Tartalomjegyzék
A forraszgömbök gyakori forrasztási jelenségek, és attól függően jók vagy rosszak, hogy milyen környezetben és körülmények között fordulnak elő. A Ball Grid Array (BGA) csomagokban a forraszgolyók a tervezés részét képezik, és a chip és a NYÁK közötti elektromos és mechanikai kapcsolat megvalósítására szolgálnak. Ebben az esetben nagyon fontosak és szükségesek.
Ha azonban a forraszgolyók ott jelennek meg, ahol nem kellene, például a NYÁK felületén vagy az illesztések között, akkor a következőkhöz vezetnek rövidzárlatok vagy egyéb elektromos problémák. Ha a forrasztási folyamat hibái miatt hegesztési golyók alakultak ki, ezeket el kell távolítani vagy ki kell javítani. Ha a forraszgömbök a furat falának fémbevonatával kapcsolatos problémák vagy vízgőzkibocsátás miatt alakultak ki, általában ezt is ki kell javítani.
Ma elsősorban azokat a forraszgömböket fogjuk tárgyalni, amelyeknek nem szabadna megjelenniük a NYÁK-on. Ezek befolyásolják az áramköri lapok megjelenését, teljesítményét és megbízhatóságát.
ELEPCB, mint az egyik vezető PCB gyártás és PCB összeszerelés a kínai vállalatok, megakadályozhatnak számos nem kívánt problémát a NYÁK forrasztási folyamat során. Ezért tapasztalataink eredményeként ez az átfogó útmutató az elektronikai gyártók, tervezők és összeszerelők számára teljes körű ismereteket nyújt arról, hogy mi okozza a forraszgolyókat, hogyan lehet megelőzni azokat, és hogyan lehet minimalizálni a gyártás során felmerülő kockázatokat.
Mik azok a forraszgolyók?
Forrasztás golyók apró, gömb alakú fémgolyók, amelyek az áramköri lapokon, jellemzően a vezetékek vagy a pads körül alakulhatnak ki. felületszerelés alkatrészek. A néhány mikrométertől a néhány száz mikrométer átmérőjűig terjedő átmérőjű golyók a következők miatt fordulnak elő kérdések a forrasztási folyamat során. Bár jelentéktelennek tűnhetnek, a forraszgolyók jelentősen befolyásolhatják a következők működését PCB összeszerelés, funkcionalitás és megbízhatóság.
A forraszgolyók jellemzői
A forraszgolyóknak van néhány jellegzetes tulajdonságuk:
- Méretük jellemzően 10-200 μm között mozog.
- Megjelenhetnek véletlenszerűen elszórtan a NYÁK-on vagy egyes alkatrészek körül csoportosulva.
- A leggyakoribb ok a forraszpasztával kapcsolatos problémák a következők során SMT összeszerelés és reflow.
- Az utómunkafolyamatok szintén hozzájárulhatnak a forrasztási golyósodáshoz a helyi régiókban.
- Mind az ólmozott, mind a ólommentes a forraszanyag-ötvözetek hajlamosak a forraszanyag golyósodására.
A forraszgolyók által okozott lehetséges problémák
Bár a forraszgolyók jelentéktelennek tűnnek, számos problémát okozhatnak:
- Esztétikai hibák: A felesleges forraszgolyók a nyomtatott áramköri lapokat piszkosnak és szakszerűtlennek mutatják. A fogyasztói termékek esetében ez elfogadhatatlan.
- Elektromos zárlatok: Az alkatrészvezetékeket/párnákat áthidaló forraszgolyók meghibásodásokat és helyszíni meghibásodásokat okoznak. Csökkentik a megbízhatóságot.
- Mechanikai integritás: A leeső nagy forraszgolyók befolyásolják a forrasztási kötések stabilitását és szilárdságát.
- Gyártási hibák: Az IPC-szabványok szerint 600 mm2 -en belül 5-nél több forraszgolyó hibásnak minősíti a NYÁK-ot. Újrafeldolgozásra van szükség.
- Hőciklusos meghibásodások: A hőingadozások által megterhelt, repedezett kötések.
- Rázkódási hibák: Mechanikailag gyenge forrasztási kötések, amelyeket a rezgés súlyosbít.
Forrasztógolyó kézi kefével, légkésekkel vagy csipesszel történő eltávolítással számos probléma elkerülhető. Az optimális PCB összeszerelés, a forraszgolyókat a folyamatszabályozással minimalizálni kell.
Mi okozza a forrasztási golyósodást?
