ПЕЧАТНАЯ PCB - Синергия ПХБА и повторной пайки: ядро электронного производственного процесса

В области производства электроники сборка печатных плат (PCBA) и процесс повторной пайки неотделимы от двух столпов технологии. ПХБА как «скелет» и «нервная система» электронных изделий, несущих компоненты электрического соединения между функциями; и обратная пайка для обеспечения того, чтобы эти соединения были стабильными и надежными процессом сварки ядра. Мы проанализируем определение и процесс PCBA, принцип повторной пайки и технические моменты, а также синергетические отношения между этими двумя, чтобы раскрыть ее значение в современном производстве электроники.

Во-первых, PCBA: ядро сборки электронной продукции

PCBA (сборка печатной платы) относится к электронным компонентам с помощью технологии поверхностного монтажа (SMT) или технологии вставки через отверстие (THT), установленной на печатной плате (PCB), и завершить процесс сварки. Основные шаги включают:

 (1) Печать паевой пасты: точно печатать паевой пасты на подложках PCB в качестве среды для последующей пайки.

 (2) Размещение компонентов: компоненты SMD (такие как резисторы, конденсаторы, чипы), размещенные на подложках через высокоточный монтаж.

 (3) Процесс пайки: разделен на две основные технологии: повторная пайка (для компонентов SMT) и волновая пайка (для компонентов с подключением).

 (4) обнаружение и испытание: использование AOI (автоматической оптической проверки), рентгеновской проверки и других средств для обеспечения качества сварки.

Сложность PCBA заключается в том, как достичь нулевой дефектной пайки в высокоплотной, миниатюрной конструкции. Например, материнская плата современного смартфона может содержать тысячи пайочных соединений, и любая ложная пайка или мостовка приведет к функциональному сбою.

pcba

Во-вторых, пайка с повторным потоком: точная пайка "искусство температуры" печь с повторным потоком ПХБ Пайка с повторным потоком является основной технологией пайки для компонентов, установленных на поверхности (SMD) в ПХБ, которая через точное управление температурным профилем, так что пайковая паста плавится и формирует надежное соединение с пайкой. Процесс можно разделить на четыре этапа:

(1) стадия предварительного нагрева: температура медленно поднимается до около 150 ° C, активирует поток и испаряет растворитель, чтобы избежать термического удара, вызванного повреждением компонента.

(2) Даже тепловая стадия: температура стабилизируется на 170-200 ° C, чтобы обеспечить равномерное нагревание ПХД и компонентов, чтобы уменьшить напряжение разницы в температуре.

(3) стадия повторного потока: пиковая температура 220-250°С, полностью расплавленные и проникнутые в паю подушки, образование межметаллических соединений (ММС), что является ключом к прочности паевого соединения

(4) Фаза охлаждения: быстрое охлаждение для закрепления пайки, чтобы избежать грубости зерна, приводящей к повышению хрупкости8.

Технические трудности и решения:

(1)Оптимизация температурного профиля: параметры должны быть динамически корректированы в соответствии с составом паевой пасты (например, более высокой точкой плавления безсвинцовой паевой пасты) и теплоустойчивостью ПХД (например, платы с высоким Tg). 

(2) Предотвратить изгибание и искривление доски: ПХД толщиной 1,6 мм, уменьшить размер доски, использование свяжения с подносами и других методов для балансирования воздействия теплового напряжения.

(3) контроль дефектов пайки: такие как холодная пачка (температуры недостаточно), мостовка (избыток пачной пасты) и другие проблемы, которые должны контролироваться в режиме реального времени через SPC (статистический контроль процесса).

В-третьих, синергетическое воздействие ПХБА и повторной пайки

(1) фаза проектирования взаимных ограничений

Конструкция макета PCBA напрямую влияет на эффект повторной пайки. Например, PCB большого размера в печи легко нависнуть из-за самовеса, необходимо разместить перпендикулярно длинной стороне и направлению цепи, чтобы уменьшить деформацию. Кроме того, тепловая чувствительность компонентов (таких как чипы BGA) требует более точного профиля температуры повторного потока, чтобы избежать локализованного повреждения компонентов перегревом.

(2) Выбор материала соединения

ПХД: материалы с высоким значением Tg (такие как Tg ≥ 170 ° C) могут выдерживать более высокие температуры повторного потока, снижая риск искажения доски.

Состав паевой пасты: безсвинцовая паевая паста (например, сплав Sn-Ag-Cu) является экологически чистой, но имеет высокую температуру плавления, требующую длительного времени повторного потока и, возможно, увеличенного потребления энергии.

(3) Типичные случаи синергии процессов

Возьмем автомобильную электронику PCBA в качестве примера, она должна удовлетворять требованиям надежности высокой температуры и высокой вибрации среды. Благодаря оптимизации процесса повторного потока (например, защите от азота для уменьшения окисления), в сочетании с толстой конструкцией медной ПХД, можно значительно улучшить производительность антиусталости паевых соединений.

В-четвертых, будущая тенденция: интеллектуальное и зеленое производство

(1) интеллектуальное управление процессом

Повторная печь на основе Интернета вещей (IoT) может собирать данные о температуре и влажности в режиме реального времени, а через алгоритмы ИИ предсказывать дефекты сварки и реализовывать адаптивную корректировку параметров.

(2) Экологические требования стимулируют инновации

Поощрение безгалогенной пачной пасты и низкотемпературного процесса пайки соответствует директиве RoHS и также снижает потребление энергии.

(3) Проблемы миниатюризации

С популяризацией компонентов пакета 01005 (0,4 мм × 0,2 мм), более высокие требования к точности печати паевой пасты и однородности температуры повторного потока.

Синергия между PCBA и повторной пачкой отражает глубокое соединение тройки "дизайн-материал-процесс" в производстве электроники. печь для повторного потока печи в будущем с популяризацией 5G, AIoT и других технологий оба будут продолжать содействовать эволюции электронного оборудования в более высокой производительности, меньших размерах, более экологически чистом направлении. Только благодаря междисциплинарной технологической интеграции и непрерывным инновациям мы можем решить все более сложные производственные задачи!