Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử hiện đại, PCBA cũng đang phát triển theo hướng mật độ cao và độ tin cậy cao. Mặc dù trình độ công nghệ sản xuất PCB và PCBA hiện tại đã được cải thiện rất nhiều, nhưng quy trình hàn PCB thông thường sẽ không ảnh hưởng đến khả năng sản xuất sản phẩm. Tuy nhiên, đối với các thiết bị có khoảng cách chân rất nhỏ, việc thiết kế đệm hàn PCB và đệm chặn PCB không hợp lý sẽ làm tăng độ khó của quá trình hàn SMT và tăng rủi ro về chất lượng của quá trình gia công bề mặt PCBA.

Theo quan điểm của các vấn đề về khả năng sản xuất và độ tin cậy tiềm ẩn do thiết kế không hợp lý của tấm hàn PCB và tấm chặn, có thể tránh được các vấn đề về khả năng sản xuất bằng cách tối ưu hóa thiết kế bao bì thiết bị dựa trên mức quy trình thực tế của PCB và PCBA. Thiết kế tối ưu hóa chủ yếu từ hai khía cạnh, đầu tiên, thiết kế tối ưu hóa PCB LAYOUT; Thứ hai, thiết kế tối ưu hóa kỹ thuật PCB. Thiết kế gói theo thư viện gói tiêu chuẩn IPC 7351 và tham khảo kích thước miếng đệm được khuyến nghị trong thông số kỹ thuật của thiết bị. Để thiết kế nhanh chóng, các kỹ sư Layout nên tăng kích thước của pad theo kích thước được khuyến nghị để sửa đổi thiết kế. Chiều dài và chiều rộng của miếng hàn PCB nên được tăng thêm 0.1mm, và chiều dài và chiều rộng của miếng hàn khối phải được tăng 0.1 mm trên cơ sở của miếng hàn. Quy trình hàn điện trở PCB thông thường yêu cầu mép của miếng đệm phải được bao phủ bởi 0.05mm và cầu giữa của hai miếng đệm phải lớn hơn 0.1mm. Trong giai đoạn thiết kế của kỹ thuật PCB, khi kích thước của miếng hàn không thể được tối ưu hóa và cầu hàn giữa giữa hai miếng nhỏ hơn 0.1mm, kỹ thuật PCB áp dụng phương pháp xử lý thiết kế cửa sổ tấm hàn theo nhóm. Khi khoảng cách giữa hai cạnh pad lớn hơn 0.2mm pad, theo thiết kế bao bì pad thông thường; Khi khoảng cách giữa các cạnh của hai miếng đệm nhỏ hơn 0.2mm, cần thiết kế tối ưu hóa DFM. Phương pháp thiết kế tối ưu hóa DFM rất hữu ích cho việc tối ưu hóa kích thước của các tấm đệm. Đảm bảo rằng chất hàn trong quá trình hàn có thể tạo thành lớp cản tối thiểu khi PCB được sản xuất. Khi khoảng cách mép giữa hai tấm đệm lớn hơn 0.2mm, thiết kế kỹ thuật phải được thực hiện theo các yêu cầu thông thường; Khi khoảng cách giữa các mép của hai miếng đệm nhỏ hơn 0.2mm thì cần thiết kế DFM. Phương pháp thiết kế kỹ thuật DFM bao gồm thiết kế tối ưu hóa lớp kháng hàn và cắt đồng của lớp trợ hàn. Kích thước cắt đồng phải tham khảo thông số kỹ thuật của thiết bị. Miếng đệm cắt bằng đồng phải nằm trong phạm vi kích thước của thiết kế miếng đệm được khuyến nghị và thiết kế hàn chặn PCB phải là thiết kế cửa sổ một miếng đệm, tức là cầu chặn có thể được che giữa các miếng đệm. Đảm bảo rằng trong quá trình sản xuất PCBA, có một cầu hàn chặn giữa hai tấm đệm để cách ly, để tránh các vấn đề về chất lượng bề mặt hàn và các vấn đề về độ tin cậy hiệu suất điện. Màng kháng hàn trong quá trình lắp ráp hàn có thể ngăn chặn hiệu quả kết nối ngắn cầu hàn, đối với PCB mật độ cao với các chân có khoảng cách nhỏ, nếu cầu hàn hở giữa các chân bị cô lập, nhà máy xử lý PCBA không thể đảm bảo chất lượng hàn cục bộ của sản phẩm. Đối với PCB được cách ly bằng cách hàn hở các chân có mật độ cao và khoảng cách tốt, nhà máy sản xuất PCBA hiện tại xác định rằng vật liệu đầu vào của PCB bị lỗi và không cho phép sản xuất trực tuyến. Để tránh rủi ro về chất lượng, nhà máy sản xuất PCBA sẽ không đảm bảo chất lượng hàn của sản phẩm nếu khách hàng nhất quyết đưa sản phẩm lên mạng. Dự đoán, các vấn đề về chất lượng hàn trong quá trình sản xuất của nhà máy PCBA sẽ được xử lý thông qua thương lượng.

