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Introduction
Dans la fabrication d'électronique moderne, Technologie de montage de surface (CMS) est devenu le processus central de l'assemblage PCB. Cependant, À mesure que les tailles de composants continuent de rétrécir et que les processus de soudage deviennent plus complexes, La fiabilité de la force de l'articulation de la soudure est devenue de plus en plus critique. La résistance aux joints de soudure a non seulement un impact direct sur les performances mécaniques des produits, mais détermine également leur fiabilité à long terme dans des environnements difficiles. Cet article explore les spécifications et les critères d'évaluation pour les tests de traction et de cisaillement de la résistance aux articles de la soudure du composant SMT grâce à des données expérimentales détaillées et à une analyse professionnelle, Fournir des informations scientifiques et des conseils pratiques pour l'industrie.
Méthodes et conception expérimentales
Conception expérimentale
L'expérience a sélectionné une variété de composants SMT communs, y compris des composants passifs tels que 0402, 0603, 0805, et 1206, ainsi que des composants au plomb comme SOT23, SO14, et plcc20. En ajustant le volume de la pâte de soudure, épaisseur de pochoir, et paramètres d'impression, Différentes conditions de soudage ont été simulées pour évaluer les facteurs affectant la résistance aux articles de soudure.
Volume de pâte de soudure et conception du pochoir
Le volume de la pâte de soudure est l'un des facteurs clés qui influencent la force de l'articulation de la soudure. L'expérience a conçu un gradient de volumes de pâte de soudure allant de 25% à 125%, combiné avec différentes épaisseurs de pochoir (51µm à 102µm), Pour étudier la relation entre l'efficacité du transfert de pâte de soudure et la force de l'articulation de la soudure. Les données expérimentales ont montré que la réduction du volume de la pâte de soudure diminue considérablement la résistance à l'articulation de la soudure, Surtout pour les composants passifs, où un 50% Le volume de la pâte de soudure approche la limite acceptable inférieure.
Formule: Efficacité de transfert de pâte de soudure = (Volume réel de la pâte de soudure / Volume d'ouverture au pochoir) × 100%
Par exemple, l'efficacité de transfert pour un 0402 composant à 25% Le volume de la pâte de soudure était 31%, à 125%, il a atteint 138%. Ces données fournissent des informations critiques pour optimiser les processus d'impression de pâte de soudure.
Paramètres d'impression et profil de reflux
Paramètres tels que la vitesse d'impression, pression de raclette, et la vitesse de séparation affecte considérablement l'uniformité et l'efficacité de transfert de la pâte de soudure. L'expérience a utilisé une vitesse d'impression de 30 mm / sec, une pression de raclette de 5.0 kg, et un four de reflux de 10 zones pour assurer le contrôle des processus. Les paramètres clés du profil de reflux inclus:
- Tremper (150-200° C): 70-75 secondes
- Temps au-dessus (>221° C): 63-70 secondes
- Température maximale: 243-249° C
Ces paramètres ont assuré une bonne formation de joint de soudure tout en évitant les défauts causés par la surchauffe.
Résultats et discussion
Test de résistance aux joints de soudure
Des tests de traction et de cisaillement ont été effectués pour évaluer la résistance au joint de soudure de différents composants. Par exemple:
- 0402 Composant: La norme de force de cisaillement requise était ≥ 0,65 kgf. Les données expérimentales ont montré une force de cisaillement de 0,68 kgf à 50% Volume de pâte de soudure, proche du seuil acceptable.
- 1206 Composant: La norme de force de cisaille requise était ≥3,00kgf. Les données expérimentales ont montré une force de cisaillement de 3,15 kgf à 100% Volume de pâte de soudure, démontrer de bonnes performances.
Impact du cyclisme thermique sur la résistance aux articulations de la soudure
L'expérience a également simulé des conditions de cyclisme thermique (-40° C à 125 ° C, 1000 cycles) pour étudier la fiabilité à long terme de la force de l'articulation de la soudure. Les résultats ont indiqué que le cycle thermique réduit considérablement la résistance au joint de soudure, en particulier dans des conditions de volume de pâte à souder faibles. Par exemple, la force de cisaillement pour un 0402 composant à 25% Le volume de la pâte de soudure a diminué de 0,68 kgf à 0,55 kgf après le cycle thermique, tomber en dessous de la norme acceptable.
Analyse des défauts des articles de soudure
Basé sur IPC-A-610 et J-STD-001 normes, L'expérience a effectué une analyse détaillée des défauts de l'articulation de la soudure. Les résultats ont montré que le volume de pâte de soudure insuffisante (par ex., 25%) a conduit à une augmentation des défauts tels que des boules de soudure et des biais. Par exemple, le taux de défaut pour les boules de soudure dans 0402 les composants étaient 17% à 25% volume de pâte de soudure mais diminué à 3% à 125%.
Conclusions et recommandations
Optimisation du volume de la pâte de soudure
L'expérience a démontré que le volume de la pâte de soudure a un impact significatif sur la résistance aux articles de soudure. Il est recommandé que dans la production réelle:
- Pour les composants passifs, Le volume de la pâte de soudure doit être maintenu ci-dessus 50% Pour assurer la force de l'articulation de la soudure.
- Pour les composants au plomb (par ex., PLCC20 et SO14), Le volume de la pâte de soudure peut être réduit à 40%, Mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour des composants comme SOT23.
Standardisation des paramètres de processus
La normalisation des paramètres d'impression et des profils de reflux est crucial pour garantir la force de l'articulation de la soudure. Notre usine d'assemblage UGPCB personnalise les spécifications détaillées des paramètres de processus en fonction de l'équipement et des types de composants, suivi par la validation et les ajustements.
Améliorer la fiabilité à long terme
Des expériences de cyclisme thermique ont révélé que la résistance à la soudure diminue progressivement au fil du temps. Pour les applications nécessitant une haute fiabilité, Il est recommandé d'utiliser des volumes de pâte de soudure plus élevés et des processus de soudage PCBA optimisés pour améliorer la fiabilité à long terme.
Conclusion
Les tests de traction et de cisaillement de la résistance aux joints de soudure SMT sont non seulement une mesure critique de contrôle de la qualité, mais aussi un facteur clé pour améliorer la fiabilité des produits PCBA. À l'avenir, À mesure que les tailles de composants continuent de rétrécir, L'UGPCB innovera et rechercha de nouveaux processus et méthodes. Tout en servant nos clients, Nous visons à collaborer avec les pairs de l'industrie pour stimuler les progrès de la fabrication d'électronique et propulser les progrès de l'industrie de l'assemblage PCBA.
