PCB lehim topları hakkında, Bir lehim topu, bir çip paketini ve bir PCB’yi bağlamayı sağlayan bir lehim küresidir. Çok çipli panellerde istiflenmiş kutuları bağlamak için lehim kartlarını da kullanabilirsiniz.
Devre kartlarına manuel olarak veya otomatik ekipmanla monte edilebilirler. Yerleşimleri genellikle yapışkan bir akı ile sabitlenir.
Ancak lehim topları iki ucu keskin bir kılıçtır. Lehim topları aynı zamanda SMT montaj işlemlerinden kaynaklanan en yaygın kusurdur. 0,13 mm izlerin içine yerleştirilmiş veya 0,13 mm’den daha geniş bir lehim topu, minimum elektrik boşluğu ilkesini ihlal eder.
Bir lehim topunun monte edilmiş bir PCB’de kusurlara yol açmasına neden olabilecek hatalar sayısızdır. IPC’ye göre, lehim topları sıkıca yerinde tutulduğu sürece kusurlara neden olmaz. Bu makale lehim toplarının iyi, kötü ve çirkin yanlarını incelemektedir.
1 、 Lehim Topu nedir?
Lehim topları, geometrilerinden dolayı lehim yumruğu veya lehim küresi olarak da adlandırılır. Bir lehim topu, çip paketlerini PCB’ye bağlamak için kullanılan küresel bir lehimleme parçasıdır.
Lehim topları, sıralı akış / söndürme veya yeniden akış süreçleriyle oluşturulur. Bu işlemlerden geçtikten sonra yağdan arındırılır ve sınıflandırılır.
Bir lehim topunun temas güvenilirliğini, top şeklini bozuk para şeklinde düzleştirerek artırabilirsiniz. Böyle bir lehim topuna bozuk para lehim topu diyoruz.
Lehim Topları PCB İçin Kötü Bir Haber Olduğunda
Bir lehim topu ayrıca bir PCB’de kusurlara neden olabilir. Bir PCB elektroniğinin elektriksel güvenilirliğini zayıflatabilirler. 0,13 mm iz aralığı içinde veya 0,13 mm’den daha geniş bir çapa sahip lehim bilyeleri, minimum elektrik boşluğu ilkesini ihlal eder.
IPC A 610 standardı, <= 0,13 mm çapında lehim kartlarının bile kusurlara neden olabileceğini şart koşar. Bu tür kusurlar, öngörülen çapa sahip beş lehim topu 100mm ^ 2 ile yerleştirildiğinde ortaya çıkar.
Otomatik yeniden akış sırasında ve elle lehimleme sırasında yanlışlıkla zararlı lehim topları oluşturabilirsiniz. Lehim topu temiz olmayan kalıntı veya uyumlu kaplamada bükülmediğinde, bir felaket haline gelir.
Bununla birlikte, topun temiz olmayan bir kalıntıya mı yoksa uyumlu bir kaplamaya mı hapsolduğunu belirlemek karmaşık olabilir. Ancak, bunu belirlemek için kullanabileceğiniz doğal ve güvenilir bir yol, onu fırçayla süpürmektir.
Fırçayla vurduktan sonra yerinde kalırsa, herhangi bir kusura neden olmaz. IPC’nin konuyla ilgili görüşü budur.
Sorunlu bir lehim topunu gidermenin başka yolları da vardır. En etkili sorun giderme yöntemi, önce istenmeyen lehim topunun oluştuğu aşamayı belirlemeye çalışır.
Kusurlu lehim topu, baskı işlemi, al ve yerleştir yöntemi veya yeniden akış işlemi sırasında ortaya çıkabilir.
Lehim topları çoğu tüketici elektroniğinin ayrılmaz parçalarıdır. Bununla birlikte, tüketiciler giderek daha akıllı, güçlü ve taşınabilir elektronikler talep ettikçe, lehim kartlarıyla bunu doğru yapmak daha kritik hale geliyor.