A forraszgolyók kialakulásához számos, az anyagokkal, a folyamatokkal, a környezettel és a kialakítással kapcsolatos tényező járulhat hozzá. A kiváltó okok megértése az első lépés a megelőzés felé.
Anyagok, amelyek forraszgömbökhöz vezethetnek
Bizonyos anyagok használt PCB összeszerelés növelheti a forraszgolyósodás kockázatát, ha nem megfelelően kezelik:
- Forrasztópaszta: Elégtelen fluxusaktiválás, oxidáció, az ötvözet részecskéinek leválása, nagy nedvességfelvétel
- Forrasztási maszk: A gyenge tapadás lehetővé teszi a forraszanyag ragadását az újraolvasztás során.
- PCB: Feleslegesen felszívódó nedvesség, ha nem megfelelően kezelik és tárolják.
- Stencils: A forraszanyag tökéletlen lerakódását eredményező maradványok vagy sérülések
Forrasztógömböket létrehozó folyamatok tényezői
Az összeszerelési folyamat számos állapota potenciálisan forraszgolyó-hibákat okozhat:
- Forrasztópaszta nyomtatás: Hibás regisztráció, felesleges paszta, magas nyomás, sablonproblémák
- Komponens elhelyezése: Elrendeződési hiba, lefelé irányuló erő, amely a pasztát kiűzi
- Reflow: Alacsony előmelegítési hőmérséklet, gyenge fluxus aktiválás, gyors nedvességpárolgás
- Hullámforrasztás: Nagy turbulencia, fluxusproblémák, a hullámtól való elválás
A forraszgömbök környezeti okai
A környezeti feltételek szintén hozzájárulhatnak a forraszgolyó kockázatához:
- Magas környezeti páratartalom és nedvesség
- Hősokkok az összeszerelés és a tesztelés során
- Közeli alkatrészekből származó szennyeződés
Forrasztógömbökhöz vezető tervezési tényezők
Bizonyos PCB tervezés elemek növelhetik a forraszgolyó kockázatát:
- Finom osztású alkatrészek nem megfelelő távolsággal
- Elégtelen forrasztási maszk gátak az alkatrészbetétek között
- A minimális méretű betétek nem tudnak elegendő pasztát tartalmazni.
- Magas tűszám BGAs és más összetett csomagok
A számos forraszgolyó kockázati tényező miatt a megelőzés szisztematikus összpontosítást igényel az anyagokra, a folyamatokra, ellenőrzés, környezeti és tervezési elemek.
A forraszgolyók hatása a PCB-kre
Forrasztó golyók jelentéktelennek tűnhet, de komolyan befolyásolhatja a PCB összeszerelés, a funkcionalitás és a megbízhatóság több szempontból is:
Esztétikai hatás
Bár a forraszgolyók nem befolyásolják közvetlenül a működést, a PCB-n szétszórt felesleges forraszgolyók nem professzionális, piszkos megjelenést eredményezhetnek. A fogyasztói termékek, az esztétika és a vizuális minőség nagyon fontos. Egyetlen vásárló sem szeretne kis fémgolyókat látni az áramköri lapján!
Elektromos hatás
A forraszgolyóhibák legsúlyosabb hatása az elektromos rövidzárlat. A forraszgolyók áthidalják az alkatrészbetéteket vagy vezetnek a rövidzárlatok. Ez azonnali működési hibákat vagy idővel látens működési hibákat okozhat, mivel az illesztések a hőciklusok és a rezgés miatt megterhelőek. A PCB megbízhatóságának csökkentésével a forraszgolyók közvetlenül befolyásolják a termékminőséget és a vevői elégedettséget.
Mechanikai hatás
A nagyméretű, részben rögzített, de a leesés veszélyével fenyegető forraszgolyók csökkenthetik a forrasztási kötések mechanikai stabilitását és szilárdságát. Az ütések, rezgések és hőmérsékletingadozások idővel felgyorsítják a kötés meghibásodásának lehetőségét. A hatások a termék élettartama során egyre nőnek.
Gyártási hozamveszteség
A felesleges forraszgolyók az összeszerelés során megnövekedett utómunkálati költségekhez vagy selejtezett lapokhoz vezetnek. Ez közvetlenül csökkenti a gyártási hozamot, ami drágább kézi másodlagos műveleteket tesz szükségessé. Az alacsonyabb hozamok aláássák a nyereségességet.
Terepi hibaarányok
A forraszgolyóhibák által okozott elektromos vagy mechanikai meghibásodási kockázatok a telepítés után látens helyszíni meghibásodásként jelentkezhetnek. Ez növeli a garanciális költségeket és árt a márka hírnevének.
