Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Equipment >> Peralatan Industri

Solusi Pemrosesan untuk PCB Berdensitas Tinggi

Desainer harus mempertimbangkan suhu pemrosesan, produktivitas, dan integritas sambungan solder dari setiap komponen serta konektor I/O yang lebih tinggi. Artikel ini membahas cara mengaktifkan footprint komponen yang lebih kecil untuk PCB berdensitas tinggi.

Karena elektronik terus menjadi lebih kecil dan lebih cepat, komponen pendukung harus dikembangkan terlebih dahulu untuk memungkinkan footprint yang lebih kecil. Meningkatkan kepadatan dan mengurangi ukuran memberi produsen lebih sedikit ruang untuk kesalahan, dan metode pemrosesan yang lebih baik harus dikembangkan.

Memproses konektor kepadatan lebih tinggi pada rakitan papan sirkuit tercetak menciptakan komplikasi yang harus diatasi. Desainer harus mempertimbangkan suhu pemrosesan, produksi, dan integritas sambungan solder dari setiap komponen. Peningkatan kepadatan ini disebabkan oleh permintaan akan konektor I/O yang lebih tinggi di ruang yang sama yang pernah ditempati oleh konektor I/O yang jauh lebih rendah.

Konektor lubang tembus atau dudukan permukaan tradisional telah mencapai batas jumlah sinyal (pin per inci persegi) yang dapat digunakan secara efektif dalam aplikasi ini. Di sinilah produsen konektor telah mempertimbangkan untuk menggunakan desain BGA, crimp solder, dan muatan solder untuk mengurangi jejak komponen.

Solderabilitas

Untuk konektor baris ganda, masalah kemampuan penyolderan biasanya mudah diatasi. Belum lagi, jika ada masalah maka dapat diatasi dengan pengerjaan ulang dengan menggunakan besi solder sederhana untuk memperbaiki sambungan solder. Namun, pada konektor multi-baris, proses ini menjadi lebih terlibat, dan pemrosesan konektor yang benar untuk pertama kali menjadi semakin penting.

Beberapa masalah umum yang dapat menyebabkan sambungan solder yang buruk adalah:

Dengan masalah yang tercantum di atas, tidak ada solusi satu ukuran untuk semua karena setiap pengaturan manufaktur adalah unik. Beberapa variasi yang harus diperhatikan adalah peralatan yang digunakan, pasta solder (merek dan rias kimia), dan aplikasi (desain papan, kepadatan komponen, dll.).

Solusi Konektor Untuk Kebutuhan I/O Kepadatan Tinggi

Salah satu solusi yang digunakan produsen konektor untuk aplikasi kepadatan tinggi adalah pengaturan BGA. Aplikasi BGA menggunakan bola solder bulat yang dipasang pada kabel komponen untuk memberikan lebih banyak solder tanpa menggunakan pasta yang berat.

Biaya solder, seperti yang ditemukan pada SEARAY™ High-Density Open-Pin-Field Arrays Samtec, adalah solusi yang mirip dengan BGA, tetapi memberikan ikatan tepi yang lebih baik dari konektor ke bantalan PCB.

Gambar 1. Bola solder pada BGA vs. biaya solder pada SEAF8 / SEAM8 Samtec

Perbedaan unik lainnya dari muatan solder pada SEARAY™ 0,8 mm (seri SEAF8 / SEAM8) adalah pitch bolak-balik 0,80mm dan 1,20mm. Desain ini dapat memberikan perancang papan perutean jejak tambahan antar baris.

Gambar 2. Nada bergantian dari SEAF8 / SEAM8

Kunci untuk Mencapai Sambungan Solder yang Lebih Baik Selama Pemrosesan

Sebagai aturan, yang terbaik adalah mengikuti panduan pemrosesan pabrikan untuk keberhasilan tertinggi dalam menyolder bagian ke PCB. Beberapa produsen akan menyediakan jejak PCB, tata letak dan ketebalan stensil, proses sablon solder, penempatan komponen, profil oven yang tepat, dan bahkan pertimbangan pengerjaan ulang.

Jejak dan Stensil

Produsen konektor sering menawarkan desainer PCB kemampuan untuk mengunduh jejak PCB serta tata letak dan ketebalan stensil. Samtec menawarkan lebih dari 200.000 simbol dan jejak kaki untuk diunduh di alat EDA populer seperti Altium, Circuit Studio, Eagle, Fusion 360, dan banyak lagi.

Gambar 3. Jejak PCB SEAF8

Dengan memanfaatkan tata letak tapak dan stensil yang disediakan, perancang PCB memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk mencapai sambungan solder yang tepat.

