При производстве В. ПХД Электрические соединения между электронными компонентами и печатной платой достигаются путем прокладки проводов на поверхности печатной платы, установки электронных компонентов, а затем их пайки. Хорошие соединения и прочность паяных швов имеют решающее значение для нормальной работы печатных плат.
1. Цели проектирования незаполненных паяных соединений
- Функциональность тестовой точки
- Электрические испытания: Открытые участки меди служат контрольными точками для осциллографов, тестеров с летающими щупами и других подобных устройств.
- Верификация процесса: Контрольные точки, расположенные после пайки волной, проверяют параметры процесса.
- Специальные требования к конструкции
- Теплоотвод: Открытая медь в сильноточных трассах улучшает тепловые характеристики (требуется расчет пропускной способности по току).
- Отладка радиочастот: Точки проверки импеданса без маскировки для высокочастотных схем (рекомендуется золотое покрытие).
2. Механизмы воздействия на электрические характеристики
| Измерение воздействия | Механизм | Типичный сценарий |
|---|
| Сопротивление контактов | Оксидные слои увеличивают импеданс в 3-5 раз | Чрезмерное падение напряжения в силовых цепях |
| Потеря высокочастотного сигнала | Несоответствие импеданса вызывает обратные потери (>3 дБ) | Увеличение коэффициента битовых ошибок в модулях 5G |
| Тепловая надежность | Более высокое термическое сопротивление повышает температуру спаев на 10-15°C | Преждевременный выход из строя силовых МОП-транзисторов |
3. Методы контроля качества паяных соединений
- Решения промышленного класса
- 3D SPI: Измерение толщины паяльной пасты (точность ±5 мкм)
- Микрофокусный рентген: Обнаружение пустот BGA на уровне 0,2 мкм (коэффициент обнаружения 99,7%)
- Экономически эффективные решения
- Проникновение красного красителя: Недорогое обнаружение трещин (экономия 80%)
- Тепловидение: Выявляет холодные суставы по температурным аномалиям
4. Основные параметры управления процессом
Профиль пайки оплавлением (пример бессвинцового процесса)
- Предварительный нагрев: 150°C (скорость нарастания 1-2°C/с)
- Время выдержки: 90 секунд (стабилизация ±5°C)
- Пиковая температура: 245°C (продолжительность 30-45 секунд)
- Скорость охлаждения: 3°C/с (предотвращает тепловой удар)
Общие проблемы и решения
Вопрос 1: Проблемы с целостностью сигнала в высокочастотных схемах - подозрение на незаполненные паяные соединения?
A1: Используйте рефлектометрию с временной диаграммой направленности (TDR) для обнаружения разрывов импеданса, а затем проверьте их с помощью рентгена. Рекомендации:
- Используйте сплавы припоя с низкими потерями (например, SnAgCu).
- Разработка точек тестирования с компенсацией импеданса
Вопрос 2: Как быстро устранить холодные паяные соединения в массовом производстве?
A2: Реализуйте трехступенчатый метод управления:
- Оптимизация трафарета: Увеличьте размер апертуры на 5%
- Азотная атмосфера: Поддерживайте уровень O₂ <1000ppm
- Поточный AOI: добавление контроля бокового обзора
Q3: Окисление меди во влажной среде, вызывающее плохой контакт?
A3: Трехуровневая стратегия защиты:
- Основной: Золото с погружением в никель (ENIG)
- Вторичное: локальное конформное покрытие (УФ-отверждаемая смола)
- Третичный: Водонепроницаемая конструкция с классом защиты IP67