Bununla birlikte, lehim topları, elektrik devresinin en karmaşık ve hassas bileşenlerinden biri olmaya devam etmektedir. Kullanımı yüksek derecede vicdan gerektirir.
Lehim toplarını yerleştirmenin en iyi yolunu öğrenmek ister misiniz? Okumaya devam etmek.
Lehim Topu
2 、 Lehim Küresel Vana
Bir lehim bilyeli valf, bir PCB’deki çoklu çip yığınları arasında bir bağlayıcı görevi görebilir. Yığının çeşitli katmanları arasındaki elektronların ve sinyallerin akışını düzenlemeye hizmet edebilir.
Lehim küresel vanaları genellikle bir Ball Grid Array (BGA) içinde bulunur. Bir BGA genellikle çift hat içi veya düz bir paketten daha fazla bağlantı sağlar.
Küresel Vana Nasıl Lehimlenir
Burada açıklanan yöntem, bir bilyeli toplama aleti kullanılarak BGA paketlerine lehim bilyeli vanaların yerleştirilmesi etrafında döner. Birincil amaç, bir alt tabaka üzerinde bir dizi lehim topu oluşturmaktır.
Bu alt tabakayı, diğer alt tabakalar üzerindeki iletken siteleri birbirine bağlamak için kullanacaksınız.
Yöntemi uygulamak için bir top alma aracına ihtiyacınız olacak. Bu bilye toplama aracı, akışkanlaştırılmış bir bilye haznesinden lehim bilyelerini almak için vakumlu emme kullanır. Bu, önceden hazırlanmış lehim topları içeren bir lehim topu rezervuarına ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
Rezervuar ayrıca ek maddelerle birlikte gelmelidir. Bu aynı zamanda en az bir vakuma ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Bu aynı zamanda aletin ağzına emiş gücü sağlamak için en az bir vakum kaynağına ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
Vakumlu emme aleti, önceden hazırlanmış bir lehim aletini almak için en az bir deliğe sahiptir. Aynı zamanda bir vakum kaynağına bağlı bir bilyeli yuva ve kontrol edilebilir bir basınç kaynağı ile birlikte gelir.
Alet, toplanan lehim toplarını bir substratın iletken bölgelerine enjekte etmek için bir gaz jeti kullanır.
Teknolojinin başka bir düzenlemesinde, alt tabakanın pedleri bir akışkanlaştırılmış bilyeli rezervuara yerleştirilir. Kaplama, havuzdaki lehim bilyelerini çeken ve bunlarla birleşen bir flux veya yapıştırıcı ile uygulanır.
Yine de, lehim toplarını kullanmanın en iyi yolları hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Bunu sonraki bölümde öğreneceksin.
Lehim Topu
3 、 Lehim Topu Nasıl Yapılır?
En eski ve yaygın olarak kullanılan lehim topu oluşturma yöntemlerinden biri 3-Delikli tasarımdır. Bu yöntemde, önce bir katı lehim alaşımı, tercihen bir Sn63Pb37 veya bir Kurşunsuz lehim alarak başlarsınız.
Lehim alaşımını bir lehim teli veya bir lehim tabakası haline getirin. Bir tel için, teli küçük parçalara ayırın ve bir lehim tabakası için lekeleri çıkarın. Parçaları ve uçları, 2 mm çapında bir lehim topunun hacmini doğru bir şekilde verecek ölçülerde kesin.
Daha sonra parçaları ve benekleri eritmek için bir sıcak yağ kolonuna yerleştirin. Sıcak ham petrol sütununun üst bölümü, erime noktasının üzerinde bir sıcaklığa sahip olmalıdır. Ayrıca, alt bölümün sıcaklığı erime noktasının altında olmalıdır.
Sıcak yağ kolonundaki parçalar ve benekler eridiğinde istediğiniz lehim toplarını elde edeceksiniz. Ardından, topları yapışkan bir sıvı içinde soğutun.
