PCBA Teknoloji - SMT Solder Joint'in Fatigue Failure Mechanism Analizi

PCB toplantısı elektronik ürünlerin yoğunluğu daha yüksek ve daha yüksek olduğunda, mekanik ve elektrik bağlantısının fonksiyonu taşıyan sol bağlantıların boyutları daha küçük ve daha küçük olacak ve her sol bağlantısının başarısızlığı aygıtların ve hatta sistemlerin tüm başarısızlığına sebep olabilir. Bu yüzden, çözücülerin güveniliği elektronik ürünlerin güveniliğinin anahtarlarından biridir. Çalışmada, solder birliklerinin başarısızlığı genellikle çeşitli karmaşık faktörlerin etkileşimi yüzünden sebep olur. Farklı kullanım çevrelerinde farklı başarısızlık mekanizmaları var. Solder toplantılarının ana başarısızlığı mekanizması sıcak başarısızlığı, mekanik başarısızlığı ve elektromik başarısızlığı içeriyor.

Termal başarısızlığı genellikle sıcak döngü ve sıcak şok tarafından sebep olan yorgunluk başarısızlığıdır ve yüksek sıcaklığın yüzünden başarısızlığı de dahil edilir. Yüzeyi yükselmiş komponentler, PCB tahtası ve solder arasındaki sıcaklık genişleme koefitörünün uyumsuzluğu yüzünden, çevre sıcaklığı değiştiğinde ya da komponent kendisi ısındığında, solder ortağı komponenti ve substratı arasındaki sıcaklık genişleme koefitörünün uyumsuzluğu yüzünden sıcaklık stres üretilecek. Ve periyodik stres değişikliği, solder bölgesinin sıcaklık yorulmasına neden olacak. Ateş yorgunluk başarısızlığının ana deformasyon mekanizması çok korkunç. Ateş sıcaklığının yarısını aştığında sıcaklık önemli bir deformasyon mekanizması olur. Kalın önlü sol bölümleri için, oda sıcaklığında bile erime noktaların yarısını aştır. Bu yüzden sıcaklık sıcaklık döngüsü sıcaklık sıcaklık deformasyonu yorgunluk başarısızlığı mekanizması olur.

Sıcak döngüsüyle karşılaştırıldı, sıcak şok yüzünden yüzleştirilen başarısızlık, komponentlere farklı sıcaklık yükselmesi ve soğuk oranları ile getirilen büyük fazla stres yüzünden. Toplu döngü sırasında, komponentin her parçasının sıcaklığı tamamen uyumlu olduğunu düşünebilir. Sıcaklık, kütle, yapı ve ısınma modu gibi çeşitli faktörlerin etkisi yüzünden sıcaklık şok durumu altında, komponentin her parças ının sıcaklığı farklıdır, bu yüzden ekstra sıcaklık stresi oluşturuyor. Sıcaklık şok, kaplama bölgesinde çatlaklar yüzünden neden olan terli nokta yorgunluğu, korozyon başarısızlığı ve komponent başarısızlığı olabilir. Sıcak şok, yavaş sıcak döngüler sırasında olmayan başarısızlık formlarına da neden olabilir.

