Quando la produzione PCB Le connessioni elettriche tra i componenti elettronici e la scheda si ottengono stendendo il cablaggio sulla superficie della scheda, installando i componenti elettronici e poi saldandoli in posizione. La qualità delle connessioni e la resistenza dei giunti di saldatura sono fondamentali per il normale funzionamento delle schede a circuito.
1. Scopi progettuali delle giunzioni a saldare non riempite
- Funzionalità del punto di prova
- Test elettrici: Le aree di rame esposte servono come punti di prova per oscilloscopi, tester a sonda volante e altri dispositivi simili.
- Verifica del processo: Dopo il riflusso/saldatura a onda, i punti di prova convalidano i parametri di processo.
- Requisiti speciali di progettazione
- Dissipazione del calore: Il rame esposto nelle tracce ad alta corrente migliora le prestazioni termiche (richiede il calcolo della capacità di trasporto della corrente).
- Debug RF: Punti di test dell'impedenza non mascherati per circuiti ad alta frequenza (si consiglia la doratura).
2. Meccanismi di impatto delle prestazioni elettriche
Dimensione d'impatto | Meccanismo | Scenario tipico |
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Resistenza di contatto | Gli strati di ossido aumentano l'impedenza di 3-5 volte | Caduta di tensione eccessiva nei circuiti di alimentazione |
Perdita di segnale ad alta frequenza | I disadattamenti di impedenza causano perdite di ritorno (>3dB) | Aumento del tasso di errore di bit nei moduli 5G |
Affidabilità termica | La maggiore resistenza termica aumenta le temperature di giunzione di 10-15°C. | Guasto prematuro nei MOSFET di potenza |
3. Tecniche di ispezione della qualità dei giunti a saldare
- Soluzioni di livello industriale
- SPI 3D: Misura dello spessore della pasta saldante (precisione di ±5μm)
- Microfocus a raggi X: Rileva vuoti BGA a livello di 0,2μm (tasso di rilevamento 99,7%)
- Soluzioni economicamente vantaggiose
- Penetrazione del colorante rosso: Rilevamento di crepe a basso costo (risparmio 80%)
- Termografia: Identifica i giunti freddi attraverso le anomalie di temperatura.
4. Parametri chiave di controllo del processo
Profilo di saldatura a riflusso (esempio di processo senza piombo)
- Preriscaldamento: 150°C (velocità di rampa di 1-2°C/s)
- Tempo di immersione: 90 sec (stabilizzazione ±5°C)
- Temperatura di picco: 245°C (durata 30-45 secondi)
- Velocità di raffreddamento: 3°C/s (evita lo shock termico)
Problemi e soluzioni comuni
D1: Problemi di integrità del segnale nei circuiti ad alta frequenza: sospetti di giunti di saldatura non riempiti?
A1: Usare la riflettometria nel dominio del tempo (TDR) per individuare le discontinuità di impedenza, quindi verificare con i raggi X. Raccomandazioni:
- Utilizzare leghe di saldatura a bassa perdita (ad esempio, SnAgCu).
- Progettazione di punti di test con compensazione dell'impedenza
D2: Come affrontare rapidamente i giunti di saldatura freddi nella produzione di massa?
A2: Implementare un metodo di controllo a tre stadi:
- Ottimizzazione dello stencil: Aumento della dimensione dell'apertura di 5%
- Atmosfera di azoto: Mantenere i livelli di O₂ <1000ppm
- AOI in linea: aggiunta ispezione con vista laterale
D3: L'ossidazione del rame esposto in ambienti umidi causa un cattivo contatto?
A3: Strategia di protezione a tre livelli:
- Primario: Oro a immersione in nichel chimico (ENIG)
- Secondario: Rivestimento conformale locale (resina polimerizzabile con raggi UV)
- Terziario: Design impermeabile con grado di protezione IP67