ՊԿՊԱ սոլդերավորման գործընթացի տեխնոլոգիան. Սկզբունքներ, մեթոդներ և որակի վերահսկում

ՊԱՎՀ (տպագրված սխեմատիկ տախտակի հավաքածու) լուծակավորման գործընթացը էլեկտրոնային արտադրության մեջ կրիտիկական քայլ է, որը ուղղակիորեն ազդում է էլեկտրական ցուցանիշների, մեխանիկական ամրության և երկարաժամկետ հուսալիության վրա: Մակերեսային մոնտաժի տեխնոլոգիայի (SMT), փոքր քայլի բաղադրիչների և առանց կապարի սահմանափակումների լայն կիրառման հետ մեկտեղ լուծակավորման գործընթացները դարձել են ավելի բարդ: Այս հոդվածում ներկայացված են ՊԱՎՀ-ի հիմնական լուծակավորման մեթոդները, հիմնական գործընթացային պարամետրերը, տարածված սխալները և ժամանակակից էլեկտրոնային արտադրության մեջ կիրառվող որակի վերահսկման մեթոդները:

1. ՊԱՎՀ-ի լուծակավորման ընդհանուր նկարագրություն

ՊԱՎՀ-ի լուծակավորումը լուծակային համաձուլվածքների օգտագործմամբ էլեկտրոնային բաղադրիչների և ՊԱՏ-ի միացման տեղերի միջև հուսալի էլեկտրական և մեխանիկական միացումներ ստեղծելու գործընթաց է: Լուծակային միացումների որակը որոշում է.

· Էլեկտրական հաղորդականությունը

· Մեխանիկական ամրությունը

· Ջերմային և շրջակա միջավայրի նկատմամբ հուսալիությունը

Ժամանակակից ՊԱՎՀ-ի արտադրությունը սովորաբար ներառում է SMT լուծակավորում, անցքավորված լուծակավորում կամ երկուսի համադրություն:

2. ՊԱՎՀ-ի հիմնական լուծակավորման մեթոդները

2.1 Վերահալման լուծակավորում

Ռեֆլոու սոլդերավորումը ՍՄՏ հավաքածուի հիմնական մեթոդն է։

Տեխնոլոգիական հաջորդականություն:

1. Սոլդերային պաստայի տպագրություն

2. Կոմպոնենտների տեղադրում

3. Ռեֆլոու տաքացում

4. Սառեցում և սառչելով ամրանալ

Կենտրոնական առանձնահատկություններ:

· Հարմար է բարձր խտության և փոքր քայլի կոմպոնենտների համար (QFN, BGA, 0201)

· Բարձր ավտոմատացում և համասեռություն

· Համատեղելի է անապակի սոլդերավորման հետ

Ռեֆլոու ջերմաստիճանի պրոֆիլի փուլերը՝

· Նախնական տաքացում

· Թարմացում

· Վերահալում (գագաթնային ջերմաստիճան)

· Սառեցում

Ճշգրտված ջերմաստիճանի կարգավորումը անհրաժեշտ է խուսափելու սխալներից, ինչպես օրինակ՝ «սարքավորման վերադարձ», սոլդատային բացատրություններ կամ բաղադրիչների վնասվածք:

2.2 Ալիքային սոլդատավորում

Ալիքային սոլդատավորումը հիմնականում օգտագործվում է անցքավոր բաղադրիչների համար:

Գործընթացի բնութագրեր.

· ՊԼԿ-ն անցնում է հալված սոլդատի ալիքի վրա

· Հարմար է միացնիչների, տրանսֆորմատորների և մեծ ատամնավոր բաղադրիչների համար

· Հաճախ օգտագործվում է ՄՏԾ-ի վերահալման հետևանքում խառը տեխնոլոգիայով հավաքված սարքավորումներում

Հիմնական մարտահրավերներն են սոլդային կապերի առաջացումը, սառցե կախարդանքները և բաղադրիչների վրա ջերմային լարվածությունը:

2.3 Ընտրովի սոլդավորում

Ընտրովի սոլդավորումը խառը մոնտաժների համար ճկուն լուծում է:

Առավելություններ:

· Անցումային անցքերով բաղադրիչների տեղային սոլդավորում

· Լրիվ ալիքային ազդեցության անհրաժեշտության բացակայություն

· ՍՄՏ բաղադրիչների վրա ջերմային ազդեցության նվազեցում

Ընտրովի սոլդավորումը լայնորեն օգտագործվում է ավտոմոբիլային և արդյունաբերական էլեկտրոնիկայում:

3. Սոլդային նյութեր և ֆլյուս

3.1 Սոլդային համաձուլվածքներ

Ընդհանուր սոլդային համաձուլվածքներն են.

· Sn63/Pb37 (ավանդական, էվտեկտիկ)

· SAC305 (Sn-Ag-Cu, առանց կապարի ստանդարտ)

Առանց կապարի սոլդատային նյութի համար անհրաժեշտ են բարձր ռեֆլոու ջերմաստիճաններ և ավելի խիստ գործընթացի վերահսկում:

3.2 Ֆլյուքսի տեսակներ

Ֆլյուքսը վերացնում է օքսիդները և բարելավում է թացացումը:

· Ռեզինի հիմքի վրա հիմնված

· Ջրում լուծվող

· Մաքրման անհրաժեշտություն չունեցող ֆլյուքս

Ֆլյուքսի ընտրությունը ազդում է սոլդատային նյութի միացման հնարավորության, մնացորդների վրա և մաքրման հետ կապված պահանջների վրա:

4. Հիմնական գործընթացի վերահսկման պարամետրեր

4.1 Սոլդատային պաստայի տպագրություն

· Ստենցիլի հաստություն և բացվածքների դիզայն

· Տպագրման ճնշում և արագություն

· Պաստայի ծակողականություն և պահպանման պայմաններ

Վատ տպագրման որակը շատ սոլդատային սխալների արմատային պատճառն է:

4.2 Ջերմաստիճանային պրոֆիլի կառավարում

· Առավելագույն ջերմաստիճանի միջակայք

· Հեղուկ վիճակից վերև անցկացված ժամանակ (TAL)

· Տաքացման և սառեցման արագություններ

Տարբեր ՊԿՊ հաստությունների և կոմպոնենտների չափսերի դեպքում անհրաժեշտ են հատուկ մշակված պրոֆիլներ:

5. Սովորական սոլդերավորման սխալները և դրանց պատճառները

Տիպիկ PCBA սոլդերավորման սխալներն են.

· Սոլդերային կամուրջներ (ավելցուկային պաստա, ստենցիլի վատ դիզայն)

· Սառը միացումներ (բավարար ջերմության բացակայություն)

· Դագաղի երևույթ (անհավասար խոնավացման ուժեր)

· BGA միացումներում խոռոչներ (գազային արտանետում, պաստայի վատ բաղադրություն)

Վաղ սխալների հայտնաբերումը բարելավում է ելքը և նվազեցնում վերամշակման ծախսերը:

6. Ստուգում և որակի ապահովում

Որակի վերահսկման մեթոդներն են.

· AOI (Ավտոմատացված օպտիկական ստուգում)

· BGA և QFN-ների X-ճառագայթային ստուգում

· ICT և ֆունկցիոնալ փորձարկում

Գործընթացի տվյալների մոնիտորինգը և վիճակագրական գործընթացի վերահսկումը (SPC) բարձր ծավալային արտադրության մեջ ավելի ու ավելի կարևոր են դառնում:

7. Հուսալիության հարցեր

Բարձրորակ սոլդերային միացումները պետք է դիմանան.

· Ջերմային ցիկլավորում

· Մեխանիկական թրթռման

· Խոնավության և կոռոզիայի

Ավտոմոբիլային, բժշկական և արդյունաբերական արտադրանքները հաճախ պահանջում են բարձրացված սոլդերավորման ստանդարտներ և ավելի խստացված վավերացման փորձարկումներ: