件耐热性的要求 • 器件插装的要求 • 器件悬空的要求 • 器件可焊性的要求
尖脚确保插装容易以及 不推锡。
器件引脚长度
引脚长度是PIP关键因素 之一。 刚未伸出引脚长度（可接受）
刚伸出引脚长度（理想） 太长的引脚长度（不推荐）
引脚长度考虑
• 引脚太长会把锡膏推出太远无法润湿回位； • 额外的长度也占用了锡量（润湿外层）； • 推荐延伸长度在1~1.5mm范围； • 建议垂直度变化< 0.25mm （偏离中线）； • 供应商多以1.6和2.4mm板厚为依据； • 不同长度引脚需要不同DFM考虑！
（锡膏量和润湿性）
短引脚的使用
有商家推荐使用不伸出的短引脚…
强处： • 锡膏用量少，一次 印刷可以处理。
弱点： • 质量检验较困难； • 容易有 Flux 残留物覆盖，不利于测试 探针的使用；
引脚不能太短，必须占通孔的80%以上！
引脚的长度
• 从 - 0.5mm ~ 1.0mm 为佳； • 可以长至2.0mm（建议不超过1.5mm）
结构和尺寸要求： • 方便插装； • 只需少量锡膏； • 不干扰锡膏；
材料要求： • 容易传热润湿；
三种不同截面引脚
三种不同截面引脚
通孔内径
引脚截面
形状
所需要锡量
基准
多36%锡量需求 多62%锡量需求
引脚尖端结构
PIP的通孔设计要求和引脚之间的间隙要小，所以 引脚尖端的锥形对插件十分重要…
不良 设计
T 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
另类做法
THD 插件
良好的锡量 控制做法！
回流焊接
THD 插件
SMD 贴片
锡膏注射 翻板
手工插件 回流焊接
适用于低悬空，小 间距插件。
通孔回流技术的强点
• 单一焊接工艺和技术应用； • 使用工艺性较强的回流技术； • 较低成本 （工序、设备、质量）； • 较波峰焊更高的组装密度； • 两面布局的灵活性。
“通孔回流组装技术”讲座
第一部分： PIP 技术概述
内容大纲
第二部分： 元器件考虑
第三部分：可制造性设计
第四部分：锡膏印刷
第五部分：自动插装 第六部分： 回流焊接
第七部分： 质量考虑与故障模式
第一部分 PIP 概述
• 使用 PIP 的场合与原因 • 几种插件焊接工艺的弱点 • PIP 的工艺原理 • PIP 工艺流程 • PIP 工艺的强弱点和挑战 • PIP 的质量元素与要点
（有些器件如BGA和FPT不能布在波峰一面）
通孔回流技术的挑战
• THT器件未必适合回流工艺；
• 对DFM要求高； • 工艺较一般SMT
应用难（窗口小）；
• 焊点标准的更改 和认证；
• Flux 残留物较多。
通孔回流技术的质量元素
3外观元素： 3内部元素：
• 两端透锡程度； • 焊点轮廓和表面状态； • 无周边污染（包括焊球、桥接等）；
成本效益
选择性波峰（托盘）的相对弱点
• 托盘成本；
（生产用、工艺调整和管理成本）
• 托盘影响组装密度； • 托盘限制灵活性；
（不能随时更改）
• 托盘维护保养资源。
（清洗、检察、报废等）
选择性波峰的相对弱点
• 初期投资高；
（设备投资）
• 额外的工艺和工序；
（知识管理、设备维护等资源）
• 需要编程和调制；
波峰焊接： 预先设置热，临时调整锡量
PIP焊接： 预先设置热和锡量 最不灵活
因此PIP技术对引脚结构尺寸等控制必须严谨！
PIP 的工艺考虑
插件方向
未必填满，需要在插件入口印刷，插件时带动锡膏
渗透通孔。
必须关注：引脚截面和脚尖形状；
引脚长度。
器件引脚要求
多数器件不是为PIP工艺而设…
不适合PIP的引脚
PIP 基本工艺制程
锡膏 印刷
通孔 填锡
插件
插件
回流 焊接
通孔回流组装步骤
B 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片 回流焊接
翻板
T 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
另类做法
THD 插件
基本 做法
THD 插件
SMD 贴片
手工插件 回流焊接
简单，但工艺 不是最强！
通孔回流组装步骤
B 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
• 局部加热；
