PCB Tecnico - Analisi dei difetti di saldatura del circuito stampato PCB

1 Introduzione

La saldatura è in realtà un processo di trattamento chimico. Un circuito stampato (PCB) è un supporto per elementi di circuito e dispositivi nei prodotti elettronici e fornisce connessioni elettriche tra elementi di circuito e dispositivi. Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica, la densità del PCB sta diventando sempre più alta e ci sono sempre più strati. A volte tutti i disegni possono essere corretti (come il circuito stampato non è danneggiato, il design del circuito stampato è perfetto, ecc.), ma a causa dei problemi nel processo di saldatura, che portano a difetti di saldatura e deterioramento della qualità della saldatura, che influisce sul tasso di passaggio del circuito stampato, che a sua volta porta alla qualità inaffidabile di tutta la macchina. Pertanto, è necessario analizzare i fattori che influenzano la qualità di saldatura del circuito stampato, analizzare le ragioni dei difetti di saldatura e migliorare la qualità di saldatura dell'intero circuito stampato.

2. Motivi per difetti di saldatura

2.1 La progettazione PCB influisce sulla qualità della saldatura

Nel layout, quando la dimensione del PCB è troppo grande, anche se la saldatura è più facile da controllare, le linee stampate sono lunghe, l'impedenza aumenta, la capacità anti-rumore è ridotta e il costo aumenta; Interferenza, come interferenza elettromagnetica dei circuiti stampati. Pertanto, il design della scheda PCB deve essere ottimizzato:

(1) abbreviare la connessione tra componenti ad alta frequenza e ridurre l'interferenza EMI.

(2) I componenti con peso pesante (come più di 20g) dovrebbero essere fissati con le staffe e quindi saldati. (3) Il problema di dissipazione del calore dovrebbe essere considerato per gli elementi riscaldanti per prevenire difetti e rilavorazioni causati da grande ΔT sulla superficie dell'elemento e l'elemento termico dovrebbe essere lontano dalla fonte di calore. (4) La disposizione dei componenti è il più parallelo possibile, che non è solo bello ma anche facile da saldare ed è adatto per la produzione di massa. Il circuito stampato è progettato meglio come un rettangolo 4:3. Non modificare la larghezza del filo per evitare discontinuità di cablaggio. Quando il circuito stampato viene riscaldato a lungo, il foglio di rame è facile da espandere e cadere. Pertanto, evitare di utilizzare fogli di rame di grande area.

2.2 La saldabilità dei fori del circuito stampato influisce sulla qualità della saldatura

La scarsa saldabilità dei fori del circuito stampato comporterà falsi difetti di saldatura, che influenzeranno i parametri dei componenti nel circuito, con conseguente conduzione instabile dei componenti della scheda multistrato e dei cavi interni, causando l'intero circuito a guasti. La cosiddetta saldabilità è la proprietà che la superficie metallica è bagnata dalla saldatura fusa, cioè si forma un film di adesione liscia continua relativamente uniforme sulla superficie metallica in cui si trova la saldatura. I principali fattori che influenzano la saldabilità dei circuiti stampati sono:

(1) La composizione della saldatura e la natura della saldatura. La saldatura è una parte importante del processo di trattamento chimico della saldatura. È composto da materiali chimici contenenti flusso. I metalli eutettici a bassa fusione comunemente usati sono Sn-Pb o Sn-Pb-Ag. Il contenuto di impurità deve essere controllato con una certa proporzione per evitare che gli ossidi generati dalle impurità siano dissolti dal flusso. La funzione del flusso è quella di aiutare la saldatura bagnando la superficie del circuito da saldare trasferendo calore e rimuovendo la ruggine. Sono generalmente utilizzati solventi a colofonia bianca e isopropanolo.

(2) La temperatura di saldatura e la pulizia della superficie della piastra metallica influenzeranno anche la saldabilità. Se la temperatura è troppo alta, la velocità di diffusione della saldatura aumenterà. In questo momento, avrà un'alta attività, che causerà l'ossidazione rapida del circuito stampato e della superficie fusa della saldatura, con conseguente difetti di saldatura. La contaminazione sulla superficie del circuito stampato influenzerà anche la saldabilità e causerà difetti. Questi difetti Compresi perle di latta, palline di latta, circuiti aperti, scarsa lucentezza, ecc.

2.3 Difetti di saldatura causati da deformazione

PCB e componenti deformano durante il processo di saldatura e difetti come saldatura virtuale e cortocircuito a causa della deformazione dello sforzo. La deformazione è spesso causata dallo squilibrio di temperatura delle parti superiori e inferiori del PCB. Per i PCB di grandi dimensioni, si verificherà anche deformazioni a causa della caduta del proprio peso della scheda. I dispositivi PBGA ordinari sono a circa 0,5 mm di distanza dal circuito stampato. Se il dispositivo sul circuito stampato è grande, i giunti di saldatura saranno sotto stress per lungo tempo mentre il circuito si raffredda e ritorna alla forma normale. Se il dispositivo viene sollevato di 0,1 mm, sarà sufficiente causare una saldatura virtuale per aprire il circuito.

Mentre il PCB si deforma, i componenti stessi possono anche deformarsi e i giunti di saldatura situati al centro dei componenti vengono sollevati lontano dal PCB, con conseguente saldatura vuota. Questa situazione si verifica spesso quando viene utilizzato solo flusso e non viene utilizzata pasta di saldatura per riempire il vuoto. Quando si utilizza la pasta di saldatura, a causa della deformazione, la pasta di saldatura e la sfera di saldatura sono collegati insieme per formare un difetto di cortocircuito. Un altro motivo del cortocircuito è la delaminazione del substrato componente durante il processo di riflusso. Questo difetto è caratterizzato dalla formazione di bolle sotto il dispositivo a causa dell'espansione interna. Sotto ispezione a raggi X, si può vedere che il cortocircuito della saldatura è spesso nel mezzo del dispositivo.

3. Osservazioni conclusive

In sintesi, ottimizzando il design del PCB, utilizzando una saldatura eccellente per migliorare la saldabilità dei fori del circuito stampato e impedendo la deformazione per prevenire i difetti, la qualità di saldatura dell'intero circuito stampato può essere migliorata.