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无铅组装DFM设计指南


佛山市顺德区昊瑞电子科技有限公司
FOSHAN CITY SHUNDE HAORUI ELECTRON SCIENCE AND TECHNOLOGY CO,LTD



无铅组装 DFM 设计指南

PCB板材的选择
z

常用的PCB板材料:

纸基印制板 * 玻璃布基印制板 金属基印制板 陶瓷基底印制板 复合材料基印制板

环氧树脂(FR-4、FR-5) 聚四氟乙烯(PTFE)树脂 聚酰亚胺(PI)树脂 BT树脂

......

各种板材的比较

FR-4

εr
Tg

3.9 110~140

多功能环 氧 3.5 130~160

高性能环 氧 3.4 165~190

BT 2.9 175~200

PI 3.6 220~280

CE 2.8 180~260

最常用的基材为FR-4

高Tg板材的范围

温度高、需多次返工、多于20层时,宜用BT、PI、CE BT、PI、CE成本高于FR-4 PI不具有阻燃性能 W CE含氰,不利于环保

N E S

介电常数(εr )越低,传输速率越快,特性阻抗越高

各种板材的性能比较

基材性能比较
XXXP XXXPC FR-2 FR-3 G-10 G-11 FR-4 FR-5

铜板强度 弯曲强度 吸水性 阻燃性 热稳定性 介质强度 绝缘性 撞击强度 冲压强度

PCB板材的选择
PCB板材料的选择原则: z 如果PCB的层数较多,建议选用高Tg板材 原因: ? 层数较高PCB,芯板多且薄,对准度要求高,因此控制板材 尺寸变化比较关键,而高Tg板材相比于普通Tg材料,其尺寸 稳定性好,利于PCB各层之间的对位; 另外层数高的PCB,总厚度较厚,在高温过程中由于铜和基 ? 材CTE不匹配,很容易造成孔拉断,影响孔壁的电气互连可 靠性,而高Tg板材相比于普通Tg材料,在高温过程中的热膨 胀要低于普通FR-4材料,因此在高温过程中孔铜拉断及树脂 内缩的情况要远小于普通FR-4材料。

PCB板材的选择
z

?

孔厚径比≥10,选用高Tg板材 原因: 当PCB厚径比大时,孔电镀过程中药水贯穿能力会下降,工 艺难度加大,其孔壁铜厚均匀性变差,孔中间位置的铜厚较 薄,是应力集中点。相比有铅工艺,无铅焊接工艺的温度更 高,在高温焊接过程中由于铜和基材CTE不匹配,很容易造 成孔铜拉断失效。而高Tg板材相比于普通Tg材料,高温过程 中热膨胀要低于普通FR-4材料,因此孔铜拉断情况要远小于 普通FR-4材料。

无铅印制电路板表面处理清单
无铅HASL 工艺可控性 环保性 焊盘平整度 焊盘可焊性 可靠性
一般 一般 差 / /

OSP
简单 好 好 7 焊点脆性IMC 少,可靠性好

化学镍金ENIG
难 含氰废水 好 10 焊点脆性IMC 多,防止黑镍和 金脆 高 成熟 工艺控制复杂, 不稳定,易出现 批量质量问题

化学锡
简单 含硫脲废水 好 9.5 锡须问题无定 论

化学银
简单 一般 好 8 可通过迁移测 试

加工成本 技术成熟性 主要问题

中等 试用中 细密间距焊盘不 平整;厚板压接 孔不适用

低 成熟 可焊性差; ICT测试不稳 定;不适合按 键等电接触

中等 一般 目前PCB厂工 艺不稳定;锡 须无定论;对 持拿要求高

中等 一般 目前PCB厂工 艺不稳定;易 发黄、变黑, 对包装、持拿 要求高

无铅印制电路板表面处理推荐
工艺路线 优选 纯SMT 纯波峰焊 纯压接板 SMT+波峰焊或手工焊 OSP ENIG OSP ENIG* OSP 表面处理选择 次选 化学银 OSP、化学银 化学锡 OSP、化学银 化学银

对于手机板单板,建议采用OSP+ENIG的表面处理

器件布局要求
z z ?

回流焊工艺:与无铅组装工艺完全相同 波峰焊工艺: B 表贴器件同类器件的间距:
L

L

B

B

L

封装尺寸 电阻 0603 电容0603 0805 ≥1206 SOT23 WSTC3016~7343 SOP(Pitch≥1.27mm)

推荐最小间距(B/L中的最小值) (mm/mil) 1.02/40 1.27/50 1.27/50 1.52/60 1.02/40 1.27/50 1.27/50

器件布局要求
z ?

波峰焊工艺: 表贴器件不同类器件的间距:

B

B

封装尺寸 (mm/mil) 0603~1810 SOT STC3216~ 7343 SOP 插件通孔 通孔(过 孔) 测试点

0603~1810 1.52/60 1.52/60 2.54/100 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24

SOT

STC3216~ 7343

SOP

插件通孔

通孔(过 孔)

测试点

1.02/40 2.54/100 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 2.54/100 1.27/50 0.6/24 0.6/24 0.3/12 0.6/24 0.6/24 0.3/12 0.3/12 0.6/24

器件布局要求
z ?

波峰焊工艺: 插装器件的布局: 优选引脚间距pitch≥2.0mm ,焊盘边缘间距 ? ≥1.0mm的器件。在器件本体不相互干涉的前提下, 相邻器件焊盘边缘间距至少保持1.0mm:

Min 1.0mm

器件布局要求
?

插装器件的布局:
?THD每排引脚数较多时,器件布局上尽量保证引脚较多的方向平行

加工进板方向;
?当布局上有特殊要求,焊盘排列方向与进板方向垂直时,应在焊盘

设计上采取适当措施扩大工艺窗口,如异型焊盘的应用,当THD相 邻焊盘边缘间距小于1.0mm 时,也推荐采用异型焊盘或加偷锡焊 盘。 ?如果THD为多排器件,且pitch<2.54mm时,控制插件出脚长度为 0.5~1.0mm,可有效降低缺陷;

无铅标识
无铅PCBA上安排“无铅标识”的丝印。 无铅标识:无铅标志丝印放置位置要保证装配后易于识 别。

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无铅钢网设计更改

涩点
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有铅工艺中为减少立立碑和锡珠 将钢网开口内缩,并形成一定的 特殊形状;

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无铅钢网设计更改

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采用100%开口,注意避免锡珠

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www.gdrohs.cn



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