A QFN-komponensek megfelelő forrasztása az SMT-összeállításban elengedhetetlen a sikeres PCB-építéshez. SMT-szerelvény-beszállítóként megbirkózom a QFN-forrasztási kihívásokkal, és azért vagyok itt, hogy megosszam néhány tippet a helyes megoldáshoz.
A QFN összetevőinek megértése
Először is beszéljünk arról, hogy melyek a QFN összetevők. A QFN a Quad Flat No-leads rövidítése. Ezek az alkatrészek kicsik, és a nyomtatott áramkörön is helyet foglalnak. Az alján érintkezőkkel vannak ellátva, ami kissé körülményessé teszi őket forrasztani néhány más típusú alkatrészhez képest. Népszerűek, mert kompaktak és jó elektromos teljesítményt nyújtanak. De ez azt is jelenti, hogy nagyon óvatosnak kell lenni a forrasztásuk során.
Felkészülés a forrasztásra
Stencil tervezés
Az első lépés az, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a sablon megfelelően van megtervezve. A stencil olyan, mint a forrasztópaszta sütivágója. A megfelelő mennyiségű pasztát a megfelelő helyekre helyezi a PCB-n. A QFN komponensek esetében a sablonnyílásokat a megfelelő méretre kell méretezni. Ha túl nagyok, akkor túl sok forrasztás keletkezhet, ami rövidzárlatot okozhat. Ha túl kicsik, akkor nem lesz elég forrasztóanyag, és a csatlakozás gyenge lehet.
Forrasztópaszta kiválasztása
A megfelelő forrasztópasztát is ki kell választani. Különböző típusok léteznek, és azt szeretné kiválasztani, amelyik megfelel az adott alkalmazásnak. A figyelembe veendő tényezők közé tartozik az ötvözet összetétele, a részecskeméret és a folyasztószer típusa. Az ötvözet befolyásolja az olvadáspontot és a forrasztás mechanikai tulajdonságait. A részecskeméret befolyásolja, hogy a paszta milyen jól nyomódik át a sablonon. A fluxus pedig segít megtisztítani a felületeket és elősegíti a jó nedvesítést.
PCB tisztítás
A forrasztás megkezdése előtt fontos megtisztítani a PCB-t. Bármilyen szennyeződés, por vagy oxidáció a PCB-n megakadályozhatja a forrasztóanyag megfelelő tapadását. A tábla tisztításához használhat PCB-tisztítót vagy izopropil-alkoholt. A forrasztópaszta felhordása előtt alaposan szárítsa meg.
Forrasztópaszta felvitele
Stencilnyomtatás
Miután elkészítette a sablont és a forrasztópasztát, ideje felvinni a pasztát a PCB-re. Erre a legelterjedtebb módszer a sablonnyomtatás. Helyezze a sablont a PCB tetejére, és egy gumibetét segítségével terítse el a forrasztópasztát a nyílásokon. A paszta a nyílásokon keresztül a PCB-párnákra kerül. A gumibetét használatakor fontos a megfelelő nyomás és sebesség alkalmazása. A túl nagy nyomás hatására a paszta szétterülhet a párnákon kívül, a túl kis nyomás pedig nem rakhatja le elegendő pasztát.
Ellenőrzés
Nyomtatás után ellenőrizze a forrasztópaszta lerakódásokat. Használhat mikroszkópot vagy automatizált optikai ellenőrző (AOI) rendszert az esetleges hibák ellenőrzésére. Keressen olyan dolgokat, mint a hiányzó paszta, a felesleges paszta vagy az elmosódott lerakódások. Ha bármilyen hibát talál, megpróbálhatja kijavítani azokat, mielőtt behelyezi a QFN-komponenst.
A QFN komponens elhelyezése
Pick-and-Place Machine
A legtöbb SMT összeszerelő beszállító pick-and-place gépet használ a QFN alkatrésznek a PCB-re helyezéséhez. A gép vákuumfúvókával felveszi az alkatrészt, és pontosan ráhelyezi a forrasztópaszta lerakódásokra. Fontos, hogy a gép megfelelően legyen kalibrálva, hogy az alkatrész a megfelelő pozícióba kerüljön.