Sütunda oksitlerin varlığının bilyelerin küresel şeklini bozabileceğine dikkat edin. Bununla birlikte, bunu önlemek için sütunun üzerine bir akı filmi yerleştirebilirsiniz.
Bu yöntem oldukça verimli ve düşük maliyetlidir. Bu yöntemle, herhangi bir orifiste saniyede 7.000’e kadar yüksek kaliteli lehim topu oluşturabilirsiniz. Bununla birlikte, tekniğin dezavantajları da var.
Yeni başlayanlar için, teknik kontaminasyonla dolu olabilir ve dağınık olabilir. Değerlerini ölçebilmenize rağmen, topların her birinin farklı bir ağırlığı olacaktır. Ayrıca,% 1.5’lik bir toleransla toplar elde etmek neredeyse imkansızdır.
Şekillendirilmiş Lehim Topu Üzerindeki Ambalajın Önemi
Yukarıda belirtildiği gibi, oksitlerin varlığı lehim topunun şeklini bozabilir. Lehim toplarının oksidasyonunu önlemenin bir yolu ambalajlamadır.
Paketleme sadece oksijenin atılmasını engellemekle kalmaz, aynı zamanda son kullanma tarihlerinden sonra bile lehim toplarının raf ömrünü uzatabilir.
Kusurlu lehim kartlarının nasıl önleneceği hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Bir sonraki bölüm cevapları içeriyor.
Lehim Topu
4 、 El Lehimleme Sırasında Lehim Toplarının Sebepleri Nedir?
İşte lehim toplarının bazı nedenleri.
Nem
Lehim pastanızdaki nem, yeniden akış sırasında lehim toplarının patlamasına neden olabilir. Soğutma sırasında lehim pastasına su sızar.
Macun buzdolabından çıkardıktan sonra oda sıcaklığına ulaşmazsa nemi emecektir. Ancak suyu pişirerek ortadan kaldırabilirsiniz.
Devre kartı
Kartın kendisi elle lehimleme sırasında istenmeyen lehim toplarına neden olabilir. Kartı temizlemek için kullanılan hava, nem veya alkol, kartın istenmeyen lehim topları vermesine neden olabilir.
Bu kirletici maddeler, çatlak veya eksik kaplamalı bir tahtanın katmanları, açık yolları ve açık delikleri arasına girebilir. Dahası, kart yeniden akış sırasında ısındığında, bu kirleticiler dışarı atılır. Ani kaçışları gazları her yöne fırlatır ve sonuç olarak karta sıvı lehim üfler. Macun akı gazları, panelin yüzeye yakın bölümlerinden kaçtıklarında da bu etkiyi yaratabilir.
Tahtanız açık kenarlar, vias çatlakları ve açık deliklerden kirletici maddeleri kabul ederse, fazla umut yoktur. Sıkışan havayı uzaklaştıramayacağınız için büyük olasılıkla tahtayı yeniden yapmanız gerekecektir.
Macun gazları panonun altından fışkırıyorsa, bunu macun miktarını azaltarak çözebilirsiniz. Macun içindeki uçucu madde miktarını en aza indirerek de bunu düzeltebilirsiniz.
Lekeli Şablonlar
Şablonunuz lehim pastasını ayırt edici bir şekilde biriktiriyor olabilir. Kullandığınız şablon altı temizleme işleminin verimli ve kapsamlı olmasını sağlamanız gerekir.
Çok kalın olan uygun olmayan bir şablon silme rulosu kullanıyor olabilirsiniz. Kaydın uygun olmayan kalınlığı, topların şablonun alt tarafına yayılmasına neden olabilir. Dahası, şablonu bir PCB üzerinde kullandığınızda, fazladan toplar tahtaya bırakılır.
Uygun Olmayan Lehim Pastası Formülasyonu
Kötü formüle edilmiş lehim pastaları, ısı geri akışı sırasında patlayabilir ve sıvı lehimlerini rastgele olarak pano boyunca üfleyebilir. Uçucu maddeler genellikle patlamanın en olası nedenleridir.
