雙列直插封裝(dual in-line package)也稱為DIP封裝或DIP包裝,簡稱為DIP或DIL,是一種集成電路的封裝方式。
DIP插件工藝是在SMT貼片工藝之后,是PCBA工藝中的一部分,DIP插件是指不能被機器貼裝的大尺寸元器件,而需經(jīng)過手工插件,之后再通過波峰焊進行焊接,最終產(chǎn)品成型。
DIP插件工藝大致可分為插件、波峰焊、剪腳、檢驗、測試等流程,插件是將貼片加工好的元件插入PCB板的對應(yīng)位置,為過波峰焊做準備。
隨著貼片加工設(shè)備越來越先進,PCB以及電子元件越來越小,SMT貼片加工有逐漸取代DIP插件加工的趨勢。但是,由于PCBA生產(chǎn)中一些電子元器件尺寸過大等原因,插件加工一直沒有被取代,并仍然在電子組裝加工過程扮演著重要的角色,不少電路板還是需要插件加工的,插件加工在目前電子加工行業(yè)還是十分常見。
DIP插件作為PCBA工藝中的重要環(huán)節(jié),DIP插件的質(zhì)量決定著PCBA加工品質(zhì)的好壞,所以學習了解插件孔的相關(guān)知識是十分有必要的。
插件孔分類
在做焊盤時,插件鉆孔有三種模式:Circle Drill、Oval Slot、Rectangle Slot。
在焊盤編輯器中制作鉆孔時時,可以選擇如圖1所示:
圖1 鉆孔屬性三種模式選取示意圖
Circl Drill:圓形鉆孔,如下圖1-1所示:
圖1-1 圓形鉆孔示意圖
Oval Slot:橢圓形鉆孔,如下圖1-2所示:
圖1-2 橢圓形鉆孔示意圖
Rectangle Slot: 長方形鉆孔,如下圖1-3所示:
圖1-3 長方形鉆孔示意圖
DIP插件實拍圖
LED燈插件孔
電容插件孔
二極管插件孔
連接器插件孔
芯片插件孔
在DIP(插件)實際生產(chǎn)中,經(jīng)常可以看到的,是圓形插件孔,它是目前應(yīng)用最廣泛的插件孔類型。
為什么圓形插件孔應(yīng)用最廣泛?
這主要是由生產(chǎn)設(shè)備造成的。在最開始的時候,PCB生產(chǎn)沒有實現(xiàn)工業(yè)化,也沒有PCB專用的鉆孔機,因此,制作圓形的孔,是最簡單方便的。后來,隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展與工藝進步,逐漸出現(xiàn)了可以生產(chǎn)更復(fù)雜孔的設(shè)備,并有了相配套的工藝,便出現(xiàn)了如槽孔等非圓形孔。
但是,由于圓形孔制作方便快捷(圓形PTH孔工藝已非常成熟),且與各類元器件的引腳配適性較高,所以,圓形的插件孔,仍是目前應(yīng)用最廣泛的。
** DIP (插件)生產(chǎn)時,選擇了圓形插件孔,為什么仍出現(xiàn)與元器件不配適的情況?**
那么,為什么有的朋友設(shè)計了與各類元器件的引腳配適性較高的圓形插件孔,仍會發(fā)現(xiàn)在DIP(插件)生產(chǎn)時,與元器件不配適呢?
這主要是一個目標值、設(shè)計值,還有生產(chǎn)出的實際值問題。
所謂目標值,就是想要在哪個位置,設(shè)置多大的插件孔。——這個必須首先明確,否則后續(xù)工作無法展開。
目標值的確定:
那么,應(yīng)該如何確定插件孔的位置和大小呢?這主要由需要插裝的元器件來確定。
請看下圖:
圖中的“插腳中心距d”,便確定了“所需插件孔之間的圓心距”, 即位置 ;
而“插腳大小a”和“插腳大小b”,則確定了“各個所需插件孔的大小”, 即大小 。
(注:至于插件孔,在整個線路板上的擺放位置,是由設(shè)計者的layout布局思路確定的,并沒有標準答案,此處不作探討)
如此,目標值便確定好了。但是,我們就可以開始確定設(shè)計值了嗎?
當插件孔的目標值確定之后,設(shè)計值只能說是初步確定了。為什么說是初步呢?
因為,此時還需要考慮一個公差的問題。
那么,什么是公差呢?
