Juotostekniikat eri komponenttipaketeille PCB -kokoonpanossa
PCB -kokoonpano sisältää laajan valikoiman komponenttipaketteja, joista kukin vaatii erityisiä juotoslähestymistapoja luotettavuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Pinta-asennettavien laitteiden (SMD), reikäkomponenttien ja erikoistuneiden pakettien, kuten palloverkkoaryhmien (BGA) käsittelyjen ymmärtäminen on kriittistä vikojen minimoimiseksi ja tuotantotuotannon optimoimiseksi.
Pinta-asennettavat laitteet (SMDS): Tarkkuus sijoittamisessa ja palauttamisessa
, mukaan lukien vastukset, kondensaattorit ja integroidut piirit (ICS), hallitsevat nykyaikaisia piirilevymalleja niiden kompaktin koon ja automaation yhteensopivuuden vuoksi. Onnistunut juottaminen alkaa tarkalla sijoittamisella nouto- ja paikkakäytännöillä tai manuaalisilla pinsetteillä prototyyppejä varten. Virheellinen kohdistaminen sijoittamisen aikana voi johtaa avoimiin piireihin, shortseihin tai haudanmuutoksiin, joissa yksi terminaali nostaa tyynyn reflowin aikana.
Palautusjuote on ensisijainen menetelmä SMDS: n kiinnittämiseksi. Prosessiin sisältyy juotospastan levittäminen tyynyihin, komponenttien asettamiseen ja levyn lämmittämiseen ohjattavan lämpötilaprofiilin kautta. Tärkeimmät näkökohdat sisältävät tahna viskositeetin, kaavaimen paksuuden ja aukon suunnitteluun johdonmukaisen juotosten laskeutumisen varmistamiseksi. Hienokenttien komponentteihin laserleikkaus ruostumattomasta teräksestä valmistetut stensiilit, joissa on elektroformitettuja aukkoja, parantavat liitäntöjen vapautumistarkkuutta, vähentävät siltojen tai riittämätöntä juotetta.
Palautuksen aikana rampin ja huippulämpötilojen on kohdistettu komponenttien ja juotosseosmääritysten kanssa. Lyijytöntä juottajaa, joita nykyään yleisesti käytetään, vaativat korkeammat reflöw-lämpötilat kuin perinteiset tina-johtavaseokset, mikä lisää herkkien komponenttien lämpövaurioiden riskiä. Typen ilmakehät reflw -uuneissa minimoivat hapettumisen, parantaen kostumista ja vähentämällä tyhjentymistä nivelissä. Reflow-tarkastus automatisoidun optisen tarkastuksen (AOI) tai röntgenjärjestelmien avulla auttavat tunnistamaan vikoja, kuten päänsääntä tai väärin kohdistettu BGA-tuotteet tuotannon varhaisessa vaiheessa.
Reikäkomponentit: Lämpö- ja mekaanisten rasitusten hallinta
reikäkomponenttien, kuten liittimien, elektrolyyttisten kondensaattoreiden ja muuntajien, avulla ovat välttämättömiä sovelluksille, jotka vaativat suurta mekaanista lujuutta tai suurta virran kapasiteettia. Toisin kuin SMD: t, nämä osat asetetaan porattuihin reikiin ja juotetaan tyynyihin piirilevyn molemmille puolille. Aaltojuoto ja selektiivinen juotos ovat kaksi ensisijaista menetelmää reikäkomponenttien kiinnittämiseksi, jokaisella on selkeät edut.
Aaltojuottamiseen kuuluu piirilevy sulan juotosaallon yli, joka kostaa altistuneita johtoja ja tyynyjä. Kaljetus on kriittistä SMD: n suojaamiseksi juotosaallalta ja varmistaa johdonmukainen nivelmuodostus. Flux -levitys, esilämmityslämpötilat ja kuljettimen nopeus on optimoitava juotosten, jääpuikkojen tai kylmien nivelten estämiseksi. Sekameiteknologialevyille (yhdistämällä SMD: t ja reikäosat) selektiivinen juotos tarjoaa suuremman hallinnan käyttämällä pienoisjuotossuuttimia tiettyjen alueiden kohdistamiseksi vähentämällä vierekkäisten komponenttien lämpöjännitystä.
