Quando o fabrico PCB Nas placas de circuito impresso, as ligações eléctricas entre os componentes electrónicos e a placa de circuito impresso são conseguidas através da colocação de cabos na superfície da placa de circuito impresso, da instalação de componentes electrónicos e da sua posterior soldadura. Boas ligações e a resistência das juntas de soldadura são fundamentais para o funcionamento normal das placas de circuitos.
1. Objectivos de conceção das juntas de solda sem enchimento
- Funcionalidade do ponto de teste
- Testes eléctricos: As áreas de cobre expostas servem como pontos de teste para osciloscópios, testadores de sonda voadora e outros dispositivos semelhantes.
- Verificação do processo: Pós-refluxo/soldadura por onda, os pontos de teste validam os parâmetros do processo.
- Requisitos especiais de conceção
- Dissipação de calor: O cobre exposto em traços de alta corrente melhora o desempenho térmico (requer cálculos da capacidade de transporte de corrente).
- Depuração de RF: Pontos de teste de impedância sem máscara para circuitos de alta frequência (recomenda-se o revestimento a ouro).
2. Mecanismos de impacto no desempenho elétrico
| Dimensão do impacto | Mecanismo | Cenário típico |
|---|
| Resistência de contacto | As camadas de óxido aumentam a impedância 3-5x | Queda excessiva de tensão nos circuitos de alimentação |
| Perda de sinal de alta frequência | As incompatibilidades de impedância causam perda de retorno (>3dB) | Aumento das taxas de erro de bit nos módulos 5G |
| Fiabilidade térmica | A resistência térmica mais elevada aumenta as temperaturas de junção em 10-15°C | Falha prematura em MOSFETs de potência |
3. Técnicas de inspeção da qualidade das juntas de soldadura
- Soluções de nível industrial
- 3D SPI: Medição da espessura da pasta de soldadura (precisão de ±5μm)
- Raio X de microfoco: Detecta vazios BGA de nível 0,2μm (taxa de deteção de 99,7%)
- Penetração de corante vermelho: Deteção de fissuras a baixo custo (poupança 80%)
- Imagem térmica: Identifica as juntas frias através de anomalias de temperatura
4. Parâmetros-chave de controlo do processo
Perfil de soldadura por refluxo (exemplo de processo sem chumbo)
- Pré-aquecimento: 150°C (taxa de rampa de 1-2°C/s)
- Tempo de imersão: 90 seg (±5°C de estabilização)
- Temperatura de pico: 245°C (duração de 30-45 segundos)
- Taxa de arrefecimento: 3°C/s (evita o choque térmico)
Problemas comuns e soluções
Q1: Problemas de integridade do sinal em circuitos de alta frequência - suspeita de juntas de solda não preenchidas?
A1: Utilizar a Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para localizar descontinuidades de impedância e, em seguida, verificar com raios X. Recomendações:
- Utilizar ligas de solda de baixa perda (por exemplo, SnAgCu)
- Conceber pontos de teste com compensação de impedância
Q2: Como resolver rapidamente as juntas de soldadura a frio na produção em massa?
A2: Aplicar um método de controlo em três fases:
- Otimização do estêncil: Aumentar o tamanho da abertura em 5%
- Atmosfera de azoto: Manter os níveis de O₂ <1000ppm
- AOI em linha: Adicionar inspeção de vista lateral
Q3: Oxidação do cobre exposto em ambientes húmidos, causando mau contacto?
A3: Estratégia de proteção em três níveis:
- Primário: Ouro de imersão em níquel eletrolítico (ENIG)
- Secundário: Revestimento conformal local (resina curável por UV)
- Terciário: Design à prova de água com classificação IP67