Soldeermethoden van PCB Chip pakket en processen

Solderen is een kritisch onderdeel van een PCB-chippakket. Soldeerprocessen omvatten een combinatie van technieken, waaronder gerichte IR, convectie en ongerichte IR. Elke methode omvat een geleidelijke verwarming van het pakket, gevolgd door afkoeling van het geheel.

Soldeerproces

Solderen is het proces waarbij soldeerballen en andere soldeermaterialen met PCB-chippakketten worden verbonden. Dit proces wordt op twee manieren uitgevoerd. De convectiemethode en het reflowproces. Het eerste type omvat een verhittingsproces waarbij een vloeimiddel wordt gebruikt dat een vloeistof vormt. Bij beide processen wordt de piektemperatuur gecontroleerd. Het reflow-proces moet echter voorzichtig genoeg worden uitgevoerd om de vorming van brosse soldeerverbindingen te voorkomen.

Afhankelijk van de in de printplaat gebruikte componenten kan het soldeerproces zacht of hard zijn. Het gebruikte type soldeerbout moet geschikt zijn voor het soort componenten. Het proces moet worden uitgevoerd door een leverancier van PCB-assemblage- en fabricagediensten die uitgebreide ervaring heeft met PCB's en de exacte manier kent om elk proces uit te voeren.

Afmetingen van soldeerpads

De afmetingen van soldeerpads op een PCB-chippakket zijn van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de prestaties van de component optimaal zijn. Dit geldt vooral in het hoogfrequente gebied waar de plaatsing van componenten en soldeertechnieken mogelijk niet zo nauwkeurig zijn als vereist. De IPC-SM-782 norm is een waardevol referentiedocument voor het optimaal plaatsen en solderen van componenten. Het blindelings volgen van de eisen van het document kan echter leiden tot suboptimale hoogfrequente prestaties of hoogspanningsproblemen. Om deze problemen te vermijden beveelt PCBA123 aan om de soldeerpads klein te houden en in een enkele rij te plaatsen.

Naast de afmetingen van de pads zijn ook andere factoren zoals de plaatsing en uitlijning van de componenten belangrijk. Het gebruik van verkeerd gedimensioneerde pads kan leiden tot elektrische problemen en de maakbaarheid van de printplaat beperken. Daarom is het belangrijk om de door de industrie aanbevolen maten en vormen van printplaten te volgen.

Fluxing

Fluxen is een belangrijk onderdeel van het soldeerproces. Het verwijdert metalen onzuiverheden en oxiden van het soldeeroppervlak om een schoon oppervlak te creëren voor soldeerverbindingen met een hoge integriteit. De fluxresten worden verwijderd in een laatste reinigingsstap, die afhangt van het gebruikte fluxtype.

Er worden veel verschillende vloeimiddelen gebruikt voor het soldeerproces. Ze variëren van hars tot hars. Elk ervan dient een ander doel en wordt ingedeeld naar activiteitsniveau. Het activiteitsniveau van de fluxoplossing wordt gewoonlijk vermeld als L (lage activiteit of halidevrij) of M (gemiddelde activiteit, 0 tot 2% halide), of H (hoge activiteit, tot 3% halidegehalte).

Een van de meest voorkomende defecten zijn soldeerballen in het midden van de chip. Een gebruikelijke oplossing voor dit probleem is het wijzigen van het stencilontwerp. Andere methoden zijn het gebruik van stikstof tijdens het soldeerproces. Dit voorkomt dat het soldeer verdampt, waardoor de pasta een superieure verbinding kan vormen. Ten slotte helpt een wasstap bij het verwijderen van gruis en chemische resten van de printplaat.

Inspectie

Er zijn verschillende soorten testgereedschap die kunnen worden gebruikt om PCB-chippakketten te inspecteren. Enkele daarvan zijn in-circuit tests, waarbij sondes worden gebruikt die op verschillende testpunten op de PCB worden aangesloten. Deze sondes kunnen slechte solderingen of defecten aan componenten opsporen. Zij kunnen ook spanningsniveaus en weerstanden meten.

Verkeerd solderen kan problemen veroorzaken met het circuit van de printplaat. Open circuits ontstaan wanneer het soldeer de pads niet goed bereikt of wanneer het soldeer op het oppervlak van de component klimt. Wanneer dit gebeurt, zijn de verbindingen niet volledig en werken de componenten niet correct. Vaak kan dit worden voorkomen door de gaten zorgvuldig schoon te maken en ervoor te zorgen dat het gesmolten soldeer de draden gelijkmatig bedekt. Anders kan een te grote of onvolledige soldeerbedekking ertoe leiden dat de draden nat worden of niet meer nat worden. Om bevochtiging te voorkomen, gebruikt u soldeer van hoge kwaliteit en hoogwaardige assemblageapparatuur.

Een andere gebruikelijke manier om defecten op PCB's op te sporen is via Automated Optical Inspection (AOI). Deze technologie gebruikt camera's om HD-beelden van de PCB te maken. Vervolgens worden deze beelden vergeleken met voorgeprogrammeerde parameters om de status van de componenten te bepalen. Als er een defect wordt gedetecteerd, markeert de machine dit dienovereenkomstig. AOI-apparatuur is over het algemeen gebruiksvriendelijk, met eenvoudige bediening en programmering. AOI is echter niet altijd nuttig voor structurele inspecties of voor printplaten met een groot aantal componenten.

Rectificatie

De soldeerprocessen die bij de vervaardiging van elektronische producten worden gebruikt, moeten aan bepaalde normen en richtsnoeren voldoen. In het algemeen moet een soldeermasker ten minste 75% dik zijn om betrouwbare soldeerverbindingen te garanderen. Soldeerpasta's moeten rechtstreeks op printplaten worden aangebracht, niet gezeefdrukt. Het beste is om een stencil en een mal te gebruiken die geschikt zijn voor een bepaald type verpakking. Deze stencils gebruiken een metalen rakel om soldeerpasta op het oppervlak van een verpakking aan te brengen.

Er zijn verschillende voordelen aan het gebruik van een golfsoldeerproces in plaats van de traditionele fluxspuitmethode. Het golfsoldeerproces maakt gebruik van een mechanisch golfsoldeerproces om onderdelen met hoge stabiliteit op PCB's te bevestigen. Deze methode is duurder, maar biedt een veilige en betrouwbare methode om elektronische componenten te bevestigen.