为何PCB做个喷锡的表面处理，板子就短路了
发布时间：2023-06-21 09:19
37000Cm威尼斯高速先生成员：王辉东
端午的脚步越来越近了，
在伟伟的记忆深处，
端午节是奶奶深夜一针一线，
缝制的红彩香包。
是爷爷点在她和弟弟额头上的雄黄酒。
是妈妈包的糯米棕子和绑在手上的五色线。
是爸爸悬挂在门头上的艾草
还有煮锅里的咸鸭蛋和红独蒜。
伟伟说想家了，
把这个单交了客户就回家，
回家过端午。
于是这几天她天天盯着这个板的生产进度，
她说她要做客户优秀的业务员，
站在客户这一边，为客户着想，有困难第一时间要帮忙客户分担。
客户的产品是做电力方面的，为了焊接的可靠性，客户PCB做的表面处理是无铅喷锡。
客户要求过孔是做塞孔，部分过孔没有开窗，但是板内还有一部分过孔做了双面开窗设计。
客户的下单要求如下，过孔塞孔：
Gerber内孔径0.3mm 0.4mm 0.5mm的过孔是双面开窗。
工程评估时，工程师看到制作说明与实际gerber文件相矛盾，双面开窗不能做阻焊塞孔。
我们的MI工程师发出了工程确认来确认此事，当时客户回复，考虑电力板子上有散热的处理，按原文件双面开窗加工处理。
板子在伟伟的期盼中很快交到PCBA工厂
PCBA工厂赶紧按排上了线。
但是IQC就发现了问题。
并且是一个天大的问题。
咦，板子上怎么有锡珠呢。
过孔藏了锡珠。
在PCB上，Via孔是一个关键组件，它们是用来在多层PCB之间建立电气连接的。如里过孔藏了锡。可能会导致电气性能问题，当锡珠形成并接触到相邻的电路元件时，会导致短路或其他不稳定的电气性能。
过多的锡珠可能会影响PCB的散热性能。由于焊锡的热导率通常低于PCB基材，锡珠的存在可能导致局部热点，从而影响组件的寿命和性能。
在PCBA焊接时，锡珠在回流炉受热膨胀，有可能锡珠会弹射出来，落在元器件的引脚上，导致短路。
下面的这个锡珠就有导致器件短路的风险。
IQC把这个问题和客户说了，伟伟带DFM工程师第一时间去了现场，和客户现场做了技术沟通。
DFM工程师说，我们先聊聊无铅喷锡的工艺：
喷锡又称热风整平,是将印制板浸入熔融的焊料中,再通过热风将印制板的表 面及金属化孔内的多余焊料吹掉,从而得到一个平滑、光亮的焊料涂覆层。受锡焊料流动性及热风整平过程中焊盘表面张力的影响，其锡面平整度相对较差.
流程：
前处理→无铅喷锡→测试→成型→外观检查
工艺原理：
将PCB板直接浸入熔融状态的锡浆中，经过热风整平后，在PCB铜面形成一层致密的锡层,锡层厚度在1um~40um之间，表面结构致密；硬度较大，不易刮花.但锡厚范围比较大，细密间距的器件（pitch间距在0.8mm以下的BGA和QFN）不建议用喷锡工艺。
喷锡在生产过程中只有纯锡与flux，表面容易清洗，正常温度下可以保存一年，且在焊接过程中不易出现表面变色的问题。
喷锡板不藏锡珠的最小成品孔径尺寸为：0.50mm及以上。
和客户现场沟通以后，0.5mm以下的过孔油墨塞孔，散热孔做到0.5mm以上双面开窗。
此样板已生产，只能PCBA工厂通过人工修正，克服生产，下批量产复投更改过孔加工工艺。
结尾：
板子顺利上线，并且在端午节前顺利交付给客户。
客户测试通过，并且@伟伟说你就是我们最坚强的后盾和依靠。
伟伟说现在我现在要回家，只做我爹的小棉袄。