公差,主要由兩部分組成:
1、元器件的插腳公差。
通常情況下,這個公差考慮得較少。
一個是因為如兩個插腳的阻容等,插腳很容易彎曲,并且又很方便自行調(diào)整,所以,這一類的元器件,沒有考慮公差的必要。另一個,假如是芯片等本身就很精密的元器件,它的公差是很小的,一般可以忽略。
但是,并不是說,可以完全不用考慮,當對產(chǎn)品的精密度要求較高時,元器件本身的公差也是產(chǎn)品公差的一部分,也是會對最終產(chǎn)品造成影響的。
2、PCB的工藝制程公差。
這個,就是朋友們需要特別關(guān)注的了。
通常情況下,行業(yè)內(nèi)認為,一般PCB機械通孔,其孔位公差為3mil左右(75μm),其中,金屬化孔,其孔徑公差為3mil左右(75μm),而非金屬化孔,則為2mil左右(50μm)。
(注:此標準僅供參考,華秋標準與此相同,其他情況,請向?qū)?yīng)的PCB代工廠咨詢)
相對較精密的元器件,如芯片而言,這個公差是不算小的。假如不考慮這個問題,就可能會出現(xiàn)這樣問題——設(shè)計的插件孔為0.6mm,元器件管腳也為0.6mm,但現(xiàn)在加工過來的電路板有問題,插不進!
像這種問題,正是由于電路板在設(shè)計的時候,沒有考慮加工的公差。
那么,怎么規(guī)避這一類的問題呢?這就到了“代入公差,根據(jù)生產(chǎn)實際值,確定最終設(shè)計值”的這一步了。下面,以華秋標準為準,以常見的電容為例,制作金屬化插件孔,來給朋友們進行詳細說明。
設(shè)計值的確認:
如圖,如直接以元器件的插腳數(shù)據(jù)作為設(shè)計值,則,插件孔之間的圓心距為10mm,大小為0.5mm。
代入公差,則實際生產(chǎn)出的插件孔,其圓心距為10mm±20.075mm,即9.85~10.15mm,而大小為0.5±20.075mm,即0.35~0.65mm。
這時,如果朋友們進行手動DIP(插件),就會發(fā)現(xiàn):
當插件孔之間的圓心距<10mm時,需要使插腳略微內(nèi)彎,再進行插裝。
當插件孔<0.5mm時,插腳大小>插件孔大小,這時,就無法插件了。
所以,必須要使插件孔的大小≥0.5mm,即,插件孔大小的設(shè)計值,應(yīng)調(diào)整為0.65±0.15mm,才能確保插腳一定可以正常DIP(插件)。
注:如為類陣列的插件孔(如下圖),還需要關(guān)注整體性的配適問題,即“縱橫兩個方向,最遠插件孔的公差”,或者說,總PIN寬。以免出現(xiàn)單點公差都OK,整體公差卻NG的問題。
最后,總結(jié)一下。
如何才能避免出現(xiàn)元器件插不進去的問題呢?
一、建議使用DFM軟件自主進行設(shè)計檢查
華秋DFM是華秋電子自主研發(fā)的PCB可制造性分析軟件,它是一款免費的國產(chǎn)軟件,主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA裝配分析、優(yōu)化方向推薦、價格交期評估、供應(yīng)鏈下單、阻抗計算等工具。致力于在制造前期解決或發(fā)現(xiàn)所有可能的質(zhì)量隱患,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本,提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
二、交由工程部優(yōu)化
工程部的核心價值在于,基于開發(fā)設(shè)計的要求,如何識別要求,通過設(shè)計優(yōu)化,使生產(chǎn)更加順暢。而華秋的工程部能夠?qū)蛻舻脑O(shè)計文件進行二次優(yōu)化,助力全流程增效降本。
三、實際生產(chǎn)中的品質(zhì)保證
在進行DIP插件時,注意以下事項。
1、在插件之前,需檢查電子元器件表面是否具有油漬、油漆等不干凈物體。
2、在插件過程中,必須保障電子元器件與PCB平貼,插件完成后需保障電子元器件是平齊的狀態(tài),切勿高低不平,同時報保障插件后焊引腳不能遮擋焊盤。
3、若電子元器件上有方向指示表,需按照正確的方向進行插件,切勿隨意插件。
4、在插件時,需注意插件的力道,切勿在插件時力道過大,導(dǎo)致元器件損壞或PCB板損壞。
5、在插電子元器件時切勿插出PCB板的邊緣,需特別注意電子元器件的高度及電子元器件之間的間距。
以上,即關(guān)于插件孔的相關(guān)知識。若您有相關(guān)需求,歡迎前來華秋體驗。
我們致力于為廣大客戶提供高可靠多層板制造服務(wù),專注于 PCB 研發(fā)、制造,自有環(huán)保資質(zhì),為客戶提供高可靠性、短交期的打板體驗。2018 年,華秋斥資數(shù)億元投資建設(shè)九江 205 畝 PCB 產(chǎn)業(yè)園,形成深圳快板廠、九江量產(chǎn)廠的分工協(xié)作格局,全面實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略布局。其中,深圳 PCB 快板廠產(chǎn)能達 2 萬平方米/月,九江量產(chǎn)廠一期產(chǎn)能 10 萬平方米/月,是全球 30 萬+客戶首選的 PCB 智造平臺。
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