Proses Sablon Solder

Cakupan bantalan solder sangat penting untuk sambungan solder yang tepat, dan bantalan harus benar-benar tertutup. Untuk alasan ini, ukuran aperture pada stensil sengaja lebih besar dari pad pada PCB. Ini untuk memastikan bahwa muatan solder pada SEAF8 (atau konektor) bersentuhan dengan pasta solder seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Lokasi pengisian solder relatif terhadap cetakan solder dengan kontak yang baik antara pasta dan muatan solder.

Jika pasta solder tidak menutupi muatan solder dengan benar, maka pembasahan yang tepat tidak akan tercapai. Inspeksi otomatis digunakan untuk memastikan cakupan solder yang tepat pada PCB. Direkomendasikan agar rakitan bantalan solder yang tidak sepenuhnya tertutup ditolak, dibersihkan, dan dicetak ulang.

Menempatkan Komponen

Peralatan pick and place otomatis akan memastikan penempatan komponen yang tepat. Untuk pembasahan solder yang tepat, penting bahwa dimensi sumbu Z akan sepenuhnya menempatkan muatan solder ke permukaan PCB.

Saat muatan solder mengalir kembali dalam oven, berat konektor akan menyebabkan konektor menempel pada papan, atau dekat dengannya, setelah diproses. Fenomena ini membantu mengurangi koplanaritas pada konektor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6 di bawah.

Gambar 5. Rumah isolator SEAF8 terpasang sepenuhnya sebelum diproses.

Gambar 6. Rumah isolator SEAF8 terpasang sepenuhnya setelah reflow.

Pembuatan Profil Oven yang Tepat

Pada titik ini, sebagian besar komponen pemasangan permukaan harus mampu menangani profil aliran ulang solder bebas timah seperti yang dijelaskan dalam IPC/JEDEC J-STD-020. Spesifikasi ini mengharuskan komponen harus mampu menahan suhu puncak 260 °C serta 30 detik di atas 255 °C.

Gambar 7. Rentang Profil Suhu yang Direkomendasikan Samtec (SMT)

Lingkungan oksigen tingkat rendah, biasanya dicapai melalui infus gas nitrogen, dalam proses reflow akan membantu meningkatkan keterbasahan permukaan solder. Untuk konektor berkepadatan tinggi yang mirip dengan SEAF8 / SEAM8, disarankan agar pemrosesan solder hanya diselesaikan di lingkungan yang kaya nitrogen.

Sangat penting untuk membuat profil perakitan PCB yang terisi penuh dengan benar. Proses reflow yang membentuk sambungan solder sering diabaikan, tetapi penting untuk memastikan sambungan solder terbentuk dengan benar.

Untuk memastikan bahwa muatan solder mencapai suhu yang diinginkan, disarankan agar termokopel ditempatkan melalui bagian belakang papan ke tengah konektor dan ditempatkan di tepi luar. Ini akan memastikan bahwa parameter profil reflow dari produsen pasta solder akan tercapai.

Gambar 8. Penempatan termokopel untuk profil oven.

Meningkatkan Pentingnya Pemrosesan yang Tepat

Meskipun tidak ada proses yang bisa tanpa cacat, menggunakan pengaturan pemrosesan yang tepat akan menghilangkan kebutuhan akan pengerjaan ulang, memo, dan keuntungan yang lebih rendah. Pentingnya ini akan terus meningkat karena elektronik semakin kecil dan komponennya semakin padat. Inilah mengapa Samtec menyediakan footprint dan tata letak stensil untuk semua seri konektornya dan memberikan informasi tentang cara memproses seri produknya yang lebih kompleks dengan benar.

Artikel Industri adalah bentuk konten yang memungkinkan mitra industri untuk berbagi berita, pesan, dan teknologi yang bermanfaat dengan pembaca All About Circuits dengan cara yang tidak sesuai dengan konten editorial. Semua Artikel Industri tunduk pada pedoman editorial yang ketat dengan tujuan menawarkan kepada pembaca berita, keahlian teknis, atau cerita yang bermanfaat. Sudut pandang dan pendapat yang diungkapkan dalam Artikel Industri adalah dari mitra dan belum tentu dari All About Circuits atau penulisnya.


Peralatan Industri

  1. OSGi untuk solusi IoT:pasangan yang sempurna
  2. Perubahan Warna Solder Mask pada PCB
  3. Penempatan Komponen SMT untuk PCB
  4. PCB untuk Lingkungan yang Keras
  5. Panduan untuk Masalah Solder Gelombang untuk PCB
  6. Panduan Standar IPC untuk PCB
  7. Desain Untuk Pembuatan PCB
  8. Pusat Pembubutan Vertikal untuk Pemrosesan Sebagian Besar
  9. Cara Menemukan Solusi Rekayasa Kustom yang Anda Cari
  10. Mengapa Mengintegrasikan Pemotongan &Pembentukan Sangat Penting untuk Pemrosesan Tabung