Manuaalinen juotos on edelleen elinkelpoinen pienen määrän tuotantoon tai uudelleenmuodostumiseen. Lämpötilan ohjaamat juotosraudat, joilla on hienot kärki, mahdollistavat tarkat lämmönkulutuksen nivelille ylikuumentamatta piirilevyä tai komponentteja. Oikean juotoslangan halkaisijan ja flux -tyypin käyttäminen varmistaa oikean kostutuksen ja minimoi kuohunmuodostuksen. Korkeasti luotettavuussovelluksissa fileen muodon, tyhjiöiden ja ylimääräisten juotosten liitosten tarkastaminen on välttämätöntä mekaanisen ja sähköisen eheyden vahvistamiseksi.
Palloverkkoon (BGA) ja hienojakin paketit: tyhjentämisen ja kohdistamisen lieventäminen haastaa
BGA: t ja muut hienosäätöpaketit, kuten siru-asteikon paketit (CSP) ja Quad-Flat NO-LEADS (QFN), aiheuttavat ainutlaatuisia haasteita pienten sävelkorkeiden ja piilotettujen juotosten nivelten takia. BGA: lla on joukko juotepalloja alaosassaan, jotka reflöivät vastaaviin tyynyihin piirilevyllä. Luotettavien yhteyksien saavuttaminen vaatii palautumisparametrien huolellista hallintaa, mukaan lukien liotusaika, reflow -lämpötila ja jäähdytysnopeus.
BGA -nivelten tyhjentäminen on yleinen kysymys, joka johtuu loukkuun jääneistä vuon tähteistä tai kaasusta palautuksen aikana. Tuhoamisen vähentämiseen sisältyy liitänformulaation optimointi, tyhjiöjäteuunien käyttäminen ilman sulamisen poistamiseksi tai alakuljetusmateriaalien toteuttaminen kokoonpanon jälkeen mekaanisen stabiilisuuden parantamiseksi. Röntgentarkastus on välttämätöntä tyhjiöiden, väärin kohdistettujen pallojen havaitsemiseksi tai paketin alla sillata, koska nämä viat ovat näkymättömiä optiseen tarkastukseen.
QFN: ien ja vastaavien pakettien osalta lämpötyynyn hallinta komponentin keskellä on ratkaisevan tärkeää. Tämä tyyny yhdistyy piirilevyn suureen kuparialueelle lämmön hajoamista varten, mutta se voi vangita ilmaa, jos sitä ei tuuleta oikein. Lämpövioiden suunnittelu PAD -alueella parantaa juotosvirtausta ja vähentää tyhjennysriskiä. Kokoonpanon aikana komponentin varmistaminen on tasainen piirilevyn suhteen ennen kuin reflow estää epätasaisen juotosjakauman, mikä voi johtaa avoimiin piireihin tai vääntymiseen lämpöpyöräilyn alla.
Erikoispakettien käsittely: Joustavuus ja sopeutumiskyky
vakiopakettien ulkopuolella, PCB-kokoonpano voi sisältää erikoistuneita komponentteja, kuten lyijykeraamisia sirujen kantoaaltoja (LCCC), muovisia LADED-siru-kantoaaltoja (PLCC) tai monikirki-moduuleja (MCM). Jokainen vaatii räätälöityjä lähestymistapoja niiden fysikaalisten ja lämpöominaisuuksien perusteella. Esimerkiksi LCCC: t, joissa on kullattuja johtavia kysyntäyhteensopivia vuontyyppejä korroosion estämiseksi, kun taas pinottujen muottien MCM: t saattavat vaatia paikallista lämmitystä pienempien kerrosten vahingoittamisen välttämiseksi uudelleensuunnittelun aikana.
Joustavuus työkalujen ja prosessiparametrien suhteen on välttämätöntä, kun työskentelet erilaisten pakettien kanssa. Säädettävät suuttimen koot selektiivisissä juotosjärjestelmissä, räätälöityjä kaavaimia liitähteisiin ja modulaarisiin kiinnikkeisiin mahtuu vaihtelevia komponenttien korkeuksia ja jalanjälkiä. Harjoittelijat tunnistamaan pakettikohtaiset viat, kuten nostetut johdot PLCC: issä tai BGA: n säröillä juotospalloilla, varmistaa nopean korjaavat toimenpiteet tuotannon aikana.
Hallitsemalla nämä tekniikat-SMD-sijoituksesta BGA-tarkastukseen-valmistajat voivat puuttua nykyaikaisen piirilevykokoonpanon monimutkaisuuksiin, toimittamalla korkealaatuisia tuotteita toimialoilla kulutuselektroniikasta ilmailu- ja avaruuteen.
