Hogyan lehet elkerülni a nyomtatott áramköri lapok sírkövek hibáit az áramköri lap összeszerelésében

A NYÁK-összeszerelés területén a nyílt hibák és a sírkövek gyakran előforduló problémák, amelyek jelentősen befolyásolhatják az elektronikus eszközök működését és megbízhatóságát. A sírkövek, más néven Manhattan-effektus vagy Stonehenge-effektus, akkor fordul elő, amikor egy felületszerelt alkatrész egyik végét a NYÁK-laphoz forrasztják, míg a másik vége szabadon marad, aminek következtében az alkatrész egy sírkőhöz hasonlóan egyenesen áll.

A szakadt hibák viszont hiányos vagy megszakadt elektromos csatlakozásokra utalnak, ami szakadt áramköröket eredményez. Ezeknek a hibáknak a kijavítása elengedhetetlen a PCB-szerelvények megfelelő működésének biztosításához. Ebben az átfogó útmutatóban elmélyülünk az okok és a megelőző intézkedések terén, amelyekkel enyhíthető a nyílt hibák és a sírkövek a PCB összeszerelése során.

Bevezetés

A sírkő jelenség, más néven PCB sírkő, a többrétegű kerámiakondenzátorok (MLCC) és a PCB-k hegesztési folyamata során figyelhető meg. Ez akkor fordul elő, amikor az MLCC egyik vége elhagyja a hegesztési területet és függőlegesen áll vagy ferde. Ezt a problémát elsősorban a hegesztési folyamat során az MLCC mindkét végén fellépő kiegyensúlyozatlan nedvesítőerő okozza. A kiegyensúlyozatlan erő kialakulásához hozzájáruló fő tényezők a következők:

1. Aszimmetrikus fűtés: Az MLCC mindkét vége nem olvasztható meg egyszerre, ami egyenetlen felületi feszültséghez vezet az olvasztási folyamat során.
2. Indokolatlan pad kialakítás: A nyomtatott áramköri lapon lévő betét kialakítása hozzájárulhat a sírkő jelenségéhez, ha nem megfelelően van kialakítva, hogy biztosítsa az MLCC mindkét végének egyenletes nedvesítését.

A sírkő-jelenség mérséklése érdekében elengedhetetlen az MLCC felületének tisztán tartása, és ügyelni kell a NYÁK-on lévő pad kialakítására. Ez magában foglalja annak biztosítását, hogy a forrasztópaszta aktivitása ne gyengüljön, és hogy az MLCC egyenletesen olvadjon mindkét végén a hegesztési folyamat során. Ezen intézkedések végrehajtásával a sírkőjelenség hatékonyan megelőzhető, ami javítja a gyártási eredményeket és csökkenti a költségeket.

A PCB sírkő jelenség okának elemzése

A sírkő jelenség, más néven PCB sírkő, az MLCC-k és PCB-k forrasztási folyamata során figyelhető meg, és számos tényezőnek tulajdonítható, amely a forrasztás egyenetlen tapadását eredményezi. Az MLCC-k mozgása három fő típusba sorolható:

Önbeállítás : Az elhelyezési folyamat során az elhelyezőgép elhelyezőfeje gyorsan pozicionálja az MLCC-t a forrasztópaszta pontokra az X és Y koordináták alapján. A pont egyenetlensége vagy a forrasztópaszta csúszása miatt azonban az MLCC szöggel (θ) eltolódhat. Amikor mindkét forrasztási kötés egyszerre olvad meg, az egyenletes ónbemerítési erő visszahúzza az MLCC-t a helyes helyzetébe, korrigálva az igazítást.

Ferdeség : Ha a két forrasztási kötés nem egyszerre olvad meg, vagy ha a két ponton az ónbemártó erők jelentősen eltérnek, az egyik forrasztópont átlósabban húzhatja az MLCC-t, ami ferdülést okozhat.

Sírkő jelenség : Ez akkor fordul elő, ha jelentős különbség van az ónbemártási erők között az MLCC két végén, különösen kisebb MLCC-k esetén. A felületi feszültség az MLCC egyik végének felhúzását okozhatja, ami a sírkő jelenséget eredményezi.

