Nieuwe SMT-assemblagemethode elimineert soldeerballen en verbetert de betrouwbaarheid

In de wereld van de precisie-elektronica-productie zijn microscopische imperfecties, zogenaamde soldeerballen, een aanhoudende uitdaging geworden.3 millimeter in diameter, kan onbeduidend lijken, maar brengt ernstige risico's met zich mee voor de betrouwbaarheid en functionaliteit van het product.wordt met name gevoelig voor deze defecten die vaak voorkomen tussen chipcomponentterminals, rond IC-pakketten, of zelfs binnen schakelaarpen.

Het vormingmechanisme: een microscopische strijd van thermische dynamica

Tijdens het terugvloeiend solderen ondergaan de soldeerpasta en de vloeistof dramatische transformaties naarmate de temperatuur in de terugvloeiende oven stijgt.De soldeerpasta verandert van een dikke pasta in een viskeuze halfvloeistof voordat ze uiteindelijk in een volledig vloeibare toestand smeltIn deze kritieke fase geeft de vluchtigheid van de vloeistof gassen vrij die bubbels vormen. Deze bubbels, beïnvloed door oppervlaktespanning en thermische uitbreiding, kunnen ontsnappen, uitdijen of samenvoegen met anderen.De druk van de expanderende vloeistofdamp kan kleine soldeerdeeltjes dwingen zich te scheiden van de hoofdsoldeerpasta massa.

Eenmaal gescheiden, kunnen deze losse soldeerdeeltjes buiten de beoogde padgebieden migreren en zich aan de randen van het soldeermasker vestigen.De gevolgen kunnen ernstig zijn - losse soldeerballen kunnen tijdens het gebruik loslopen, die mogelijk kortsluitingen veroorzaken tussen aangrenzende pinnen of componenten, waardoor zowel de betrouwbaarheid als de elektrische prestaties worden aangetast.

Tien oorzaken van de vorming van soldeerballen

Een uitgebreide analyse toont tien belangrijke factoren aan die bijdragen tot de vorming van soldeerballen in SMT-processen:

• Oppervlakspanning en bevochtigbaarheid van de soldeerpasta: Overmatige oppervlaktespanning verhindert een gelijkmatige dekking van het pad, terwijl een onvoldoende spanning het mogelijk maakt dat de pasta buiten de padgrenzen valt.
• Flusactiviteit en samenstelling: Onvoldoende vloeistofactiviteit of onjuiste formulering vermijdt oxiden onvoldoende, waardoor het bevochtigen wordt belemmerd en de kans op gebreken toeneemt.
• Effecten op de luchtstroom: Onjuiste ovenluchtstroominstellingen of PCB-opstelling kunnen turbulentie veroorzaken die het gedrag van gesmolten soldeer verstoort.
• PCB Pad Design Factoren: Slechte padgeometrie, afstanden of oppervlaktebehandeling belemmeren een goede natmaking en verdeling van de soldeer.
• Ontwerp van de componenten van lood: Onjuiste loodlengte, -vorm of -afstandsverhouding met pads creëert vochtbelemmeringen.
• Instellingen van het reflowprofiel: Snelle voorverwarmingsrampen voorkomen volledige verdamping van het oplosmiddel, waardoor potentieel spatten van de soldeer tijdens de terugstroom kunnen ontstaan.
• PCB-behandelingen en -opslag: Verontreiniging van het oppervlak, oxidatie of vochtopname verminderen de soldeerbaarheid.
• Plaatshoogte en druk: Onjuiste componentenplaatsparameters veroorzaken een onevenwichtige verspreiding van de pasta of een overmatige verspreiding.
• Kwaliteit en procescontrole van soldeerpasta: Materiële onzuiverheden, onjuiste opslag of omgevingsfactoren hebben invloed op de prestaties van de pasta.
• Ontwerpproblemen met stencilopening: Verkeerde of overgrote openingen vergemakkelijken het bloeden van de pasta buiten de padgebieden.

Voorkomende maatregelen voor de vermindering van de hoeveelheid soldeerballen

Overwegingen in de ontwerpfase: Een overeenkomstige verpakking van de onderdelen met de aanbevolen pad afmetingen zorgt voor een optimale soldeerbaarheid en minimaliseert tegelijkertijd de overtollige spreiding van de pasta.Een strenge inspectie van de binnenkomende PCB's verifieert de oppervlaktekwaliteit en de juiste opslagomstandigheden.

Materiaalbeheer: Strenge behandelingsprotocollen voor soldeerpasta's zorgen voor de activiteit en drukbaarheid van het materiaal.

Procesoptimalisatie: Door de terugstroomprofielen af te stemmen op de specifieke materiële eigenschappen wordt een volledige activatie van de stroom vóór de piektemperaturen gewaarborgd.Aanpassingen van het diafragma van het stensel op basis van de specificaties van de onderdelen om de nauwkeurigheid van de afzetting van de pasta te controleren.

Kwaliteitsborging: Een onmiddellijke analyse van de oorzaak van de defecten maakt tijdige corrigerende maatregelen mogelijk om herhaling te voorkomen.

Het begrijpen van het ingewikkelde fysieke en chemische gedrag van soldeermaterialen tijdens de terugstroom blijft fundamenteel voor de vermindering van defecten.materiaalkeuzeIn het kader van het onderzoek naar de thermische profielvorming en de fluxformulering kunnen fabrikanten het voorkomen van soldeerballen aanzienlijk verminderen en tegelijkertijd de betrouwbaarheid en prestaties van SMT-assemblage verbeteren.