Üretim sırasında PCB devre kartları, elektronik bileşenler ve devre kartı arasındaki elektrik bağlantıları, devre kartının yüzeyine kablo döşenmesi, elektronik bileşenlerin takılması ve ardından yerlerine lehimlenmesi ile elde edilir. İyi bağlantılar ve lehim bağlantılarının gücü devre kartlarının normal çalışması için kritik öneme sahiptir.
1. Dolgusuz Lehim Bağlantılarının Tasarım Amaçları
- Test Noktası İşlevselliği
- Elektriksel Test: Açıkta kalan bakır alanlar osiloskoplar, uçan prob test cihazları ve diğer benzer cihazlar için test noktaları görevi görür.
- Süreç Doğrulaması: Yeniden akış / dalga lehimleme sonrası, test noktaları proses parametrelerini doğrular.
- Özel Tasarım Gereklilikleri
- Isı Yayılımı: Yüksek akım hatlarında açıkta kalan bakır termal performansı artırır (akım taşıma kapasitesi hesaplamaları gerektirir).
- RF Hata Ayıklama: Yüksek frekanslı devreler için maskesiz empedans test noktaları (altın kaplama önerilir).
2. Elektriksel Performans Etki Mekanizmaları
| Etki Boyutu | Mekanizma | Tipik Senaryo |
|---|
| Temas Direnci | Oksit katmanlar empedansı 3-5 kat artırır | Güç devrelerinde aşırı voltaj düşüşü |
| Yüksek Frekanslı Sinyal Kaybı | Empedans uyumsuzlukları geri dönüş kaybına neden olur (>3dB) | 5G modüllerinde artan bit hata oranları |
| Termal Güvenilirlik | Daha yüksek termal direnç bağlantı sıcaklıklarını 10-15°C yükseltir | Güç MOSFET'lerinde erken arıza |
3. Lehim Eklemi Kalite Kontrol Teknikleri
- Endüstriyel Sınıf Çözümler
- 3D SPI: Lehim pastası kalınlığı ölçümü (±5μm hassasiyet)
- Mikrofokus X-ray: 0,2μm seviyesindeki BGA boşluklarını algılar (99,7% algılama oranı)
- Kırmızı Boya Penetrasyonu: Düşük maliyetli çatlak tespiti (80% tasarruf)
- Termal Görüntüleme: Sıcaklık anomalileri yoluyla soğuk bağlantıları belirler
4. Temel Süreç Kontrol Parametreleri
Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz Proses Örneği)
- Ön ısıtma: 150°C (1-2°C/s rampa hızı)
- Islatma Süresi: 90 sn (±5°C stabilizasyon)
- En Yüksek Sıcaklık: 245°C (30-45 sn süre)
- Soğutma Hızı: 3°C/s (termal şoku önler)
Yaygın Sorunlar ve Çözümler
S1: Yüksek frekanslı devrelerde sinyal bütünlüğü sorunları - dolgusuz lehim bağlantılarından mı şüpheleniliyor?
A1: Empedans süreksizliklerinin yerini belirlemek için Zaman Tanımlı Reflektometri (TDR) kullanın, ardından X-ray ile doğrulayın. Öneriler:
- Düşük kayıplı lehim alaşımları kullanın (örn. SnAgCu)
- Empedans kompanzasyonlu test noktaları tasarlayın
S2: Seri üretimde soğuk lehim bağlantıları nasıl hızlı bir şekilde ele alınır?
A2: Üç aşamalı bir kontrol yöntemi uygulayın:
- Şablon optimizasyonu: Açıklık boyutunu 5% kadar artırın
- Azot atmosferi: O₂ seviyelerini <1000ppm olarak koruyun
- Inline AOI: Yandan görünüm denetimi ekleyin
S3: Nemli ortamlarda maruz kalan bakır oksidasyonu, zayıf temasa neden oluyor mu?
A3: Üç kademeli koruma stratejisi:
- Birincil: Akımsız Nikel Daldırma Altın (ENIG)
- İkincil: Yerel konformal kaplama (UV ile kürlenebilen reçine)
- Üçüncül: IP67 sınıfı su geçirmez tasarım