Kézi elhelyezés
Egyes esetekben előfordulhat, hogy manuálisan kell behelyeznie az alkatrészt. Ez lehet nagyobb kihívás, de megvalósítható. Szükséged lesz egy csipeszre és egy biztos kézre. Ügyeljen arra, hogy megfelelően igazítsa az alkatrészt a PCB-n lévő forrasztópaszta-lerakódásokhoz.
Reflow forrasztás
Reflow sütő
Az alkatrész elhelyezése után ideje újrafolytatni a forrasztást. Ezt általában visszafolyó sütőben végzik. A sütő felmelegíti a PCB-t és a forrasztópasztát egy meghatározott hőmérsékleti profilra. A hőmérsékleti profilt úgy tervezték, hogy megolvasztja a forrasztópasztát, hagyja folyni, és jó kötést képez, majd lehűti a kötés megszilárdulásához.
Hőmérséklet profil
A hőmérsékleti profil nagyon fontos. Ha a hőmérséklet túl alacsony, előfordulhat, hogy a forraszanyag nem olvad meg megfelelően, és a kötés gyenge lesz. Ha a hőmérséklet túl magas, károsíthatja az alkatrészt vagy a PCB-t. Be kell állítania a hőmérsékleti profilt a forrasztópaszta típusa és a használt komponens alapján.
Ellenőrzés és tesztelés
Szemrevételezés
Az újrafolyós forrasztás után szemrevételezéssel ellenőrizni kell a forrasztási kötéseket. Keresse meg a rossz forrasztás jeleit, például hidegforrasztási kötéseket, rövidzárlatokat vagy hiányzó csatlakozásokat. Használhat mikroszkópot vagy nagyítót, hogy közelebbről megnézze.
Röntgenvizsgálat
A QFN alkatrészek esetében gyakran jó ötlet a röntgenvizsgálat. Mivel az érintkezők az alkatrész alján vannak, nehéz lehet látni a forrasztási kötéseket, ha csak a tábla tetejére nézünk. A röntgenvizsgálat megmutathatja, hogy mi történik az ízület belsejében, és segít felfedezni a rejtett hibákat.
Funkcionális tesztelés
Végül el kell végeznie néhány funkcionális tesztelést a PCB-n. Ez magában foglalja a kártya bekapcsolását és annak ellenőrzését, hogy minden alkatrész megfelelően működik-e. Ha bármilyen probléma adódik, előfordulhat, hogy el kell végeznie a hibaelhárítást és át kell dolgoznia a táblát.
Gyakori problémák hibaelhárítása
Hideg forrasztó kötések
A hidegforrasztási kötések gyakori probléma a QFN forrasztásnál. Fényes és sima helyett fényesnek és szemcsésnek tűnnek. Ezt számos tényező okozhatja, mint például a nem megfelelő hőmérsékleti profil, a szennyezett felületek vagy az elégtelen forrasztópaszta. A hideg forrasztási kötés rögzítéséhez a kötést forrasztópáka vagy átdolgozó állomás segítségével újra felmelegítheti.
Rövidnadrág
Rövidzárlat akkor fordulhat elő, ha túl sok forrasztás van két szomszédos érintkező között. Ez azt eredményezheti, hogy az elektromos jelek oda áramlanak, ahol nem kellene, ami az áramkör hibás működéséhez vezethet. A rövidzár kijavításához kiforrasztószerszámot használhat a felesleges forrasztás eltávolítására.
Emelt padok
A felemelt betétek akkor fordulhatnak elő, ha a PCB-t túlságosan melegítik, vagy ha a forrasztási folyamat túl agresszív. Ez azt okozhatja, hogy a betétek leemelkednek a PCB-ről, ami megnehezítheti a jó elektromos csatlakozást. A felemelt betét javításához szükség lehet a PCB javítására vagy az alkatrész cseréjére.
Következtetés
A QFN alkatrészek forrasztása az SMT összeszerelésben kihívást jelentő, de megvalósítható feladat. A fent vázolt lépések követésével és a részletekre való odafigyeléssel növelheti a sikeres forrasztási kötés esélyét. Ha kiváló minőségű SMT összeszerelési szolgáltatásokat keres, beleértveVegyes technológiájú PCB összeállítás,SMT PCB összeállításésSMT BGA összeállítás, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk. Szeretnénk megvitatni projektjét, és azt, hogy miként segíthetünk céljai elérésében.
Hivatkozások
- Nyomtatott áramköri lap összeszerelési kézikönyv
- IPC szabványok forrasztáshoz és összeszereléshez
