روش مونتاژ SMT جدید، توپ های سولدر را از بین می برد و قابلیت اطمینان را افزایش می دهد

در دنیای تولید الکترونیک دقیق، نقص های میکروسکوپی به نام توپ های جوش دهنده به عنوان یک چالش مداوم ظاهر شده اند. این کره های فلزی کوچک، که اغلب فقط 0.2 تا 0 اندازه دارند.قطر 3 میلی متر، ممکن است ناچیز به نظر برسد اما خطرات جدی برای قابلیت اطمینان و عملکرد محصول ایجاد می کند.با آسیب پذیری ویژه ای در برابر این نقص ها مواجه است که معمولاً بین پایانه های قطعات تراشه ظاهر می شود، در اطراف بسته های IC، یا حتی در داخل مجموعه های پین سوئیچ.

مکانیسم شکل گیری: یک نبرد میکروسکوپی در دینامیک حرارتی

در طول جوشاندن مجدد، خمیر جوش و جریان با افزایش دمای کوره جریان مجدد تغییراتی چشمگیری را تجربه می کنند.خمیر جوش از یک خمیر ضخیم به یک نیمه مایع چسبناک تبدیل می شود قبل از اینکه در نهایت به حالت کاملا مایع ذوب شوددر این مرحله بحرانی، تنش جریان گاز هایی را آزاد می کند که حباب هایی را تشکیل می دهند. این حباب ها تحت تأثیر تنش سطحی و گسترش حرارتی، می توانند فرار کنند، گسترش یابند یا با دیگران ادغام شوند.فشار ناشی از گسترش بخار جریان می تواند ذرات کوچک پایش را مجبور به جدا شدن از توده اصلی پایش کند.

هنگامی که جدا شوند، این ذرات جوش دهنده ممکن است فراتر از مناطق مورد نظر حرکت کنند، در لبه های ماسک جوش دهنده قرار بگیرند. پس از خنک شدن، آنها به نقایص دائمی کروی تبدیل می شوند.عواقب آن می تواند جدی باشد - توپ های جوش نرم در طول کار ممکن است جدا شوند، که به طور بالقوه باعث ایجاد مدار کوتاه بین پین ها یا اجزای مجاور می شود و هم قابلیت اطمینان و هم عملکرد الکتریکی را به خطر می اندازد.

ده علت اصلی شکل گیری توپ جوش

تجزیه و تحلیل جامع ده عامل اصلی را نشان می دهد که به تشکیل توپ های جوش در فرآیندهای SMT کمک می کند:

• تنش و رطوبت سطح پسته جوش: تنش سطحی بیش از حد مانع از پوشش یکنواخت پد می شود، در حالی که تنش ناکافی اجازه می دهد تا چسب از مرزهای پد خارج شود.
• فعالیت و ترکیب جریان: فعالیت ناکافی جریان یا فرمولاسیون نامناسب به اندازه کافی اکسید ها را از بین نمی برد، باعث کاهش رطوبت و افزایش احتمال نقص می شود.
• اثرات جریان هوا: تنظیمات نادرست جریان هوا در کوره یا طرح PCB می تواند آشفتگی ایجاد کند که رفتار جوش ذوب شده را مختل می کند.
• عوامل طراحی پد PCB: هندسه ی بد پد، فاصله یا درمان سطح باعث نمی شود خیس شدن و توزیع مناسب جوش شود.
• طراحی اجزای سرب: عدم مناسب بودن طول سرب، شکل یا فاصله با پد ها مانع خیس شدن می شود.
• تنظیمات پروفایل Reflow: رمپ های پیش گرم کردن سریع از تبخیر کامل حلال جلوگیری می کنند و به طور بالقوه باعث پاشیدن جوش در هنگام جریان مجدد می شوند.
• نگهداری و نگهداری PCB: آلودگی سطح، اکسیداسیون یا جذب رطوبت قابلیت جوش را کاهش می دهد.
• ارتفاع و فشار قرار دادن: پارامترهای قرار دادن قطعات نادرست باعث توزیع نابرابر خمیر یا گسترش بیش از حد می شود.
• کنترل کیفیت و فرآیند پاست جوش: ناخالصی مواد، نگهداری نامناسب یا عوامل محیطی بر عملکرد خمیر تاثیر می گذارد.
• مسائل طراحی گشایش ستینسل: افتاب های اشتباه یا بیش از حد بزرگ باعث خونریزی خمیر خارج از مناطق پد می شود.

اقدامات پیشگیرانه برای کاهش توپ های جوش

ملاحظات مرحله طراحی: بسته بندی قطعات متناسب با ابعاد توصیه شده پد تضمین می کند که قابلیت سولدر شدن بهینه در حالی که گسترش بیش از حد خمیر را به حداقل می رساند.بازرسی دقیق PCB وارد کننده کیفیت سطح و شرایط مناسب ذخیره سازی را تأیید می کند.

مدیریت مواد: پروتکل های سختگیرانه دستکاری خمیر جوش فعالیت مواد و قابلیت چاپ را حفظ می کند. کنترل های زیست محیطی از تخریب مربوط به رطوبت جلوگیری می کند.

بهینه سازی فرآیند: سازگاری پروفایل های جریان مجدد با خواص خاص مواد، فعال سازی کامل جریان را قبل از دمای اوج تضمین می کند.تنظیم دیافراگم استنسل بر اساس مشخصات قطعات کنترل دقت رسوب خمیر.

تضمین کیفیت: تجزیه و تحلیل فوری علت ریشه در صورت بروز نقص ها، اقدامات اصلاحی را در زمان مناسب برای جلوگیری از تکرار امکان پذیر می کند.

درک رفتارهای پیچیده فیزیکی و شیمیایی مواد جوش دهنده در طول جریان مجدد همچنان برای به حداقل رساندن نقص اساسی است.انتخاب مواد، پروفایل حرارتی و فرمولاسیون جریان، تولید کنندگان می توانند به طور قابل توجهی بروز توپ های جوش را کاهش دهند در حالی که قابلیت اطمینان و عملکرد مجمع SMT را افزایش می دهند.