Bu gibi durumlarda, ön ısıtma rampa oranını düşürerek bu tür patlamaları önleyebilirsiniz. Bu, uçucu malzemenin ani gaz çıkışı olmaksızın itilmesine izin verir. Ancak, yeterince yavaş ön ısıtma yaptığınızdan emin olmanız gerekir.
El Lehimleme Sırasında Oluşan Lehim Topları İçin En İyi Sorun Giderme Tekniği
El lehimleme sırasında lehim toplarının nedenlerini bulmanın en iyi yolu, birden fazla ürünü test etmektir. Amaç, kusurun belirli PCB türlerinde olup olmadığını kontrol etmektir. Hatanın kaynaklandığı kesin değişkenleri tam olarak belirlemek için aynı lehim pastası ve ekipmanı ile çeşitli kartlar çalıştırın.
Bir sonraki bölümde, lehim toplarının güvenilirliğini ve hangi sorun giderme tekniklerinin kullanılacağını inceleyeceğiz.
Lehim Topu
5, Lehim Rotili Güvenilirliği
Pd film kalınlığının lehim bilyeli eklem güvenilirliği üzerindeki etkilerini göstermek için çalışmalar yapılmıştır. Anketin konusu, bir Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) lehim bilyeli mafsal üzerinde elektriksiz Ni / Pd / Au kaplamaydı. Çalışma bir lehim topu kesme testi kullandı.
0.05-0.02 mikron arasındaki Pd film kalınlığı, çoklu yeniden akış döngülerinden sonra lehim bağlantısı güvenilirliği için optimumdur. Çalışmalar ayrıca, 0,02 mikron kalınlığında elektrotlar kullanıldığında lehim bilyeli bağlantıların daha güvenilir olduğunu göstermiştir.
Bu sonuç, elektriksiz Ni / Au kaplama kullanılarak elde edilenden bile daha iyidir.
Çalışma ayrıca, metaller arası bileşiklerin (IMC’ler) şeklinin ve kalınlığının bir lehim topunun güvenilirliğini belirlediğini göstermektedir. Özellikle, IMC / lehim arayüzünün dendrit tabakasındaki yapışma derecesi, bir lehim topunun güvenilirliğini büyük ölçüde etkiledi.
Çok az miktarda Pd içeren (Cu, Ni, Pd) 6Sn5 IMC’lerin mükemmel lehim bilyalı eklem güvenilirliği sağladığı da gösterilmiştir. Temelde Pd nedeniyle IMC’nin büyümesini engelledi.
Lehim toplarının güvenilirliğini sınırlayan sorunları daha fazla keşfetmek ister misiniz? Okumaya devam etmek
6 、 Sorunlar ve Kusurlar
IPC A 610 standardı, <= 0,13 mm çaplı beş lehim topunun 100 mm ^ 2 içine yerleştirilmemesini şart koşar. Ancak, hatalı bir lehim topunun tek nedeni bu değildir.
Lehim, zayıf bir direnç kaplaması nedeniyle ıslak bir yolda çalışabilir. Güvenilir olmayan bir katman, bir rayın kalay / kurşun kaplamasına yapışmayabilir. Kaplama, zayıf baskı kalınlığı kontrolünün bir sonucu olarak da başarısız olabilir. Neme bağlı düşük dirençli kaplamadan kaynaklanan lehim toplarını çıkarırken çok dikkatli olsanız yardımcı olur. Bunu yaparken piste kolayca zarar verebilirsiniz.
Dalga lehimleme
Dalgadan sıçrama nedeniyle rastgele lehim topları oluşabilir. Bu kusur bu nedenle doğrudan dalga lehimleme parametreleriyle bağlantılıdır. Kilidin ayrılmasına, lehimin raylardan uzağa yerleştirilmesi ile sağlanabilir.
Böyle bir durumda lehim banyodan geri sıçrayabilir.
Ayrıca, ön ısıtmayı yanlış ayarlarsanız veya akı miktarını uygunsuz bir şekilde artırırsanız bir lehim topu oluşabilir. Bu durumda çözücü kusurlu olarak akıştan çıkacaktır.
Bu sorunu, dalganın üzerinde bir cam plakayı gezdirerek tanımlayabilirsiniz. Cam dalgayla temas ettiğinde camın altında bazı kabarcıklar görmelisiniz. Ne kadar az baloncuk görürseniz o kadar iyidir.
Direnç ve akının uyumlu olduğunu da onaylamanız gerekir.
Patlayan Uçucu Malzemeler
Rastgele lehim bağlantılarının oluşması, flukstaki uçucu madde kalıntılarının neden olduğu patlamalardan da kaynaklanabilir. Bunu, beyaz kartın bir parçasını dalganın üzerine yerleştirip dalga çalışırken orada bırakarak çözebilirsiniz.
Bunu ilk kez yaparken panoyu işlemeseniz yardımcı olur. Daha sonra, beyaz kartın parçası yerinde kalırken tahtayı makinenin içinden geçirin. Muhtemelen suçluyu oradan tanımlayacaksınız.
Özetle
Pek çok sebep kusurlu lehim kartlarına neden olabilir. Aşağıda en yaygın nedenlerin bir özetini bulabilirsiniz:
Bitişik pedler arasında lehim maskelerinin olmaması.
Ön ısıtma sıcaklığı, akıyı etkinleştirmek için yeterince yüksek değil.
Bitişik pedler arasında yeterli boşluk olmaması.
Elemanların bir devre kartına yanlış yerleştirilmesi.
PCB yüzeylerinde ve pedlerinde kalan lehim kalıntıları.
Yerleştirmeden kaynaklanan çok yüksek basınç nedeniyle lehim pastası sıkıştı.
Fazla miktarda macun kullanımı ve macun çökmesi meydana gelmesi.
Alt tarafına lehim pastası bulaşmış kirli bir şablon.
Baskı sırasında lehim pastasının yanlış hizalanması.
En İyi Sorun Giderme Yöntemleri
1. Paspas ve şablonun uyumlu olduğundan ve boyutların doğru olduğundan emin olun.
2. Şablonları olabildiğince çabuk ve kapsamlı bir şekilde temizleyin.
3. Lehim pastası baskı basıncını ayarlayın.
4. PCB ile şablon arasındaki boşluğu ortadan kaldırmak.
5. Pedler arasında başka bir lehim maskesi kullanmak.
6. Memeyi almak ve yerleştirmek için basıncı ayarlayın.
7. Yeni esnekliği eski esnekten ayırma.
Lehim Topu
7. Karar
İşleri doğru yapmanın bir yolu, yüksek dereceli gözlem araçlarını kullanmaktır. Her işlem sırasında bir mikroskop veya röntgen kullanarak bir lehim pastasının kullanıldığı herhangi bir yeri kontrol edin.
Kurulu bileşenlerin ve PCB’nin türüne veya panelin temizlenip temizlenmemesine bakılmaksızın, gözlemlemek için bu araçları kullanabilirsiniz. Ancak bunu yaparak ve ayrıca bu kılavuzdaki bilgileri kullanarak, lehim kartlarından en iyi şekilde yararlanacaksınız.
Bununla birlikte, üreticinizden yardım alabilmelisiniz. Bununla birlikte, üreticinizden aldığınız teknik desteğin deneyimli bir teknisyenden geldiğinden de emin olmanız gerekir. Üreticinizin tüm temsilcileri, PCB elektroniğinizin özellikleri hakkında yeterince bilgili değildir.
Bununla birlikte, sağlam bir sicilimiz ve lehim topları ve PCB’ler konusunda tam kapsamlı bir deneyime sahibiz. Bugün SMT süreçleri hakkındaki derinlemesine bilgi kaynağımızdan yararlanabilirsiniz.
