متطلبات التصميم التخطيطي لمكونات سطح اللحام الموجي

1. الخلفية

يتم تطبيق اللحام الموجي وتسخينه بواسطة اللحام المنصهر على دبابيس المكونات.نظرًا للحركة النسبية لقمة الموجة وثنائي الفينيل متعدد الكلور و"التصاق" اللحام المنصهر، فإن عملية اللحام الموجي أكثر تعقيدًا بكثير من اللحام بإعادة التدفق.هناك متطلبات لتباعد المسامير وطول تمديد الدبوس وحجم وسادة العبوة المراد لحامها.هناك أيضًا متطلبات لاتجاه التخطيط والتباعد والتوصيل بين فتحات التثبيت على سطح لوحة PCB.باختصار، عملية اللحام الموجي سيئة نسبيًا وتتطلب جودة عالية.يعتمد إنتاج اللحام بشكل أساسي على التصميم.

2. متطلبات التغليف

أ.يجب أن تحتوي مكونات التركيب المناسبة للحام الموجي على نهايات لحام أو نهايات أمامية مكشوفة؛الخلوص الأرضي لجسم العبوة (الوقوف) <0.15 مم؛الارتفاع <4 مم المتطلبات الأساسية.

تتضمن عناصر التثبيت التي تستوفي هذه الشروط ما يلي:

0603 ~ 1206 عناصر مقاومة الرقاقة والسعة ضمن نطاق حجم العبوة ؛

SOP مع مسافة مركز الرصاص ≥1.0 مم والارتفاع <4 مم؛

مغو رقاقة بارتفاع ≥4mm؛

مغو رقاقة الملف غير المكشوف (النوع C، M)

ب.إن عنصر تركيب الدبوس المدمج المناسب للحام الموجي هو الحزمة ذات الحد الأدنى للمسافة بين المسامير المجاورة ≥1.75 مم.

[ملاحظات]يعد الحد الأدنى للتباعد بين المكونات المدرجة بمثابة مقدمة مقبولة للحام الموجي.ومع ذلك، فإن تلبية الحد الأدنى من متطلبات التباعد لا يعني إمكانية تحقيق لحام عالي الجودة.يجب أيضًا تلبية المتطلبات الأخرى مثل اتجاه التصميم وطول الرصاص من سطح اللحام وتباعد الوسادة.

عنصر تثبيت الشريحة، حجم العبوة <0603 غير مناسب للحام الموجة، لأن الفجوة بين طرفي العنصر صغيرة جدًا، ومن السهل حدوثها بين طرفي الجسر.

عنصر تركيب الرقاقة، حجم العبوة> 1206 غير مناسب للحام الموجة، لأن اللحام الموجي هو تسخين غير متوازن، ومقاومة الرقاقة كبيرة الحجم وعنصر السعة سهل التشقق بسبب عدم تطابق التمدد الحراري.

3. اتجاه الإرسال

قبل تخطيط المكونات على سطح اللحام الموجي، يجب تحديد اتجاه نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر الفرن أولاً، وهو "مرجع العملية" لتخطيط المكونات المدرجة.ولذلك، ينبغي تحديد اتجاه الإرسال قبل تخطيط المكونات على سطح لحام الموجة.

أ.بشكل عام، يجب أن يكون اتجاه الإرسال هو الجانب الطويل.

ب.إذا كان التخطيط يحتوي على موصل إدخال كثيف (تباعد <2.54 مم)، فيجب أن يكون اتجاه تخطيط الموصل هو اتجاه النقل.

ج.على سطح اللحام الموجي، يتم استخدام الشاشة الحريرية أو السهم المحفور برقائق النحاس لتحديد اتجاه الإرسال لتحديد الهوية أثناء اللحام.

[ملاحظات]يعد اتجاه تخطيط المكونات مهمًا جدًا للحام الموجي، لأن اللحام الموجي يحتوي على عملية إدخال القصدير وإخراجه.لذلك يجب أن يكون التصميم واللحام في نفس الاتجاه.

هذا هو سبب تحديد اتجاه انتقال اللحام الموجي.

إذا تمكنت من تحديد اتجاه الإرسال، مثل تصميم لوحة الصفيح المسروقة، فلا يمكن تحديد اتجاه الإرسال.

4. اتجاه التخطيط

يتضمن اتجاه تخطيط المكونات بشكل أساسي مكونات الشريحة والموصلات متعددة الأطراف.

أ.يجب ترتيب الاتجاه الطويل لحزمة أجهزة SOP بالتوازي مع اتجاه نقل لحام ذروة الموجة، ويجب أن يكون الاتجاه الطويل لمكونات الرقاقة متعامدًا مع اتجاه نقل لحام ذروة الموجة.

ب.بالنسبة للمكونات الإضافية ذات السنين المتعددة، يجب أن يكون اتجاه اتصال مركز المقبس متعامدًا مع اتجاه النقل لتقليل ظاهرة الطفو في أحد طرفي المكون.

[ملاحظات]نظرًا لأن جسم العبوة الخاص بعنصر التصحيح له تأثير مانع على اللحام المنصهر، فمن السهل أن يؤدي إلى تسرب لحام المسامير خلف جسم العبوة (جانب ديستين).

ولذلك، فإن المتطلبات العامة لجسم التغليف لا تؤثر على اتجاه تدفق تخطيط اللحام المنصهر.

