เทคนิคการบัดกรีสำหรับส่วนประกอบที่บรรจุในชุด PCB ที่แตกต่างกัน

เทคนิคการบัดกรีสำหรับแพ็คเกจส่วนประกอบที่แตกต่างกันในชุดประกอบ PCB

แอสเซมบลี PCB เกี่ยวข้องกับแพ็คเกจส่วนประกอบที่หลากหลายแต่ละชุดต้องการวิธีการบัดกรีเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่ามีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ การทำความเข้าใจความแตกต่างของการจัดการอุปกรณ์ติดตั้งพื้นผิว (SMDS) ส่วนประกอบผ่านรูและแพ็คเกจพิเศษเช่นอาร์เรย์กริดบอล (BGAs) เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการลดข้อบกพร่องและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้เหมาะสม

อุปกรณ์พื้นผิว (SMDS): ความแม่นยำในการจัดวางและ reflow
SMDs รวมถึงตัวต้านทานตัวเก็บประจุและวงจรรวม (ICS) ครองการออกแบบ PCB ที่ทันสมัยเนื่องจากขนาดขนาดกะทัดรัดและความเข้ากันได้ของระบบอัตโนมัติ การบัดกรีที่ประสบความสำเร็จเริ่มต้นด้วยการจัดวางที่แม่นยำโดยใช้เครื่องเลือกและสถานที่หรือแหนบด้วยตนเองสำหรับต้นแบบ การเยื้องศูนย์ในระหว่างการจัดวางสามารถนำไปสู่วงจรเปิดกางเกงขาสั้นหรือหลุมฝังศพที่เทอร์มินัลหนึ่งตัวยกแผ่นระหว่างการรีฟลิ่ง

การบัดกรี Reflow เป็นวิธีหลักสำหรับการติด SMDS กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้บัดกรีวางกับแผ่นรองวางส่วนประกอบและให้ความร้อนกับบอร์ดผ่านโปรไฟล์อุณหภูมิที่ควบคุมได้ ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่ ความหนืดวางความหนาของลายฉลุและการออกแบบรูรับแสงเพื่อให้แน่ใจว่าการสะสมของการประสานที่สอดคล้องกัน สำหรับส่วนประกอบที่ดีปูนสแตนเลสสตีลเลเซอร์ตัดด้วยรูรับแสงไฟฟ้าช่วยเพิ่มความแม่นยำในการปล่อยวางลดการลดการเชื่อมหรือการประสานที่ไม่เพียงพอ

ในระหว่างการรีมอนอัตราทางลาดและอุณหภูมิสูงสุดจะต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดส่วนประกอบและการประสานโลหะผสม ทหารที่ปราศจากตะกั่วซึ่งใช้กันทั่วไปในปัจจุบันต้องการอุณหภูมิรีดกลับสูงกว่าโลหะผสมดีบุกแบบดั้งเดิมซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อน บรรยากาศไนโตรเจนในเตารีว์รีว์ลดการเกิดออกซิเดชันช่วยเพิ่มการทำให้เปียกและลดช่องว่างในข้อต่อ การตรวจสอบหลังการไหลเวียนโดยใช้การตรวจสอบออพติคอลอัตโนมัติ (AOI) หรือระบบเอ็กซเรย์ช่วยระบุข้อบกพร่องเช่นการสูบฉีดหัวหรือ BGA ที่ไม่ถูกต้องในช่วงต้นของการผลิต

ส่วนประกอบผ่านหลุม: การจัดการความร้อนและความเครียดเชิงกล
ผ่านส่วนประกอบของหลุมเช่นตัวเชื่อมต่อตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์และหม้อแปลงยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงเชิงกลสูงหรือความสามารถในปัจจุบันสูง ไม่เหมือนกับ SMDS ชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกแทรกเข้าไปในรูเจาะและบัดกรีกับแผ่นรองทั้งสองด้านของ PCB การบัดกรีของคลื่นและการบัดกรีแบบเลือกเป็นสองวิธีหลักสำหรับการแนบส่วนประกอบผ่านรูแต่ละส่วนมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกัน

การบัดกรีของคลื่นเกี่ยวข้องกับการส่ง PCB ผ่านคลื่นประสานที่หลอมเหลวซึ่งจะนำไปสู่การเปิดและแผ่นรอง การติดตั้งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปกป้อง SMDS จากคลื่นประสานและตรวจสอบให้แน่ใจว่าการก่อตัวของข้อต่อที่สอดคล้องกัน แอปพลิเคชั่นฟลักซ์อุณหภูมิอุ่นและความเร็วลำเลียงจะต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อป้องกันการกระเซ็นของบัดกรีไอศิลซี่หรือข้อต่อเย็น สำหรับบอร์ดเทคโนโลยีผสม (การรวม SMDS และชิ้นส่วนผ่านหลุม) การเลือกบัดกรีให้การควบคุมมากขึ้นโดยใช้หัวฉีดบัดกรีขนาดเล็กเพื่อกำหนดเป้าหมายพื้นที่เฉพาะลดความเครียดจากความร้อนบนส่วนประกอบที่อยู่ติดกัน

การบัดกรีด้วยตนเองยังคงเป็นไปได้สำหรับการผลิตหรือทำงานซ้ำในปริมาณต่ำ เตารีดบัดกรีที่ควบคุมอุณหภูมิด้วยเคล็ดลับการปรับให้สามารถส่งความร้อนได้อย่างแม่นยำไปยังข้อต่อโดยไม่ต้องร้อนเกินไป PCB หรือส่วนประกอบ การใช้เส้นผ่านศูนย์กลางลวดบัดกรีที่ถูกต้องและประเภทฟลักซ์ทำให้มั่นใจได้ว่าการเปียกที่เหมาะสม สำหรับการใช้งานที่น่าเชื่อถือสูงการตรวจสอบข้อต่อสำหรับรูปร่างเนื้อช่องว่างและการประสานส่วนเกินเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อยืนยันความสมบูรณ์ทางกลและไฟฟ้า

อาร์เรย์กริดบอล (BGAs) และแพ็คเกจที่ละเอียด: การบรรเทาโมฆะและการจัดตำแหน่งท้าทาย
BGAs และแพ็คเกจชั้นดีอื่น ๆ เช่นแพ็คเกจชิปขนาด (CSPS) BGAS มีอาร์เรย์ของลูกบอลประสานที่ด้านล่างซึ่งจะรีดลงบนแผ่นรองที่สอดคล้องกันบน PCB การบรรลุการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้นั้นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์การรีมอนอย่างพิถีพิถันรวมถึงเวลาแช่อุณหภูมิรีดคืนและอัตราการระบายความร้อน

การเป็นโมฆะในข้อต่อ BGA เป็นปัญหาทั่วไปที่เกิดจากการตกค้างฟลักซ์ที่ติดอยู่หรือ outgassing ในระหว่างการรีมอน การลดโมฆะเกี่ยวข้องกับการปรับแต่งสูตรการวางให้เหมาะสมโดยใช้เตาอบรีดส์สูญญากาศเพื่อกำจัดอากาศในระหว่างการหลอมละลายหรือการใช้วัสดุที่ไม่ได้เติมเต็มหลังการประกอบเพื่อเพิ่มเสถียรภาพทางกล การตรวจสอบรังสีเอกซ์นั้นขาดไม่ได้สำหรับการตรวจจับช่องว่างลูกบอลที่ไม่ตรงแนวหรือเชื่อมโยงใต้แพ็คเกจเนื่องจากข้อบกพร่องเหล่านี้มองไม่เห็นการตรวจสอบด้วยแสง

สำหรับ QFNs และแพ็คเกจที่คล้ายกันการจัดการแผ่นความร้อนที่อยู่ตรงกลางของส่วนประกอบมีความสำคัญ แผ่นนี้เชื่อมต่อกับพื้นที่ทองแดงขนาดใหญ่บน PCB สำหรับการกระจายความร้อน แต่สามารถดักจับอากาศได้หากไม่ได้ช่องระบายอากาศอย่างเหมาะสม การออกแบบ Vias ความร้อนในพื้นที่แผ่นช่วยเพิ่มการไหลของการประสานและลดความเสี่ยงของการโมฆะ ในระหว่างการชุมนุมเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบนั้นแบนกับ PCB ก่อนที่จะ reflow ช่วยป้องกันการกระจายการประสานที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งอาจนำไปสู่วงจรเปิดหรือแปรปรวนภายใต้การปั่นจักรยานความร้อน

การจัดการแพ็คเกจพิเศษ: ความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับตัว
นอกเหนือจากแพ็คเกจมาตรฐานการประกอบ PCB อาจเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบพิเศษเช่นผู้ให้บริการชิปเซรามิก (LCCCs), ผู้ให้บริการชิปพลาสติก (PLCCs) หรือโมดูลหลายชิป (MCMS) แต่ละคนต้องการวิธีการที่ปรับแต่งตามคุณสมบัติทางกายภาพและความร้อน ตัวอย่างเช่น LCCCs ที่มีสารตะกั่วที่ชุบทองคำมีความต้องการฟลักซ์ที่เข้ากันได้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนในขณะที่ MCM ที่มีการตายแบบซ้อนอาจต้องใช้ความร้อนในท้องถิ่นเพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายเลเยอร์ที่ต่ำกว่าระหว่างการทำใหม่

ความยืดหยุ่นในการใช้เครื่องมือและพารามิเตอร์กระบวนการเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อทำงานกับแพ็คเกจที่หลากหลาย ขนาดหัวฉีดที่ปรับได้ในระบบบัดกรีแบบเลือกลายฉลุแบบกำหนดเองสำหรับแอปพลิเคชันวางและการติดตั้งแบบแยกส่วนรองรับความสูงและรอยเท้าที่แตกต่างกัน ผู้ประกอบการฝึกอบรมเพื่อรับรู้ข้อบกพร่องเฉพาะของแพ็คเกจเช่นการยกโอกาสในการยกของ PLCCs หรือบอลประสานร้าวบน BGAs ทำให้มั่นใจได้ว่าการดำเนินการแก้ไขอย่างรวดเร็วในระหว่างการผลิต

โดยการเรียนรู้เทคนิคเหล่านี้-จากตำแหน่ง SMD ไปจนถึงการตรวจสอบ BGA-ผู้ผลิตสามารถจัดการกับความซับซ้อนของการประกอบ PCB ที่ทันสมัยส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงในอุตสาหกรรมตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคไปจนถึงการบินและอวกาศ