Tækni lóðunarferlis fyrir prentaða kringla með bætum (PCBA): Reglur, aðferðir og gæðastjórnun

Sveiflusnúningur PCBA (Printed Circuit Board Assembly) er lykilþáttur í framleiðslu rafrænna tæka og á bein áhrif á rafræna afvirkni, vélarstyrk og langtíma áreiðanleika. Með útbreiðslunni á yfirborðs- (SMT), fín-sprettu hlutum og reglum um blyglausa sveiflu hefur sveiflusnúningur orðið allt öflugri. Þessi grein kynnir helstu PCBA-sveiflusnúningaraðferðir, lykilferlismál, algengar villa og gæðastjórnunar aðferðir sem notaðar eru í nútíma rafrænni framleiðslu.

1. Yfirlit yfir PCBA-sveiflusnúning

PCBA-sveiflusnúning er ferlið þar sem áreiðanlegir rafrænir og vélarstyrkur tengingar myndast milli rafrænna hluta og PCB-kveldra með því að nota sveiflusnúningarleger. Gæði sveiflusnúningartenginganna ákvarða:

· Rafræna leiðileika

· Vélarstyrk

· Hitastöðugleika og umhverfis áreiðanleika

Nútíma PCBA-framleiðsla felur venjulega í sér SMT-sveiflusnúning, gegnum-hola sveiflusnúning eða samsetningu af báðum.

2. Helstu PCBA-sveiflusnúningaraðferðir

2.1 Endursnúningarsveiflusnúning

Endurhitunarsveiflun er aðalferðin sem notuð er í SMT-samsetningu.

Ferlaröð:

1. Prentun á súðurpasta

2. Setning hluta

3. Endurhitun

4. Kölnun og stífun

Helstu einkenni:

· Hentar fyrir háþéttu og fínar pík-þætti (QFN, BGA, 0201)

· Hátt stig sjálfvirkni og samhverfuleika

· Samhæft við blyglausa súðurferð

Stig í endurhitunarhitastigshamfar:

· Forskemma

· Þvo

· Endurhitning (hámarkshitastig)

· Kæling

Nákvæm stjórn á hitastigi er nauðsynleg til að koma í veg fyrir galla eins og „grafið kistu“, rými í veðri eða skemmdir á hlutum.

2.2 Bylgjuveðri

Bylgjuveðri er aðallega notað fyrir gegnum-hola hluti.

Vinnu einkenni:

· Prentplata fer yfir bylgju af þeyttu veðri

· Viðeigandi fyrir tengi, umbreytara og hluti með stórum pinnunum

· Notað oft eftir SMT-endurhitningu í blönduðum tækni-samsetningum

Lykilvandamál innifela lóðunarsambönd, ísberg („icicles“) og hitastress á hlutum.

2.3 Valkvæð lóðun

Valkvæð lóðun er flókinn lausn fyrir blönduð samsetningar.

Áherslur:

· Staðbundin lóðun gegnum holu-settra hluta

· Engin þörf á fullri útsetningu fyrir bylgjulóðun

· Minni hitapálag á SMT-hlutum

Valkvæð lóðun er víða notuð í bílagerð og iðnaðarrafræði.

3. Lóðunarefni og flúðir

3.1 Lóðulegir legeringar

Algengir lóðulegir legeringar eru:

· Sn63/Pb37 (með bly, eutektískt)

· SAC305 (Sn-Ag-Cu, án blys, staðlað)

Lóðsveifuskráning án blys krefst hærri endurhitunarhitastigja og strangari ferlastjórnunar.

3.2 Flúxtegundir

Flúx fjarlægir oxíð og bætir við blöndun.

· Rósínubasiður

· Vatnslausnlegur

· Flúx sem ekki þarf að hreinsa af

Val á flúx áhrifar lóðsveifuskráningu, eftirvirkni og kröfur um eftirhreinsun.

4. Lykilþættir í ferlastjórnun

4.1 Prentun lóðsúpulags

· Þykkt skífu og gáttahönnun

· Prentþrýstingur og hraði

· Víska lóðsúpulagsins og geymsluhlutfall

Slæm prentgæði eru rótin á mörgum lóðunarvandamálum.

4.2 Stjórnun hitaprófils

· Mörk hámarks hitastigs

· Tími yfir smeltitilfinningu (TAL)

· Hitun- og kælingarhraði

Ólík þykkt á prentplötum og stærðir á hlutum krefjast sérsniðinna prófilla.

5. Algengar veikleikar við leðrun og ástæður þeirra

Algengar leðrunarveikleikar við PCBA eru:

· Leðrunarsambönd (of mikið leðrunarpasta, slæm stensilhönnun)

· Kaldar tengingar (óþekkt hiti)

· Grjótkistubylgjur (ójafnaðar vökvaflæðisáhrif)

· Holum í BGA-tengingum (útgassing, slæm samsetning leðrunarpastu)

Uppgötvun veikleika í upphafi bætir útbúð og lækkar kostnað vegna endurunnslu.

6. Inspektion og gæðaöryggi

Aðferðir við gæðastýringu eru:

· AOI (sjálfvirk ljósmyndatökuinspektion)

· X-geislaaðgerð fyrir BGA og QFN

· ICT- og virkniapróf

Ferladatastjórnun og tölfræðileg ferlastjórnun (SPC) eru aukinni mikilvæg í framleiðslu í háum magni.

7. Áreiðanleikamál

Háþrýstis veidur verða að standa upp á:

· Hitacyklar

· Vélrænni titringu

· Rökkvæðri umhverfisáhrifum og ruskskemmdum

Ökutæki, lyfja- og iðnaðarvörur krefjast oft hærra gæðastigss í veidum og strangara staðfestiprófa.