高速PCB设计的基本常识

文章摘要：● 表面绝缘电阻（SIR）测试焊膏回流焊接后，必须通过SIR测试。Motorola开发了一种比IPC/J-STD-004推荐的更严格的测试，将温度、湿度、J-STD-004电阻要求与IPC-B-25规定的梳形测试样品结合起来进行测试。带有B25梳形图的测试PWB如图7所示。NC-SMQ 230通过了IPC和Motorola公司SIR的双重测试要求。● 机械可靠性测试可靠性测试包括跌落、剪切、液-液温度冲击和加速寿命循环（ALT）测试，这些测试都在真实产品上进行（本测试是蜂窝电话）。跌落试验包括：6个机械平面的1.5米跌落在一个硬表面上；2小时垂直和水平振动；48小时热冲击（-40到+80℃）

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● 表面绝缘电阻（SIR）测试
　　焊膏回流焊接后，必须通过SIR测试。Motorola开发了一种比IPC/J-STD-004推荐的更严格的测试，将温度、湿度、J-STD-004电阻要求与IPC-B-25规定的梳形测试样品结合起来进行测试。带有B25梳形图的测试PWB如图7所示。NC-SMQ  230通过了IPC和Motorola公司SIR的双重测试要求。
● 机械可靠性测试
　　可靠性测试包括跌落、剪切、液-液温度冲击和加速寿命循环（ALT）测试，这些测试都在真实产品上进行（本测试是蜂窝电话）。跌落试验包括：6个机械平面的1.5米跌落在一个硬表面上；2小时垂直和水平振动；48小时热冲击（-40到+80℃）。该测试步骤重复3次，随后所有样品均通过百分之百的焊点开裂分析。NC-SMQ  230焊膏的测 试结果非常可嘉，与SnPb焊接工艺相比，此焊膏对焊接的焊点很少有明显开裂。
　　剪切测试是在选定的元件上完成的，样品首先要经过450个液-液温度冲击（-55到+125℃）循环。选定的用于测试的元件如图8所示，剪切测试的结果显示，NC-SMQ  230焊膏与传统SnPb的测试结果是相似的，在统计上并没有明显差别。
其它需要考虑的因素
　　在工艺开发之外，需要工艺工程师和管理人员优先考虑的其它几个无铅装联问题有：
● 缺陷
　　在大部分制造工艺里，常遇到各种缺陷，这里介绍2个重要缺陷，这些缺陷在工艺开发中经常出现，需要考虑如何解决。
　　在SnPb焊料组装工艺中，工艺无源元件的“立碑”是一个经常出现的缺陷。较高的表面张力和无铅焊料较高的熔点使“立碑”问题变得更加突出。
图9示出了“立碑”的机理。元件一边的焊膏熔化比另一边早，是造成这一缺陷的通常原因。另外PWB焊盘上过多焊膏或元件贴装不对称也是造成“立碑”的原因。在本工艺开发中，当无源PWB焊盘含有盲孔，使得“立碑”现象尤其明显。这种现象可能是由于含孔焊盘传热更快，造成焊盘上温度较低的原因造成的。
　　修改钢网开口设计，减少焊膏印刷量，可有效减轻这种缺陷问题，具体钢网开口设计如图11所示。随后的工作还显示，在低于液态温度10°C时滞留一小段时间也可以减少“立碑”现象。

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