Perché la saldatura a rifusione di PCB su due lati è una sfida nella produzione elettronica?
Nei prodotti elettronici ad alte prestazioni, come gli smartphone e i dispositivi di controllo industriale, PCB a doppia faccia sono diventati lo standard. Tuttavia, la saldatura su due lati presenta due sfide importanti:
- Complessità della gestione termica - Durante la saldatura sul secondo lato, il primo lato viene riscaldato, il che può causare il distacco dei componenti o la rottura del giunto di saldatura.
- Dilemma della selezione del processo - I processi della pasta saldante e della colla rossa hanno ciascuno pro e contro, e richiedono un'attenta considerazione in base alla disposizione dei componenti.
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Confronto approfondito tra i due principali processi di saldatura
Opzione A: Processo di pasta saldante su due lati (ideale per componenti ad alta densità)
Il migliore per:
- PCB con BGA, QFN o altri circuiti integrati di precisione su entrambi i lati
- Componenti complessivamente leggeri
Passi chiave:
- Lato A: Stampa della pasta saldante → Posizionamento dei componenti → Reflow della saldatura (temperatura di picco 245°C)
- Raffreddare a temperatura ambiente, quindi girare il PCB
- Lato B: Stampare la pasta saldante → Posizionare i componenti → Utilizzare un profilo di temperatura a gradini (ridurre la temperatura di picco di 5-10°C)
vantaggi:
- Elevata affidabilità del giunto di saldatura
- Adatto alla produzione di massa automatizzata
I rischi:
- I componenti di grandi dimensioni possono staccarsi durante la seconda rifusione.
- Per la saldatura sul secondo lato è necessario un controllo preciso della temperatura.
Opzione B: Processo ibrido pasta saldante + colla rossa (soluzione per componenti di grandi dimensioni)
Il migliore per:
- Un lato è dotato di grandi connettori/condensatori elettrolitici
- Layout misti con differenze di peso significative
Processo innovativo:
- Lato pasta saldante (lato A): Saldatura a riflusso standard
- Lato colla rossa (lato B): “Print-Place-Cure” metodo a tre fasi:
- Precisione di stampa della colla rossa: ±0,1 mm
- Temperatura di polimerizzazione: 120-150°C (molto inferiore al punto di fusione della pasta saldante)
- Saldatura a onda opzionale per una maggiore affidabilità
Note tecniche:
- La colla rossa deve essere distante almeno 0,3 mm dalle piazzole di saldatura.
- Prolunga il tempo di polimerizzazione del 30% per evitare un'adesione debole.
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5 regole d'oro per il controllo di qualità della saldatura
- Ottimizzare il profilo della temperatura
- Primo lato: Curva standard Rampa-Soak-Spike (RSS) (velocità di riscaldamento di 2-3°C/s)
- Secondo lato:Utilizzare la curva Ramp-to-Spike (RTS) (tempo di preriscaldamento prolungato)
- Linee guida per la disposizione dei componenti
- Posizionare i componenti pesanti sullo stesso lato
- Sfalsare i BGA a doppia faccia per evitare la concentrazione di stress termico
- Criteri di selezione della pasta saldante
- Secondo lato: Utilizzare pasta saldante a bassa temperatura (ad esempio, Sn42/Bi58).
- Viscosità della colla rossa:>50.000 cps
- Parametri critici dell'apparecchiatura
- Inclinazione del convogliatore del forno di riflusso: 5-7
- Velocità di raffreddamento: 4-6°C/s
- Aggiornamenti della tecnologia di ispezione
- Utilizzo di SPI 3D per l'ispezione dello spessore della pasta saldante
- Microscopia acustica obbligatoria dopo la seconda rifusione
Problemi comuni e soluzioni tecniche
Problema 1: spostamento del componente QFN durante la seconda rifusione
- Soluzione: Applicare l'adesivo ad alta temperatura dopo la prima saldatura.
- Parametri:Utilizzare un adesivo con tolleranza di polimerizzazione >200°C
Problema 2: caduta dei componenti durante la saldatura a onda (lato colla rossa)
- Post-cura con UV dopo l'applicazione della colla rossa
- Preriscaldare a 100°C prima di saldare ad onda
Problema 3: Eccessivo vuoto nelle giunzioni BGA
- Ottimizzazione del processo:
- Estensione del tempo di scongelamento della pasta saldante a 8 ore
- Utilizzare il riflusso assistito da azoto (O₂ <500ppm)
Tendenze future dei processi
- Saldatura a bassa temperatura: Leghe di saldatura Sn-Bi con riscaldamento pulsato
- Controllo intelligente della temperatura: Ottimizzazione del profilo in tempo reale basata sull'apprendimento automatico
- Giunzione ibrida: Soluzioni combinate di pasta saldante + adesivo conduttivo
Applicando sistematicamente queste tecniche chiave, i tecnici possono ottenere rendimenti di primo passaggio superiori al 99,5%.Si consiglia di implementare sistemi di monitoraggio delle finestre di processo per un'ottimizzazione continua negli ambienti di produzione.