Технология PCB - Причины и способы обработки сварных отверстий PCB

Сварка PCB - это процесс закрепления электронных элементов на монтажной плате с помощью технологии сварки. Этот процесс включает в себя соединение элементов с медной фольгой на монтажной плате через нагретые точки сварки для достижения электрического соединения и механической фиксации. Сварка PCB является одним из незаменимых процессов в производстве электронных устройств и электронных изделий, что напрямую влияет на качество и производительность всей платы.

Пористость обычно является проблемой, связанной с сварным соединением pcb. В частности, при использовании пасты обратного тока с технологией PCB большинство больших пористостей (> 00005 дюйма / 0,01 мм) в случае керамических чипов без проводов расположены между точками сварки LCCC и точками сварки печатных плат. В то же время в угловых швах вблизи замка LCCC есть только несколько небольших отверстий. Наличие пористости может повлиять на механические свойства сварных соединений и повредить прочность, растягиваемость и усталостный срок службы соединений. Это связано с тем, что рост пористости будет сочетаться с расширяющимися трещинами и вызывать усталость. Пористость также увеличивает напряжение и ковариацию припоя, что также является причиной повреждения. Шанхайский завод по обработке чипов SMT отметил, что кроме того, сварочный материал сжимается во время затвердевания, расслоение выхлопных газов и сварочный агент, прикрепленный к отверстию для электропокрытия, также являются причинами пористости.

В процессе сварки PCB механизм образования пористости более сложен. Как правило, пористость возникает в результате сброса флюса, прикрепленного к сварному материалу в многослойной конструкции в процессе обратного тока (2, 13). Формирование пористости в основном определяется свариваемостью металлизированной зоны и изменяется с уменьшением активности флюса, увеличением нагрузки порошкового металла и увеличением площади покрытия под разъемом.

Уменьшение размера частиц припоя может только увеличить пористость. Кроме того, образование пористости связано с распределением времени между уплотнением порошка припоя и удалением оксида фиксированного металла. Чем раньше сварочная паста собирается, тем больше образуются пустоты. Как правило, доля больших пористостей увеличивается с увеличением общей пористости. Эти направляющие факторы, приводящие к пористости, будут оказывать большее влияние на надежность сварных соединений, чем показывают результаты анализа общей пористости. Некоторые сварочные компании отмечают, что методы контроля образования пористости включают:

Повышение свариваемости элементов PCB / нижней части рубашки;

2. Использование потока с более высокой активностью потока;

3. Уменьшение окислов порошкового припоя;

4. Использование инертной нагревательной атмосферы.

5. Замедление процесса подогрева перед возвратом.

По сравнению с вышесказанным, образование пористости в компонентах BGA следует несколько иному шаблону. В целом. В компонентах BGA, использующих оловянные сварочные блоки 63, пористость образуется главным образом на стадии сборки пластины. На предварительно луженой печатной плате пористость в разъеме BGA увеличивается с увеличением летучести растворителя, состава металла и температуры обратного тока, а также с уменьшением размера частиц. Это можно объяснить вязкостью, которая определяет скорость выброса флюса.

Согласно этой модели, среда флюса с высокой вязкостью при температуре обратного тока предотвратит выброс флюса из расплавленного припоя. Таким образом, увеличение объема связываемых потоков приведет к увеличению темпов выбросов. Возможность газов, приводящих к большей пористости в компонентах BGA. Воздействие активности флюса и атмосферы обратного потока на пористость представляется незначительным без учета свариваемости фиксированной зоны металлизации. Доля больших пористостей увеличивается с увеличением общей пористости, что указывает на то, что факторы, приводящие к пористости в BGA, оказывают большее влияние на надежность сварных соединений, чем показывают результаты анализа общей пористости. Этот эффект похож на ситуацию с полыми городами в процессе SMT.

Когда паста находится в нагреваемой среде, обратный поток пасты делится на пять этапов. Во - первых, растворитель, используемый для достижения требуемой вязкости и печатных свойств шелковой сетки, начинает испаряться, и повышение температуры должно быть медленным (около 3°C в секунду), чтобы ограничить кипение и брызги и предотвратить образование мелких оловянных шариков. Кроме того, некоторые компоненты более чувствительны к внутренним напряжениям. Если внешняя температура компонентов PCB повышается слишком быстро, это может привести к повреждению.

Сварочный агент находится в активном состоянии, начинается действие химической очистки. Растворимый в воде флюс и неочищенный флюс обладают одинаковым очищающим действием, но немного отличаются температурой. Удаление оксидов металлов и некоторых загрязнителей из частиц металла и припоя, которые должны быть склеены. Хорошие металлургические сварочные соединения из олова требуют « чистых» поверхностей

Когда температура продолжает повышаться, частицы припоя сначала расплавляются отдельно, чтобы начать процесс « темной травы» сжижения и поглощения поверхностного олова. Это покрывает все возможные поверхности и начинает формировать точки сварки.

Этот этап является наиболее важным. Когда отдельные частицы припоя расплавляются полностью, они соединяются, чтобы сформировать жидкое олово. В этот момент поверхностное натяжение начинает формировать поверхность сварной ноги. Если зазор между выводом элемента и сварочным диском PCB превышает 4 мили, это, вероятно, связано с тем, что поверхностное натяжение PCB отделяет вывод от сварного диска, что приводит к открытию оловянной точки. На этапе охлаждения, если скорость охлаждения быстрая, сила оловянной точки будет немного больше, но не должна быть слишком быстрой, чтобы вызвать температурное напряжение внутри электронного элемента.