Når du fremstiller PCB kredsløb opnås elektriske forbindelser mellem elektroniske komponenter og kredsløbskortet ved at lægge ledninger ud på overfladen af kredsløbskortet, installere elektroniske komponenter og derefter lodde dem på plads. Gode forbindelser og styrken af loddesamlingerne er afgørende for kredsløbets normale funktion.
1. Designformål med ufyldte loddesamlinger
- Testpunktets funktionalitet
- Elektrisk testning: Udsatte kobberområder fungerer som testpunkter for oscilloskoper, flying probe-testere og andre lignende apparater.
- Verifikation af processen: Post-reflow/bølgelodning, testpunkter validerer procesparametre.
- Varmeafledning: Eksponeret kobber i spor med høj strømstyrke forbedrer den termiske ydeevne (kræver beregninger af strømførende kapacitet).
- RF-fejlfinding: Umaskerede impedans-testpunkter til højfrekvente kredsløb (guldbelægning anbefales).
2. Mekanismer til påvirkning af elektrisk ydeevne
| Dimension af påvirkning | Mekanisme | Typisk scenarie |
|---|
| Kontaktmodstand | Oxidlag øger impedansen 3-5 gange | For stort spændingsfald i strømkredse |
| Højfrekvent signaltab | Impedansmisforhold forårsager returtab (>3dB) | Øgede bitfejlsrater i 5G-moduler |
| Termisk pålidelighed | Højere termisk modstand øger overgangstemperaturen med 10-15 °C | For tidlig svigt i effekt-MOSFET'er |
3. Teknikker til inspektion af loddesamlingers kvalitet
- Løsninger i industriel kvalitet
- 3D SPI: Måling af loddepastatykkelse (±5 μm nøjagtighed)
- Mikrofokus røntgen: Registrerer BGA-huller på 0,2 μm-niveau (99,7% detektionshastighed)
- Omkostningseffektive løsninger
- Gennemtrængning med rødt farvestof: Billig opsporing af revner (besparelser på 80%)
- Termisk billeddannelse: Identificerer kolde samlinger via temperaturanomalier
4. Nøgleparametre til processtyring
Reflow-lodningsprofil (eksempel på blyfri proces)
- Forvarmning: 150°C (1-2°C/s rampehastighed)
- Gennemblødningstid: 90 sek (±5°C stabilisering)
- Højeste temperatur: 245°C (30-45 sekunders varighed)
- Afkølingshastighed: 3°C/s (forhindrer termisk chok)
Almindelige problemer og løsninger
Q1: Problemer med signalintegritet i højfrekvente kredsløb - mistanke om ufyldte loddesamlinger?
A1: Brug Time-Domain Reflectometry (TDR) til at lokalisere impedansdiskontinuiteter, og bekræft derefter med røntgen. Anbefalinger:
- Brug loddelegeringer med lavt tab (f.eks. SnAgCu)
- Design testpunkter med impedanskompensation
Spørgsmål 2: Hvordan håndterer man hurtigt kolde loddesamlinger i masseproduktion?
A2: Implementer en tretrins kontrolmetode:
- Optimering af stencil: Øg åbningsstørrelsen med 5%
- Kvælstofatmosfære: Oprethold O₂-niveauer <1000 ppm
- Inline AOI: Tilføj inspektion fra siden
Q3: Udsat kobberoxidering i fugtige miljøer, der forårsager dårlig kontakt?
A3: Beskyttelsesstrategi i tre niveauer:
- Primær: Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG)
- Sekundært: Lokal konform belægning (UV-hærdende harpiks)
- Tertiær: IP67-klassificeret vandtæt design