PCB Chip csomag és folyamatok forrasztási módszerei és folyamatai

A forrasztás a PCB chipcsomag kritikus része. A forrasztási folyamatok különböző technikák kombinációját foglalják magukban, beleértve a fókuszált IR-t, a konvekciót és a nem fókuszált IR-t. Mindegyik módszer a csomag fokozatos felmelegítésével, majd az egész szerelvény lehűtésével jár.

Forrasztási folyamat

A forrasztás a forraszgolyók és más forraszanyagok PCB chipcsomagokhoz való csatlakoztatásának folyamata. Ez a folyamat kétféle módszerrel történik. A konvekciós módszer és az újraforrasztási eljárás. Az első típusnál egy folyadékot képező folyékony anyagot használó fűtési folyamatot alkalmaznak. Mindkét eljárásnál a csúcshőmérsékletet szabályozzák. Az újraolvasztási folyamatot azonban kellő óvatossággal kell végezni, hogy elkerülhető legyen a törékeny forrasztási kötések kialakulása.

A NYÁK-ban használt alkatrészektől függően a forrasztási folyamat lehet lágy vagy kemény. A használt forrasztópáka típusának alkalmasnak kell lennie az alkatrészek fajtájához. A folyamatot olyan NYÁK-összeszerelő és -gyártó szolgáltatónak kell elvégeznie, aki nagy tapasztalattal rendelkezik a NYÁK-ok terén, és pontosan ismeri az egyes folyamatok végrehajtásának módját.

A forrasztópadok méretei

A NYÁK chipcsomagon lévő forrasztópadok méretei kritikus fontosságúak az alkatrész optimális teljesítményének biztosítása érdekében. Ez különösen igaz a nagyfrekvenciás területen, ahol az alkatrészek elhelyezése és a forrasztási technikák nem feltétlenül olyan pontosak, mint amilyenre szükség van. Az IPC-SM-782 szabvány értékes referenciadokumentum az alkatrészek optimális elhelyezéséhez és forrasztásához. A dokumentum követelményeinek vakon történő követése azonban nem optimális nagyfrekvenciás teljesítményt vagy nagyfeszültségű problémákat eredményezhet. E problémák elkerülése érdekében a PCBA123 azt ajánlja, hogy a forrasztópadokat kicsire és egy sorban tartsák.

A betétméretek mellett más tényezők, például az alkatrészek elhelyezése és igazítása is fontos. A nem megfelelően méretezett pads használata elektromos problémákat okozhat, valamint korlátozhatja a kártya gyárthatóságát. Ezért fontos, hogy kövesse az iparág által ajánlott NYÁK-lapkaméreteket és -formákat.

Fluxing

A folyósítás a forrasztási folyamat fontos eleme. Eltávolítja a fémes szennyeződéseket és az oxidokat a forrasztási felületről, hogy tiszta felületet biztosítson a magas minőségű forrasztási kötésekhez. A fluxusmaradványokat egy utolsó tisztítási lépésben távolítják el, amely a felhasznált fluxus típusától függ.

A forrasztási folyamathoz számos különböző folyasztószer használható. Ezek a gyantától a gyantaalapúig terjednek. Mindegyik más-más célt szolgál, és aktivitási szint szerint kategorizálják őket. A folyasztóoldat aktivitási szintjét általában L (alacsony aktivitású vagy halogénmentes) vagy M (közepes aktivitású, 0-2% halogéntartalmú), illetve H (magas aktivitású, legfeljebb 3% halogéntartalmú) jelöléssel szokták feltüntetni.

Az egyik leggyakoribb hiba a chip közepén lévő forraszgömbök. Ennek a problémának a megoldása gyakran a stencil kialakításának módosítása. Más módszerek közé tartozik a nitrogén használata a forrasztási folyamat során. Ez megakadályozza a forraszanyag elpárolgását, így a paszta kiváló kötést képezhet. Végül egy mosási lépés segít eltávolítani a szemcséket és a vegyszermaradványokat a lapról.

Ellenőrzés

A PCB chipcsomagok vizsgálatához többféle vizsgálati eszköz használható. Ezek közül néhány közé tartozik az áramkörön belüli tesztelés, amely a NYÁK különböző vizsgálati pontjaihoz csatlakozó szondákat használ. Ezek a szondák képesek felismerni a rossz forrasztást vagy az alkatrészhibákat. Feszültségszinteket és ellenállást is mérhetnek.

A helytelen forrasztás problémákat okozhat a NYÁK áramköreiben. Nyitott áramkörök akkor keletkeznek, ha a forraszanyag nem éri el megfelelően a csatlakozóbetéteket, vagy ha a forraszanyag felmászik az alkatrész felületére. Ilyenkor a csatlakozások nem lesznek teljesek, és az alkatrészek nem fognak megfelelően működni. Gyakran ez elkerülhető a furatok gondos tisztításával és annak biztosításával, hogy az olvadt forraszanyag egyenletesen fedje a vezetékeket. Ellenkező esetben a felesleges vagy hiányos forraszanyag-borítás a kivezetések harmatosodását vagy nem nedvesedését okozhatja. A nedvesedés megelőzése érdekében használjon kiváló minőségű forraszanyagot és minőségi szerelőberendezést.

A nyomtatott áramköri lapok hibáinak felderítésére egy másik gyakori módszer az automatizált optikai ellenőrzés (AOI). Ez a technológia kamerákat használ a NYÁK-ról HD-felvételek készítésére. Ezután ezeket a képeket összehasonlítja előre beprogramozott paraméterekkel, hogy azonosítsa az alkatrészek hibás állapotát. Ha bármilyen hibát észlel, a gép ennek megfelelően megjelöli azt. Az AOI berendezések általában felhasználóbarátok, egyszerű műveletekkel és programozással. Az AOI azonban nem feltétlenül hasznos szerkezeti vizsgálatokhoz vagy nagyszámú alkatrészből álló NYÁK-ok esetében.

Helyreigazítás

Az elektronikai termékek gyártása során alkalmazott forrasztási eljárásoknak bizonyos szabványoknak és irányelveknek kell megfelelniük. Általában a forrasztási maszknak legalább 75% vastagnak kell lennie a megbízható forrasztási kötések garantálásához. A forraszpasztákat közvetlenül a nyomtatott áramköri lapokra kell felhordani, nem pedig szitanyomással. A legjobb, ha az adott csomagtípushoz megfelelő sablont és jig-et használunk. Ezek a sablonok egy fém lapátoló pengét használnak a forraszpaszta felviteléhez a csomag felületére.

A hullámforrasztási eljárás használata számos előnnyel jár a hagyományos fluxusszórásos módszer helyett. A hullámforrasztási eljárás mechanikus hullámforrasztási folyamatot alkalmaz az alkatrészek nagyfokú stabilitással történő PCB-hez való ragasztásához. Ez a módszer drágább, de biztonságos és megbízható módszert biztosít az elektronikus alkatrészek rögzítéséhez.