يحدث توصيل الموصلات متعددة الأطراف بشكل أساسي عند طرف/جانب إزالة القصدير من الدبوس.تؤدي محاذاة دبابيس الموصل في اتجاه ناقل الحركة إلى تقليل عدد دبابيس التحديد، وفي النهاية، عدد الجسور.ومن ثم القضاء على الجسر بالكامل من خلال تصميم لوحة الصفيح المسروقة.

5. متطلبات التباعد

بالنسبة لمكونات التصحيح، يشير تباعد اللوحات إلى التباعد بين الحد الأقصى لميزات التراكب (بما في ذلك اللوحات) للحزم المتجاورة؛بالنسبة للمكونات الإضافية، يشير تباعد اللوحات إلى التباعد بين اللوحات.

بالنسبة لمكونات SMT، لا يتم أخذ تباعد الوسادة في الاعتبار من جانب الجسر فحسب، بل يشمل أيضًا تأثير الحجب لجسم العبوة الذي قد يتسبب في تسرب اللحام.

أ.يجب أن تكون المسافة بين المكونات الإضافية بشكل عام ≥1.00 مم.بالنسبة للموصلات الإضافية ذات المسافة الدقيقة، يُسمح بتقليل بسيط، ولكن يجب ألا يقل الحد الأدنى عن 0.60 مم.
ب.يجب أن يكون الفاصل الزمني بين لوحة المكونات الإضافية ولوحة مكونات تصحيح اللحام الموجي ≥1.25 مم.

6. المتطلبات الخاصة لتصميم الوسادة

أ.من أجل تقليل تسرب اللحام، يوصى بتصميم منصات لمكثفات 0805/0603 وSOT وSOP ومكثفات التنتالوم وفقًا للمتطلبات التالية.

بالنسبة لمكونات 0805/0603، اتبع التصميم الموصى به لـ IPC-7351 (توسيع الوسادة بمقدار 0.2 مم وتقليل العرض بنسبة 30%).

بالنسبة لمكثفات SOT ومكثفات التنتالوم، يجب تمديد الوسادات بمقدار 0.3 مم للخارج مقارنة بتلك ذات التصميم العادي.

ب.بالنسبة للوحة الثقب المعدنية، تعتمد قوة وصلة اللحام بشكل أساسي على اتصال الثقب، وعرض حلقة الوسادة ≥0.25 مم.

ج.بالنسبة للفتحات غير المعدنية (لوحة واحدة)، تعتمد قوة وصلة اللحام على حجم اللوحة، وبشكل عام يجب أن يكون قطر اللوحة أكثر من 2.5 مرة من الفتحة.

د.بالنسبة لتغليف SOP، يجب تصميم وسادة سرقة القصدير عند طرف دبوس الوجهة.إذا كانت تباعد SOP كبيرًا نسبيًا، فقد يكون تصميم وسادة سرقة القصدير أكبر أيضًا.

ه.بالنسبة للموصل متعدد الأطراف، يجب تصميمه عند نهاية القصدير للوحة القصدير.

7. طول الرصاص

a.لطول الرصاص علاقة كبيرة بتكوين اتصال الجسر، فكلما كانت المسافة بين الدبوس أصغر، زاد التأثير.

إذا كان تباعد الدبوس 2 ~ 2.54 مم، فيجب التحكم في طول الرصاص بمقدار 0.8 ~ 1.3 مم

إذا كان تباعد الدبوس أقل من 2 مم، فيجب التحكم في طول الرصاص بمقدار 0.5 إلى 1.0 مم

ب.يمكن أن يلعب طول تمديد الرصاص دورًا فقط بشرط أن يلبي اتجاه تخطيط المكون متطلبات لحام الموجة، وإلا فإن تأثير إزالة الجسر ليس واضحًا.

[ملاحظات]يكون تأثير طول الرصاص على اتصال الجسر أكثر تعقيدًا، بشكل عام> 2.5 مم أو <1.0 مم، ويكون التأثير على اتصال الجسر صغيرًا نسبيًا، ولكن بين 1.0-2.5 م، يكون التأثير كبيرًا نسبيًا.أي أنه من المرجح أن يسبب ظاهرة التجسير عندما لا يكون طويلاً جدًا أو قصيرًا جدًا.

8. تطبيق حبر اللحام

أ.غالبًا ما نرى بعض رسومات لوحة الموصل مطبوعة بالحبر، ويُعتقد عمومًا أن مثل هذا التصميم يقلل من ظاهرة التجسير.قد تكون الآلية هي أن سطح طبقة الحبر خشن، وسهل امتصاص المزيد من التدفق، والتدفق في درجة حرارة عالية تطاير اللحام المنصهر وتشكيل فقاعات العزل، وذلك لتقليل حدوث الجسور.

ب.إذا كانت المسافة بين وسادات الدبوس أقل من 1.0 مم، فيمكنك تصميم طبقة حبر تحجب اللحام خارج اللوحة لتقليل احتمالية التجسير، وذلك بشكل أساسي لإزالة الوسادة الكثيفة في منتصف الجسر بين مفاصل اللحام والوصلة الرئيسية. القضاء على مجموعة الوسادة الكثيفة في نهاية مفاصل الجسر بوظائفها المختلفة.لذلك، بالنسبة لمسافة الدبوس هي وسادة كثيفة صغيرة نسبيًا، يجب استخدام حبر اللحام ووسادة اللحام معًا.