Összefoglalva, a gyártás során a forraszgolyó megelőzése szükséges a szerelés utáni hibák kockázatának minimalizálásához, a nagyfokú megbízhatóság biztosításához és az elkerülhető gyártási veszteségek megelőzéséhez.
Hogyan lehet megelőzni a forraszgömböket a NYÁK-on?
Sok stratégiai lépés a tervezés során, anyag kiválasztás, folyamatirányítás, ellenőrzés, és az összeszerelés utáni feldolgozás segíthet elkerülni a forraszgolyó kockázatokat:
Tervezési megfontolások a forraszgömbök elkerülése érdekében
- Elegendő távolság a padok között és forrasztási maszk gátak a szomszédos alkatrészbetétek között.
- Lehetőség szerint kerülje a rendkívül finom osztású alkatrészeket.
- Pad és stencil nyílás méretezése a paszta lerakódási mennyiségének minimalizálása érdekében.
- Könnyen aktiválható, alacsony szermaradványtartalmú, teljesen illékony fluxusok.
Anyagválasztás a forraszgömbösödés megelőzésére
- Kiváló minőségű forraszpaszta a nyomtatott áramköri lap reflow profiljához igazítva.
- Alacsonyabb szennyeződésű paszta a porlasztás elkerülése érdekében.
- A PCB-ket megsütik, hogy eltávolítsák a felszívódott nedvességet.
- Sérülésmentes sablonok megfelelő nyílásnyílási pontossággal.
- Magasabb hőmérsékletű forrasztóötvözet, ha az alkalmas a termékhez.
Folyamatszabályozás és optimalizálás
- Megfelelő stencil tisztítási rend és ellenőrzés.
- A paszta nyomtatási minőségének és nyomásának ellenőrzése.
- A pick és place pontosságának fenntartása.
- Elegendő előmelegítési rámpa és áztatási idő.
- Alacsonyabb hullámturbulencia az optimalizált fluxus.
Ellenőrzés és tesztelés
- Automatizált optikai ellenőrzés a problémák azonosítására.
- Keresztmetszet és Röntgenfelvétel a kiváltó ok diagnosztizálása.
- Forrasztógömbszámláló szerszámok összeszerelés közben.
- Hősokk-, rezgés-, esés- és nyomatékvizsgálat.
Felújítás és javítás
- Kézi forraszgolyó eltávolítás kefével vagy csipesszel.
- Konformális bevonat hogy mozgásképtelenné tegye a megmaradt golyókat.
- Helyi javítás a hiba diagnózisa után.
- Lemezmosás minden utómunka után.
Következtetés
A megelőzése forraszgolyók a teljes gyártási ökoszisztéma - a tervezéstől a gyártáson át a tesztelésig - teljes körű figyelmet igényel. A kiváltó okok megértésével és az itt vázolt stratégiák végrehajtásával a NYÁK-összeszerelők és -gyártók minimalizálhatják a kockázatokat, csökkenthetik a szökéseket, javíthatják a minőséget és csökkenthetik a költségeket. Bár egyetlen folyamat sem képes kiküszöbölni a forraszgolyókat, az adatvezérelt folyamatirányítás, az ellenőrzés és a céltudatos tervezés kombinációja jelentősen csökkentheti az előfordulásokat. Azok a vállalatok, amelyek képesek megbízhatóan csökkenteni a forraszgolyóhibákat, versenyelőnyre tesznek szert a minőség, a költségek és a vevői elégedettség terén.
GYIK
A1:
A nagy hő hatására a folyasztószer elpárolog és a nedvesség elpárolog a forraszpasztából, ami porlasztáshoz vezet. A visszaáramlás a helytelenül lerakódott pasztát is elmozdítja.
A2:
Az olyan módszerek, mint a kézi kefézés, a légkések és a csipeszek eltávolíthatják a hozzáférhető forraszgolyókat. A csapdába esett golyók esetében helyi utómunkára vagy megfelelő bevonatra lehet szükség.
A3:
Nem, az átmenő lyukú alkatrészek is hajlamosak erre, mivel a forraszanyag kiszorulhat a párnákból, bár az SMT a legérzékenyebb.
A4:
Nem, a túl sok fluxus ronthatja a forraszgolyó kockázatát a paszta szennyeződésének és a nedvesség felszívódásának növelésével. A megfelelő fluxustartalom alapvető fontosságú.
A5:
A magas ólomtartalmú ötvözetek a nagyobb felületi feszültség és viszkozitás miatt hajlamosabbak a forraszgolyósodásra, mint az ólommentes változatok.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian