I. Az üregek gyökérok elemzése

Az üregek lényegében gázok, amelyek forrasztás során olvadt forrasztásban rekednek, és nem tudnak kiszabadulni a megszilárdulás előtt. A gázok főként a következőkből származnak:

A forrasztásban lévő illékony anyagok: forrasztás és aktivátor lebontó termékek fluxusban.

PCB/komponens párnák: Gázok, amelyek felszabadulnak a felületi kezelési rétegekből (például OSP, elektromentes aranylemez), amelyek felszabadulnak melegedés során, vagy nedvesség kerül a párnák mikropórusaiba.

Maga a forrasztás: A olvadás során oldódó gázok.

A "modul" eszközök (például BGA, QFN) szerkezeti jellemzői (nagy terület, több tű, központi hőelvezető párnák) megnehezítik a gáz kibocsátását, különösen kiemelve a ürességproblémákat.

II. Rendszerszintű fejlesztési megoldások: Teljes folyamatvezérlés a "forrástól" a "kilépésig"

Az üregek javításához a "4M1E" (ember, gép, anyag, módszer, környezet) elemzési módszer követése szükséges.

1. Anyagirányítás

**Válassz Alacsony Üregű Forrasztást:** Világosan határozd meg az alacsony üresség követelményeit a beszállítónak. Ez a fajta forrasztás optimalizált fluxusrendszerrel, fokozatos szellőzési sebességgel rendelkezik, és felületi feszültséget teremt, amely elősegíti a gáz távozását.

**Szigorúan kontrollálják a forrasztás tárolását és használatát:** Hűtés és melegítés: A "hűtés > teljes felmelegítés (4-8 óra) > keverés" folyamatát követni kell. A nem megfelelően felmelegített forraszta felszívja a kondenzát, ami erőszakos párologást okoz és számos ürességet okoz az újraáramlás során.

**Környezetszabályozás:** A műhely hőmérsékletét és páratartalmát a megadott tartományban kell szabályozni (pl. 22-28°C, 40-60% RH), hogy megakadályozza a forrasztás nedvességfelvételét.

2. Sablontervezés optimalizálása (az egyik legkritikusabb mérőszám)

Központi hőelvezető párnákkal rendelkező modulok esetében a sablontervezés döntő tényező.

**Növeld a forrasztás térfogatát:** Megfelelően növeld a sablon nyílását, hogy növeld a forrasztás nyomtatási térfogatát, így nagyobb helyet teremtve a gáz távozásához. Ugyanakkor egyensúlyt kell teremteni a hídépítés megakadályozása érdekében.

Háló/szegmentált nyílások: A QFN/LGA lapok nagy középső párnáinál kerüld az egyetlen, folyamatos nyílás használatát. Ehelyett használj "mesh array" vagy "keresztszegmentáció" kialakítást, hogy a nagy padot több kisebb területre osztsd fel. Ez megtöri a forrasztás "tömítő hatását", menekülési csatornákat biztosítva a gázok számára.

Lépcsőzetes sablonok: Kevert összeszerelésű táblákhoz (nagy modulokat és kis komponenseket tartalmazva) használj helyi megsűrített lépcsőzetes sablonokat a megfelelő modul területeken, hogy növeld a forrasztás mennyiségét ezekben a részekben.

Tartsd tisztán a sablont: Rendszeresen és alaposan tisztítsd meg a sablon alját és nyílásait, hogy megakadályozd, hogy a maradék forrasztás eltömje a szellőzőcsatornákat.

3. Nyomtatási és rögzítési folyamat

Biztosítsd a nyomtatási minőséget: Biztosítsd az egyenletes nyomtatási vastagságot, tiszta körvonalakat, és ne legyen elég kevéssé forrasztás vagy tüskék. A rossz nyomtatási forma befolyásolja az olvadt forrasztás áramlását és a gázszellőzést.

A rögzítési nyomás és pontosság optimalizálása: A túlzott rögzítési nyomás túlnyomhatja a forrasztáspasztát, ami eltömítheti az előre gyártott szellőzőcsatornákat (például a hálónyílásokban lévő réseket).

4. Reflow profil optimalizálás (a mag folyamatvezérlés)

A reflow profil a "master szelep" az üregek szabályozására. Az alapelv, hogy a forrasztás elolvadása előtt a hajlékolókat a lehető legfinomabban engedjék ki.

Hosszabbítsd meg az előmelegítési időt: Biztosíts enyhe hőmérsékleti rámpát vagy platót (pl. 60-120 másodperc között 150°C-tól 183°C-ig), hogy a fluxus oldószere és alacsony forrópontú komponensei teljesen és lassan elpárolódjanak. Ez az egyik leghatékonyabb módja az ürességek csökkentésének.

Kerüld a gyors felmelegedést: A túlzott gyors felmelegedési sebesség (>3°C/s) hevesen forrt az oldószert, ami számos buborékot hoz létre és csapdába ejt.

Megfelelő csúcshőmérséklet és újraáramlási idő: Biztosítsuk, hogy a csúcshőmérséklet megfelelő legyen (általában 20-40°C magasabb, mint az ötvözet olvadási pontja), és hogy elegendő idő legyen a liquidus vonal felett, hogy az olvadt forrasztás elég idő engedjen és összeolvadjon, így a buborékok emelkedhetnek és törhetnek el.

Nitrogénvédelem: A reflow sütő nitrogén (oxigén tartalma) feltöltése <1000ppm) reduces the surface tension of the molten solder, improving its fluidity and making it easier to expel air bubbles.

5. PCB és alkatrész tervezés

PCB párna tervezés: Kerüld a túlzottan nagy átsíkok vagy vaklyukak közvetlen elhelyezését a párnák alá, mert ezek a lyukak "gáztartályokká" válnak.

Modul forraszthatóság: Biztosítsd a modul forrasztógolyóinak vagy betétjei jó bevonattal, oxidációtól és szennyeződéstől mentesek.

6. Végső megoldás: vákuumos újraforrasztás

Olyan alkalmazásokhoz, amelyek rendkívül alacsony ürességarányt igényelnek (pl. <1%), such as automotive electronics and aerospace, vacuum reflow soldering is currently the most effective technology.

Elv: Amíg a forrasztás olvadt állapotban van, a sütőüreget magas vákuumba vezetik (pl. 10⁻² mbar alatt), a nyomáskülönbség segítségével erővel kihúzzák a levegőbuborékokat a forrasztóból.

Hatás: Jelentősen csökkenti vagy akár megszünteti az ürességeket, különösen hatékony nagy hőkapacitású modulok esetén.

III. Fejlesztési akció folyamatábra

Prioritási ajánlások

Azonnali intézkedés: Ellenőrizd a forrasztás újramelegítésének és keverésének rekordjait, valamint az újraáramlás előmelegítési zónái görbéit. Ez a leggyakoribb és legkönnyebben orvosolható probléma. Középtávú fejlesztési feladatok: Koncentrálj a sablontervezés felülvizsgálatára és optimalizálására, különösen a nagy párnák nyitási sémájára. Hosszú távú befektetési tételek: Ha a termék megbízhatósági követelményei rendkívül magasak, értékeljék a nitrogénvédelem vagy vákuumos újraforrasztó berendezések bevezetésének megtérülését.

Ne feledd: Az üresség javítása egy szisztematikus projekt, amely lépésről lépésre történő vizsgálatot és betegek ellenőrzését igényel. Az üregek eloszlási mintázatának elemzése röntgen keresztmetszeteken keresztül a legközvetlenebb módja a gyökérok megtalálásának.