Nuovo metodo di assemblaggio SMT elimina le sfere di saldatura e migliora l'affidabilità

Nel mondo della produzione di elettronica di precisione, imperfezioni microscopiche chiamate sfere di saldatura sono emerse come una sfida persistente.3 mm di diametroLa tecnologia di montaggio superficiale (SMT), la spina dorsale dell'assemblaggio elettronico moderno, è stata utilizzata per la costruzione di apparecchiature per la produzione di apparecchiature per la produzione di apparecchiature per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparecchi per la produzione di apparesi trova particolarmente vulnerabile a tali difetti che si verificano comunemente tra i terminali dei componenti del chip, attorno ai pacchetti IC, o anche all'interno di gruppi di pin di interruttore.

Il meccanismo di formazione: una battaglia microscopica della dinamica termica

Durante la saldatura a reflusso, la pasta di saldatura e il flusso subiscono drammatiche trasformazioni man mano che le temperature aumentano nel forno a reflusso.La pasta di saldatura passa da una pasta spessa a un semi-liquido viscoso prima di fondere finalmente in uno stato completamente liquidoIn questa fase critica, la volatilizzazione del flusso rilascia gas che formano bolle. Queste bolle, influenzate dalla tensione superficiale e dall'espansione termica, possono scappare, espandersi o fondersi con altre.La pressione di espansione del flusso di vapore può costringere piccole particelle di saldatura a separarsi dalla massa principale della pasta di saldatura.

Una volta separate, queste particelle di saldatura possono migrare oltre le aree previste, depositandosi ai bordi della maschera di saldatura.Le conseguenze possono essere gravi: durante l'operazione possono staccarsi sfere di saldatura sciolte, potenzialmente causando cortocircuiti tra perni o componenti adiacenti, compromettendo sia l'affidabilità che le prestazioni elettriche.

Dieci cause fondamentali della formazione di una palla di saldatura

Un'analisi completa rivela dieci fattori principali che contribuiscono alla formazione di sfere di saldatura nei processi SMT:

• Tensione superficiale e umidità della pasta di saldatura: un'eccessiva tensione superficiale impedisce una copertura uniforme del pad, mentre una tensione insufficiente consente il crollo della pasta oltre i confini del pad.
• Attività e composizione del flusso: l'attività insufficiente del flusso o la formulazione impropria non eliminano sufficientemente gli ossidi, compromettendo l'umidità e aumentando la probabilità di difetti.
• Effetti del flusso d'aria: Impostazioni improprie del flusso d'aria del forno o del layout del PCB possono creare turbolenze che alterano il comportamento della saldatura fusa.
• Fattori di progettazione del pad PCB: una geometria, una spaziatura o un trattamento superficiale insufficienti impediscono una corretta bagnatura e distribuzione della saldatura.
• Progettazione del piombo dei componenti: Una lunghezza, una forma o una compatibilità insufficienti con i cuscinetti crea ostacoli all'umidità.
• Impostazioni del profilo di reflow: le rampe di riscaldamento rapido impediscono l'evaporazione completa del solvente, causando potenzialmente schizzi di saldatura durante il rientro.
• Manipolazione e stoccaggio dei PCB: la contaminazione superficiale, l'ossidazione o l'assorbimento dell'umidità degradano la solderabilità.
• Altezza e pressione: i parametri di posizionamento dei componenti non corretti causano una distribuzione irregolare della pasta o un'eccessiva diffusione.
• Controllo della qualità e del processo della pasta di saldatura: Le impurità del materiale, la conservazione impropria o i fattori ambientali influenzano le prestazioni della pasta.
• Problemi di progettazione dell'apertura dello stencil: Aperture mal allineate o di grandi dimensioni facilitano il sanguinamento della pasta al di là delle aree del cuscinetto.

Misure preventive per la riduzione delle sfere di saldatura

Considerazioni relative alla fase di progettazione: L'imballaggio dei componenti corrispondente alle dimensioni raccomandate dei pad garantisce una solderabilità ottimale riducendo al minimo l'eccesso di diffusione della pasta.L'ispezione rigorosa dei PCB in entrata verifica la qualità della superficie e le condizioni di stoccaggio adeguate.

Gestione dei materiali: stretti protocolli di gestione della pasta di saldatura mantengono l'attività del materiale e la sua stampabilità.

Ottimizzazione dei processi: L'adeguamento dei profili di reflusso alle specifiche proprietà del materiale garantisce una completa attivazione del flusso prima delle temperature di picco.Regolazione dell'apertura dello stencil in base alle specifiche del componente per controllare la precisione di deposizione della pasta.

Assicurazione della qualità: L'analisi immediata delle cause profonde quando si verificano difetti consente di adottare tempestivamente azioni correttive per prevenire la recidiva.

La comprensione dei complessi comportamenti fisici e chimici dei materiali di saldatura durante il riflusso rimane fondamentale per ridurre al minimo i difetti.selezione del materiale, profilazione termica e formulazione del flusso, i produttori possono ridurre significativamente la presenza di sfere di saldatura migliorando al contempo l'affidabilità e le prestazioni dell'assemblaggio SMT.