（业界对热冲击的负面影响仍存怀疑）
• 工艺速度慢。
（逐个焊点进行焊接）
手工焊接的相对弱点
• 工艺能力较回流技术差；
（手工Cpk往往不足1.0，dpmo较高）
• 工艺相对回流技术较不稳定；
（技术和人工不稳定因素，dpmo的变化较大）
• 手工效率较低；
手工在PIP技术中成本优势逐渐减少。只用在难以 回流和插装的场合。或做为补焊辅助工艺。
焊接组装技术历程
接线时代
• 查尔斯·杜卡斯 Charles Ducas 1925（印墨）
• 保罗·艾斯勒 Paul Eisler 1943 （蚀刻。1936开始初版）
SMT - 1960s 自动波峰焊 - 1970s
高密度多层板
保罗·艾斯勒
传统混装 PCBA 工艺
技术弱点： • 工艺工序多； • 3次加热处理； • 但THD越来越少
其他替代工艺
由于波峰焊接存在弱点，业界开发其他替代工艺，
包括：
• 盖板 Pallet 辅助波峰工艺；
（免去胶水工艺，使用双面回流）
• 选择性波峰工艺；
• 压接技术；
• 通孔回流工艺；
• 手工焊接或机械手焊接；
• 其他定点焊接工艺（如激光等）。
为何使用 PIP 技术 ？
• 废除波峰焊接； • 简化工序； • 减少热处理。
PIP 技术对器件的要求
源自文库
注意：多数器件不是为PIP工艺而设…
常见问题：
• 引脚结构不适合PIP技术； • 器件封装本体的耐热性不足； • 器件封装和引脚不适合自动插件； • 器件底部悬空不足。
器件封装是阻碍使用PIP技术的一个主要问题！
PIP 与其他通孔焊接比较
手工焊接： 临时调整热和锡量 最灵活
时波峰焊接工艺 的效益很低；
管理、质量和效益都不理想！
波峰工艺的相对弱点
• 工艺能力较回流技术差；
（工艺较难控制，dpmo较高）
• 工艺相对回流技术较不稳定；
（需要较多较常调整，dpmo的变化较大）
• 波峰工艺还需要多一道胶水工艺；
（包括胶水应用和固化）
• 混装工艺一般成本较高。
（直接加工费用已经高，还有返修和调整修补费）
PIP 工艺质量要点
足够的锡膏量
不过度干扰锡膏 润湿回收
锡膏 印刷
通孔 填锡
插件
插件
回流 焊接
第二部分 PIP 技术对器件的要求
您将认识到…
• 器件引脚的要求 • 器件耐热性的要求 • 器件插装的要求 • 器件悬空的要求 • 器件可焊性的要求
尖脚确保插装容易以及 不推锡。
器件引脚长度
引脚长度是PIP关键因素 之一。 刚未伸出引脚长度（可接受）
刚伸出引脚长度（理想） 太长的引脚长度（不推荐）
引脚长度考虑
• 引脚太长会把锡膏推出太远无法润湿回位； • 额外的长度也占用了锡量（润湿外层）； • 推荐延伸长度在1~1.5mm范围； • 建议垂直度变化< 0.25mm （偏离中线）； • 供应商多以1.6和2.4mm板厚为依据； • 不同长度引脚需要不同DFM考虑！
（锡膏量和润湿性）
短引脚的使用
有商家推荐使用不伸出的短引脚…
强处： • 锡膏用量少，一次 印刷可以处理。
弱点： • 质量检验较困难； • 容易有 Flux 残留物覆盖，不利于测试 探针的使用；
引脚不能太短，必须占通孔的80%以上！
引脚的长度
• 从 - 0.5mm ~ 1.0mm 为佳； • 可以长至2.0mm（建议不超过1.5mm）
结构和尺寸要求： • 方便插装； • 只需少量锡膏； • 不干扰锡膏；
材料要求： • 容易传热润湿；
三种不同截面引脚
三种不同截面引脚
通孔内径
引脚截面
形状
所需要锡量
基准
多36%锡量需求 多62%锡量需求
引脚尖端结构
PIP的通孔设计要求和引脚之间的间隙要小，所以 引脚尖端的锥形对插件十分重要…
不良 设计
T 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
另类做法
THD 插件
良好的锡量 控制做法！
回流焊接
THD 插件
SMD 贴片
锡膏注射 翻板
手工插件 回流焊接
适用于低悬空，小 间距插件。
通孔回流技术的强点
• 单一焊接工艺和技术应用； • 使用工艺性较强的回流技术； • 较低成本 （工序、设备、质量）； • 较波峰焊更高的组装密度； • 两面布局的灵活性。
“通孔回流组装技术”讲座
第一部分： PIP 技术概述
内容大纲
第二部分： 元器件考虑
第三部分：可制造性设计
第四部分：锡膏印刷
第五部分：自动插装 第六部分： 回流焊接
第七部分： 质量考虑与故障模式
第一部分 PIP 概述
• 使用 PIP 的场合与原因 • 几种插件焊接工艺的弱点 • PIP 的工艺原理 • PIP 工艺流程 • PIP 工艺的强弱点和挑战 • PIP 的质量元素与要点
（有些器件如BGA和FPT不能布在波峰一面）
通孔回流技术的挑战
• THT器件未必适合回流工艺；
• 对DFM要求高； • 工艺较一般SMT
应用难（窗口小）；
• 焊点标准的更改 和认证；
• Flux 残留物较多。
通孔回流技术的质量元素
3外观元素： 3内部元素：
• 两端透锡程度； • 焊点轮廓和表面状态； • 无周边污染（包括焊球、桥接等）；
成本效益
选择性波峰（托盘）的相对弱点
• 托盘成本；
（生产用、工艺调整和管理成本）
• 托盘影响组装密度； • 托盘限制灵活性；
（不能随时更改）
• 托盘维护保养资源。
（清洗、检察、报废等）
选择性波峰的相对弱点
• 初期投资高；
（设备投资）
• 额外的工艺和工序；
（知识管理、设备维护等资源）
• 需要编程和调制；
波峰焊接： 预先设置热，临时调整锡量
PIP焊接： 预先设置热和锡量 最不灵活
因此PIP技术对引脚结构尺寸等控制必须严谨！
PIP 的工艺考虑
插件方向
未必填满，需要在插件入口印刷，插件时带动锡膏
渗透通孔。
必须关注：引脚截面和脚尖形状；
引脚长度。
器件引脚要求
多数器件不是为PIP工艺而设…
不适合PIP的引脚
PIP 基本工艺制程
锡膏 印刷
通孔 填锡
插件
插件
回流 焊接
通孔回流组装步骤
B 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片 回流焊接
翻板
T 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
另类做法
THD 插件
基本 做法
THD 插件
SMD 贴片
手工插件 回流焊接
简单，但工艺 不是最强！
通孔回流组装步骤
B 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
• 局部加热；
（业界对热冲击的负面影响仍存怀疑）
• 工艺速度慢。
（逐个焊点进行焊接）
手工焊接的相对弱点
• 工艺能力较回流技术差；
（手工Cpk往往不足1.0，dpmo较高）
• 工艺相对回流技术较不稳定；
（技术和人工不稳定因素，dpmo的变化较大）
• 手工效率较低；
手工在PIP技术中成本优势逐渐减少。只用在难以 回流和插装的场合。或做为补焊辅助工艺。
焊接组装技术历程
接线时代
• 查尔斯·杜卡斯 Charles Ducas 1925（印墨）
• 保罗·艾斯勒 Paul Eisler 1943 （蚀刻。1936开始初版）
SMT - 1960s 自动波峰焊 - 1970s
高密度多层板
保罗·艾斯勒
传统混装 PCBA 工艺
技术弱点： • 工艺工序多； • 3次加热处理； • 但THD越来越少
其他替代工艺
由于波峰焊接存在弱点，业界开发其他替代工艺，
包括：
• 盖板 Pallet 辅助波峰工艺；
（免去胶水工艺，使用双面回流）
• 选择性波峰工艺；
• 压接技术；
• 通孔回流工艺；
• 手工焊接或机械手焊接；
• 其他定点焊接工艺（如激光等）。
为何使用 PIP 技术 ？
• 废除波峰焊接； • 简化工序； • 减少热处理。
PIP 技术对器件的要求
源自文库
注意：多数器件不是为PIP工艺而设…
常见问题：
• 引脚结构不适合PIP技术； • 器件封装本体的耐热性不足； • 器件封装和引脚不适合自动插件； • 器件底部悬空不足。
器件封装是阻碍使用PIP技术的一个主要问题！
PIP 与其他通孔焊接比较
手工焊接： 临时调整热和锡量 最灵活
时波峰焊接工艺 的效益很低；
管理、质量和效益都不理想！
波峰工艺的相对弱点
• 工艺能力较回流技术差；
（工艺较难控制，dpmo较高）
• 工艺相对回流技术较不稳定；
（需要较多较常调整，dpmo的变化较大）
• 波峰工艺还需要多一道胶水工艺；
（包括胶水应用和固化）
• 混装工艺一般成本较高。
（直接加工费用已经高，还有返修和调整修补费）