Mehanik başarısızlığı genellikle mekanik vibraciyle sebep olan mekanik şok ve mekanik yorgunluk başarısızlığı yüzünden aşırı yükleme ve etkilendirme konusunda ifade ediyor. Bastırılmış devre komponentleri sıkıştırma, titreme ya da diğer streslere uygulandığında, solder ortak başarısızlığı olabilir. Bastırılmış devre komponentleri sıkıştırma, titreme ya da diğer streslere uygulandığında, solder ortak başarısızlığı olabilir. Genelde, daha küçük ve daha küçük çözücü birlikler toplantıdaki en zayıf ilişimdir. Ancak, bu komponentleri PCB'ye yapılan fleksible yapılarla birleştirdiğinde, pinler biraz stres sarsıtabilir, bu yüzden solder bağlantıları fazla stres sağlamayacak. Ancak, pin olmayan komponentleri, özellikle büyük BGA aygıtları için birleştirdiğinde, komponentler mekanik etkisine basıldığında, düşürme ve PCB daha büyük etkilere ve sonraki ekipmanlara ve sınama süreçlerine bağlanıldığında, ve komponentlerin güçlüğü relativ güçlü olduğunda, soldağıcılar daha fazla stres daşıyacak. Özellikle de küçük boyutlarına, hafif kilo ve kolay sıçmalarına sebep oluşturulmuş taşınabilir elektronik ürünler için daha büyük ihtimalle kullanılırken çarpılıp düşeceklerdir. Geleneksel lead tin solder ile karşılaştırıldığında, soldaşının, üstünlük elastik modulleri ve diğer farklı fiziksel ve mekanik özellikleri vardır. Bu, yolsuz soldaşları mekanik etkilere karşı daha az dirençli yapar. Bu yüzden, önümüzde taşınabilir elektronik ürünlerin güveniliğine ve düşürme etkisine dikkat vermelidir. Karıştırma bölümü vibraciyle oluşturduğu tekrarlanan mekanik stres üzerinde bulunduğunda, sol bölümlerin yorulmasına sebep olacak. Bu stres yiyecek stres seviyesinden daha az olsa bile metal materyallerin yorulmasına neden olabilir. Büyük bir sürü küçük amplitüs ve yüksek frekans vibraciyon döngüsünden sonra vibraciyon yorgunluk başarısızlığı oluşacak. Her vibrasyon döngüsü sol bölümüne zarar vermesine rağmen, birçok döngüden sonra sol bölümünde çatlar oluşacak. Zaman geçtikçe çatlaklar da döngüler sayısını arttırıp yayılacak. Bu fenomen, pine olmayan komponentlerin çözülmesi için daha ciddi.

Elektrohemik başarısızlığı, bazı sıcaklık, yorumluluk ve yorumluluk voltaj şartları altında elektrokhemik reaksiyonun nedeniyle başarısızlığına bağlıdır. Elektrik kimyasal başarısızlıkların en önemli formları: yönetici ion kirlenecekleri, dendrit büyümesi, süreci anode kablo büyümesi ve tin whisker tarafından neden olan köprü. Ion kalıntıları ve su havası elektrikchemical başarısızlığının temel elementlerindir. PCB'de bırakılmış yönlendirici ion pollutanlar, solder mezunları arasında köprüğe neden olabilir. Özellikle aşağılık ortamlarda, ion kalanları metal üzerinde taşınabilir ve yüzeyleri küçük devreler oluşturabilir. Ionik pollutanlar, PCB üretim sürecinde solder pasta ve flux resimleri, atmosferde el operasyon kirlenmesi ve pollutanlar dahil olmak üzere birçok şekilde üretilebilir. Bir yöneticiden elektroliz tarafından gelen metal göçmesi yüzünden su tüfeklerinin ve aşağı ağır DC önlük voltasyonunun birleştirilmiş etkisi altında, metal dendritleri dalgalar ve fernler gibi şekillenmiş şekilde büyüyecek. Gümüş göçmesi en yaygın. Dendrit büyümesinin etkisine de bakır, kalın ve lead da hassas bir şekilde, ama gümüş dendrit büyümesinden daha yavaş. Diğer metaller gibi, bu başarısızlık mekanizması kısa devre, elektrik sızdırma ve diğer elektrik hatalarına ulaşabilir. Dendrit büyümesi özel bir durum. Yüzültücü ve birkaç yönetici yolculuğu insulator yüzeyinde metal filamentlerin büyümesini neden ediyor. Bu da yakın yönetim hatlarının kısa devrelerini neden olabilir. Küçük viskeler, PCBA'daki aygıtlar üzerinde makineler, havalık ve çevre hareketi altında büyüyen tek kristaller gibi viskelere benziyor.