Nghiên cứu điển hình:

Kích thước sổ thông số kỹ thuật thiết bị, khoảng cách giữa chân thiết bị: 0.65mm, chiều rộng chân: 0.2 ~ 0.4mm, chiều dài chân: 0.3 ~ 0.5mm. Kích thước của miếng hàn là 0.8 * 0.5mm, kích thước của miếng hàn là 0.9 * 0.6mm, khoảng cách giữa của miếng thiết bị là 0.65mm, khoảng cách cạnh của miếng hàn là 0.15mm, khoảng cách cạnh của miếng hàn là 0.05mm và chiều rộng của miếng hàn đơn phương được tăng thêm 0.05mm. Theo thiết kế kỹ thuật hàn thông thường, kích thước của miếng hàn đơn phương phải lớn hơn kích thước của miếng hàn 0.05mm, nếu không sẽ có nguy cơ chảy hàn bao phủ miếng hàn. Như trên hình 5, chiều rộng của đường hàn một phía là 0.05mm, đáp ứng yêu cầu của sản xuất và gia công hàn. Tuy nhiên, khoảng cách giữa các mép của hai tấm đệm chỉ 0.05mm, chưa đáp ứng yêu cầu công nghệ của cầu hàn điện trở tối thiểu. Kỹ thuật thiết kế trực tiếp thiết kế toàn bộ hàng thiết kế pin chip cho thiết kế cửa sổ tấm hàn nhóm. Tạo bảng và hoàn thiện bản vá SMT theo yêu cầu thiết kế kỹ thuật. Qua kiểm tra chức năng, tỷ lệ hỏng hóc khi hàn của chip là hơn 50%. Lại thông qua thí nghiệm chu trình nhiệt độ, cũng có thể sàng lọc hơn 5% tỷ lệ phế phẩm. Lựa chọn đầu tiên là phân tích bề ngoài của thiết bị (kính lúp 20 lần), người ta thấy rằng có xỉ thiếc và cặn hàn giữa các chân liền kề của chip. Thứ hai, việc phân tích sản phẩm hỏng hóc, phát hiện ra lỗi chập cháy chân chip. Tham khảo thư viện gói tiêu chuẩn IPC 7351, thiết kế của tấm đệm trợ giúp là 1.2mm * 0.3mm, thiết kế của tấm đệm khối là 1.3 * 0.4mm và khoảng cách trung tâm giữa các tấm lót liền kề là 0.65mm. Qua thiết kế trên, kích thước đường hàn một bên 0.05mm đáp ứng yêu cầu của công nghệ gia công PCB, và kích thước khoảng cách mép hàn liền kề 0.25mm đáp ứng yêu cầu của công nghệ hàn cầu. Tăng cường thiết kế dự phòng của cầu hàn có thể làm giảm đáng kể rủi ro về chất lượng hàn, để nâng cao độ tin cậy của sản phẩm. Chiều rộng của miếng hàn phụ được cắt đồng, và kích thước của miếng hàn điện trở được điều chỉnh. Đảm bảo rằng mép giữa hai miếng đệm của thiết bị lớn hơn 0.2mm và mép giữa hai miếng đệm của thiết bị lớn hơn 0.1mm. Chiều dài miếng đệm của hai miếng đệm không đổi. Nó có thể đáp ứng yêu cầu về khả năng sản xuất của thiết kế cửa sổ tấm đơn hàn kháng PCB. Theo quan điểm của các miếng đệm được đề cập ở trên, thiết kế miếng đệm và hàn điện trở được tối ưu hóa bởi sơ đồ trên. Khoảng cách mép của các miếng đệm liền kề lớn hơn 0.2mm và khoảng cách mép của miếng hàn điện trở lớn hơn 0.1mm, có thể đáp ứng các yêu cầu của quy trình sản xuất cầu hàn điện trở. Sau khi tối ưu hóa thiết kế khả năng chống hàn từ thiết kế PCB LAYOUT và thiết kế kỹ thuật PCB, hãy tổ chức cung cấp cùng một số lượng PCB và hoàn thành sản xuất lắp đặt theo cùng một quy trình.