A modern elhelyező gépek mind az X és Y koordinátákat, mind a θ szöget képesek figyelni és korrigálni, csökkentve ezzel az önbeállítási problémák előfordulását. A szállítószalag simaságának javítása a hegesztés előtti elhajlást is minimálisra csökkentette. A ferdülés és a sírkövesedés elkerülése érdekében azonban elengedhetetlen annak biztosítása, hogy a forrasztási kötések egyenletesen olvadjanak meg, és a forrasztási folyamat során az MLCC mindkét végén kiegyensúlyozott nedvesítőerő legyen.

A sírkövek megelőzésére irányuló intézkedések a PCB-ben történtek

A NYÁK-összeszerelésben előforduló sírkő jelenség gyakori probléma, amely jelentős minőségi és megbízhatósági problémákhoz vezethet az elektronikai eszközökben. Ez akkor fordul elő, amikor egy felületre szerelt alkatrész, például egy forgácsellenállás vagy kondenzátor egyik vége felemeli a nyomtatott áramkört az újrafolyós forrasztási folyamat során, sírkőhöz hasonlítva. Ez a probléma elektromos szakadásokat okozhat, ami befolyásolja az áramkör működését, és költséges átdolgozáshoz vagy alkatrészcseréhez vezethet.

A forrasztási kövek megelőzése számos tényező gondos figyelembevételét igényli, beleértve a forrasztópaszta felvitelét, a forrasztópad kialakítását, az alkatrészek elhelyezését és az újraömlesztési forrasztási paramétereket. A forrasztási kövek kiváltó okainak megértésével és a megelőző intézkedések bevezetésével a gyártók javíthatják NYÁK-szerelvényeik hozamát és megbízhatóságát. A NYÁK-szerelvények forrasztási kövek megelőzése érdekében vegye figyelembe a következő módszereket:

Stencil tervezés optimalizálása

Rekesz mérete és alakja

A stencil kialakítás döntő szerepet játszik a sírkövek megelőzésében a forrasztópaszta nyomtatási folyamata során. A nyílás méretének és alakjának optimalizálása elengedhetetlen az egyenletes forrasztópaszta lerakódásához és a kiegyensúlyozott nedvesítő erők eléréséhez az alkatrész mindkét végén. A Bridged Aperture Entries (BAE) sablonokat általában előnyben részesítik a Periphery Opened Ratio (POR) stencilekkel szemben, mivel jobb teljesítményt mutatnak a sírkövek hibáinak korlátozásában, különösen kisebb alkatrészosztások és újabb forrasztópaszta összetételek esetén.

Stencilvastagság

A stencil vastagsága egy másik kritikus tényező, amely befolyásolja a forrasztópaszta felszabadulását és a sírkő képződését. A forrasztópaszta megfelelő megtartása és a megbízható nyomtatás elősegítése érdekében 4-8 ezer (0.1016-0.2032 mm) stencilvastagság ajánlott. Ezenkívül a sablon vastagságának legalább öt forrasztási részecskét kell elhelyeznie a legkisebb nyíláson, hogy biztosítsa a folyamatos pasztaátvitelt.

Forrasztómaszk optimalizálás

Forrasztómaszk vastagsága

A forrasztómaszk vastagsága kulcsfontosságú szerepet játszik az oxidáció és a sírkövesedés megelőzésében. A túlságosan vastag forrasztómaszk forrasztógyöngyök kialakulásához vezethet, ami növeli a sírkövesedés kockázatát. Ezért elengedhetetlen a megfelelő forrasztómaszk vastagságának fenntartása az optimális forraszthatóság elérése érdekében.

Pad Design

A nyomtatott áramköri lapok kialakítása jelentősen befolyásolja a sírkövek előfordulását. Ha gondoskodunk arról, hogy a párnák az alkatrész kivezetéseinek több mint 50%-át lefedjék, és minimalizáljuk a párnák közötti távolságot, csökkenthető a sírkőképződés valószínűsége az újrafolyós forrasztási folyamat során.

A pad geometriáját, a paszta nyílásait és a helyi rézegyensúlyt együttesen kell felülvizsgálni az összeszerelési terv felülvizsgálata során . Ha egy kísérleti gyártás során tombstone-olás jelenik meg, az SMT folyamat felülvizsgálata során össze kell hasonlítani a nyomtatási, elhelyezési és újraömlesztési feltételeket az érintett alkatrészen, ahelyett, hogy a kemence profilját külön-külön módosítanák.

Alkatrészek elhelyezése és tájolása

Kiegyensúlyozott hővezetőképesség

Az egyenetlen hővezetőképesség a PCB-n hozzájárulhat a sírkövezéshez. A probléma enyhítése érdekében elengedhetetlen, hogy az alkatrészeket egyenletesen helyezzék el, és tartsák meg a hasonló tájolást és nyomszélességet. Ez a megközelítés elősegíti az egyenletes melegítést az újrafolyós folyamat során, csökkentve az egyenetlen nedvesítő erők kockázatát, amelyek sírkövekhez vezetnek.

Component Selection

A kisebb és könnyebb alkatrészek kiválasztásával minimalizálható a sírkövek előfordulása. Ezek az alkatrészek kevésbé érzékenyek a forrasztópaszta egyenetlen olvadása vagy a hővezető képesség változásai miatti kiegyensúlyozatlan nedvesítő erőkre.

Forrasztópaszta Nyomtatási folyamat optimalizálása

Paszta vastagsága és egységessége

A forrasztópaszta egyenletes vastagságának és egyenletességének biztosítása a PCB-n döntő fontosságú a sírkövek megelőzésében. A forrasztópaszta-nyomógépek kalibrálása és a megfelelő folyamatparaméterek, például a gumibetét nyomása, sebessége és elválasztása, fenntartása hozzájárulhat az egyenletes pasztalerakódás eléréséhez.

Pasztaformálás és reológia

A forrasztópaszta összetétele és reológiája jelentősen befolyásolhatja annak nedvesedési viselkedését és sírkövezési hajlamát. A jó forraszthatósági és nedvesedési jellemzőkkel, valamint megfelelő fémterheléssel és viszkozitással rendelkező forrasztópaszta kiválasztása segíthet a sírkőképződés mérséklésében.

Reflow forrasztási folyamat vezérlése

Termikus profilozás

A jól szabályozott és optimalizált hőprofil megvalósítása az újrafolyós forrasztási folyamat során elengedhetetlen a sírkövek megelőzéséhez. A fokozatos és egyenletes hőmérséklet-emelés a PCB-n csökkenti a helyi felmelegedés és az egyenetlen nedvesítő erők kockázatát, amelyek sírkövezéshez vezethetnek.

Előmelegítési szakasz

A PCB felület megfelelő előmelegítése kulcsfontosságú a jelentős hőmérséklet-különbségek minimalizálása érdekében, amelyek óngyöngyök képződését és az azt követő sírkövezést eredményezhetik. Az egyenletes előmelegítési hőmérséklet fenntartása a PCB-n egyenletes forrasztópaszta olvadást biztosít, és minimálisra csökkenti az egyenetlen nedvesítő erők kockázatát.

Ellenőrzés és minőségellenőrzés

Folyamat közbeni figyelés

A folyamat közbeni felügyeleti és vizsgálati eljárások végrehajtása segíthet azonosítani azokat a lehetséges problémákat, amelyek nyitott hibákhoz vagy sírkövekhez vezethetnek. A forrasztópaszta lerakódása, az alkatrészek elhelyezése és az újrafolyó profilok valós idejű nyomon követése segíthet az anomáliák észlelésében és kezelésében, mielőtt azok hibás szerelvényeket eredményeznének.

Összeszerelés utáni ellenőrzés

Az összeszerelés utáni alapos ellenőrzések elengedhetetlenek az összeszerelési folyamat során esetlegesen előforduló nyitott hibák vagy sírkövek azonosításához és kezeléséhez. Szemrevételezés, automatizált optikai ellenőrzés (AOI) és elektromos tesztelés használható a hibás alkatrészek vagy csatlakozások észlelésére és kijavítására.

Összegzés

A nyílt hibák és sírkövek megelőzése a NYÁK összeszerelése során sokoldalú megközelítést igényel, amely a gyártási folyamat különböző aspektusait felöleli. A sablontervezés, a forrasztómaszk tulajdonságainak, az alkatrészek elhelyezésének és kiválasztásának, a forrasztópaszta nyomtatásának, az újrafolyatásos forrasztási paraméterek optimalizálásával, valamint a robusztus ellenőrzési és minőség-ellenőrzési intézkedések végrehajtásával a gyártók jelentősen csökkenthetik e hibák előfordulását, és javíthatják a nyomtatott áramköri lapjaik általános megbízhatóságát és funkcionalitását. szerelvények. A folyamatos nyomon követés, a folyamatok optimalizálása és az ipari legjobb gyakorlatok betartása kulcsfontosságú a nyílt hibáktól és sírkövektől mentes, kiváló minőségű PCB-összeállítások eléréséhez.