Metode perakitan SMT baru menghilangkan bola solder meningkatkan keandalan

Dalam dunia manufaktur elektronik presisi, kekurangan mikroskopis yang disebut bola solder telah muncul sebagai tantangan yang terus menerus. bola logam kecil ini, seringkali hanya berukuran 0,2 hingga 0.3 milimeter diameterTeknologi Surface Mount (SMT), tulang punggung perakitan elektronik modern,menghadapi kerentanan khusus terhadap cacat ini yang sering muncul antara terminal komponen chip, di sekitar paket IC, atau bahkan di dalam pemasangan switch pin.

Mekanisme Pembentukan: Pertempuran Termal Dinamika yang Mikroskopis

Selama pengelasan reflow, pasta solder dan fluks mengalami transformasi dramatis ketika suhu naik di oven reflow.Pasta pengemasan beralih dari pasta tebal menjadi semi cair kental sebelum akhirnya meleleh menjadi keadaan cair sepenuhnyaPada fase kritis ini, volatilasi fluks melepaskan gas yang membentuk gelembung. gelembung ini, dipengaruhi oleh ketegangan permukaan dan ekspansi termal, dapat melarikan diri, memperluas, atau bergabung dengan yang lain.Tekanan dari menguap fluks dapat memaksa partikel solder kecil untuk terpisah dari massa pasta solder utama.

Setelah dipisahkan, partikel-partikel solder ini dapat bermigrasi ke luar area pad yang dimaksud, menetap di tepi topeng solder.Akibatnya bisa sangat parah - bola solder yang longgar bisa lepas selama operasi, yang berpotensi menyebabkan sirkuit pendek antara pin atau komponen yang berdekatan, mengorbankan keandalan dan kinerja listrik.

Sepuluh Penyebab Utama Pembentukan Bola Solder

Analisis yang komprehensif mengungkapkan sepuluh faktor utama yang berkontribusi pada pembentukan bola solder dalam proses SMT:

• Ketegangan dan Kelembaban Permukaan Paste Solder: Ketegangan permukaan yang berlebihan mencegah cakupan pad yang seragam, sementara ketegangan yang tidak cukup memungkinkan penurunan pasta di luar batas pad.
• Aktivitas dan Komposisi Fluks: Aktivitas fluks yang tidak memadai atau formulasi yang tidak tepat gagal menghilangkan oksida secara memadai, mengganggu pembasmian dan meningkatkan kemungkinan cacat.
• Efek Aliran Udara: Pengaturan aliran udara oven yang tidak tepat atau tata letak PCB dapat menciptakan turbulensi yang mengganggu perilaku solder cair.
• Faktor Desain Pad PCB: Geometri pad yang buruk, jarak, atau perawatan permukaan menghambat pembasmian solder yang tepat dan distribusi.
• Desain komponen timah: Panjang timah yang tidak tepat, bentuk, atau kompatibilitas jarak dengan bantalan menciptakan hambatan basah.
• Pengaturan Profil Reflow: Rampa prapanas cepat mencegah penguapan pelarut yang lengkap, berpotensi menyebabkan semburan solder selama aliran kembali.
• Penanganan dan Penyimpanan PCB: Kontaminasi permukaan, oksidasi, atau penyerapan kelembaban menurunkan soldering.
• Ketinggian dan Tekanan Penempatan: Parameter penempatan komponen yang salah menyebabkan distribusi pasta yang tidak merata atau penyebaran yang berlebihan.
• Kualitas dan Pengendalian Proses Paste Solder: Kekotoran material, penyimpanan yang tidak tepat, atau faktor lingkungan mempengaruhi kinerja pasta.
• Masalah Desain Aperture Stencil: Aperture yang salah selaras atau terlalu besar memudahkan pendarahan pasta di luar area bantalan.

Langkah-langkah pencegahan untuk pengurangan bola solder

Pertimbangan Fase Desain: Kemasan komponen yang cocok dengan ukuran pad yang direkomendasikan memastikan solderable optimal sambil meminimalkan penyebaran pasta berlebih.Pemeriksaan PCB yang ketat memastikan kualitas permukaan dan kondisi penyimpanan yang tepat.

Pengelolaan Bahan: Protokol penanganan pasta solder yang ketat menjaga aktivitas material dan kemampuan mencetak.

Optimasi Proses: Menyesuaikan profil aliran balik untuk sifat material tertentu memastikan aktivasi fluks lengkap sebelum suhu puncak.Penyesuaian aperture stensil berdasarkan spesifikasi komponen untuk mengontrol akurasi deposisi pasta.

Penjaminan Mutu: Analisis penyebab akar segera ketika cacat terjadi memungkinkan tindakan korektif yang tepat waktu untuk mencegah kekambuhan.

Memahami perilaku fisik dan kimia yang rumit dari bahan solder selama aliran kembali tetap mendasar untuk meminimalkan cacat.pemilihan bahan, profil termal, dan formulasi fluks, produsen dapat secara signifikan mengurangi kejadian bola solder sambil meningkatkan keandalan dan kinerja perakitan SMT.