Wie man eine gute Lötkugel, Eine Lötkugel ist eine Kugel aus Lot, die dazu dienen kann, ein Chipgehäuse mit einer Leiterplatte zu verbinden. Sie können auch Lötplatten zum Verbinden von gestapelten Kartons auf Multichip Paneelen verwenden.
Diese können ferner manuell auf Leiterplatten montiert werden, oder durch automatisiertes Equipment. Ihre Platzierung wird für gewöhnlich durch ein klebriges Flussmittel gesichert.
Nichtsdestotrotz stellen Lötkugeln ein zweischneidiges Schwert dar. Lötkugeln sind auch die häufigsten Defekte, welche vom SMT Montageprozess abgezogen werden. Eine in 0.13 mm große Spuren oder in solche größerem Durchmessers platzierte Lötkugel verletzt das Prinzip des elektrischen Abstandes.
Die Fehler, welche eine Lötkugel dazu bringen können, Defekte in einer zusammengesetzten Leiterplatte zu verursachen, sind unzählbar. IPC zufolge verursachen Lötkugeln keine Defekte, solange diese fest sitzen. Dieser Artikel untersucht das Gute, das Schlechte und das Hässliche der Lötkugeln.
1、Was ist eine Lötkugel?
Lötkugeln werden aufgrund ihrer Form auch Lötstopp oder Lötspitze genannt. Eine Lötkugel ist ein kugelförmiges Stück Verlötung, verwendet zum Verbinden von Chipgehäusen an die Leiterplatte..
Lötkugeln werden durch sequentiellen Fluss/Abschreckung oder durch Reflow-Verfahren gefertigt.
Sie können die Kontaktsicherheit einer Lötkugel durch das Abflachen seiner Ballform zu einer Münzform erhöhen. Wir nennen so eine Lötkugel eine Münzen-Lötkugel.
Wenn Lötkugeln eine Hiobsbotschaft für Leiterplatten sind.
Eine Lötkugel kann auch Defekter innerhalb einer Leiterplatte verursachen. Sie können die elektrische Verlässlichkeit einer Leiterplattenelektronik untergraben. Lötkugeln innerhalb Spuren von 0.13 mm oder mit einem größeren Durchmesser als 0.13 mm verletzen das Prinzip des elektrischen Freiraums.
Der IPC A 610 Standard schreibt vor, dass selbst Lötplatten mit weniger als <=0.13 mm Durchmesser Defekte verursachen können. Solche Defekte treten auf, wenn fünf Lötkugeln mit dem vorgeschriebenen Durchmesser innerhalb von 100mm^2 platziert werden.
Sie können sowohl während des automatisierten Rückflusses versehentlich schädliche Lötkugeln fertigen, als auch bei dem Löten von Hand. Wenn die Lötkugel im keine Reinigungsrückstände, oder bei der gleichmäßigen Beschichtung nicht verzerrt wird, wird sie zum Fluch.
Jedoch könnte es kompliziert werden, zu bestimmen, ob die Kugel in einem No-Clean-Verfahren oder einer gleichmäßigen Beschichtung eingeschlossen ist. Nichtsdestotrotz liegt eine verlässliche Methode, um dies zu bestimmen darin, diese mit einer Bürste zu wischen.
Sollte sie nach dem Bürsten an Ort und Stelle sitzen, würde sie keine Defekte verursachen. Dies ist der Standpunkt der IPCs.
Es gibt noch einige andere Methoden für die Fehlererkennung einer problematischen Lötkugel. Die effektivste Fehlererkennungsmethode versucht zuerst, die Phase zu identifizieren, in welcher die ungewollte Lötkugel auftritt.
Die defekte Lötkugel kann entweder während des Druckvorgangs, beim Bestückungsverfahren, oder während des Rückflussverfahrens auftreten.
Lötkugeln sind wesentliche Bestandteile der meisten Verbraucherelektronik. Da Verbraucher jedoch vermehrt schlaue, starke und tragbare Elektronik fordern, wird es umso entscheidender, es mit den Lötplatten richtig hinzubekommen.
Allerdings bleiben Lötkugeln eine der komplexesten und delikaten Komponenten der elektrischen Schaltungstechnik. Dessen Verwendung erfordert ein hohes Maß an Gewissenhaftigkeit.
Wollen sie die beste Methode zur Anwendung von Lötkugeln kennenlernen? Dann lesen Sie weiter.
Solder Ball
2、Lötkugelventil
Ein Lötkugelventil kann als Anschluss zwischen mehreren Chipsätzen einer Leiterplatte dienen. Es kann dazu dienen, den Fluss der Elektronen und der Signale zwischen den verschiedenen Schichten des Haufens zu regulieren.
Lötkugelventile befinden sich für gewöhnlich in einem Ball Grid Array (BGA) (Kugelgittermatrix). Eine Kugelgittermatrix schafft für gewöhnlich eine höhere Vernetzungsmöglichkeiten als ein duales lineares oder flaches Paket.
Wie man eine Lötkugel lötet.
Die hier beschriebene Methode dreht sich um das Platzieren von Lötkugelventilen auf Kugelgittermatrix-Pakete durch Verwendung eines Abnehmertools. Das Hauptziel besteht darin, eine Anordnung von Lötkugeln auf dem Substrat zu formen.
Sie werden dieses Substrat dazu verwenden, die leitfähigen Seiten anderer Substrate miteinander zu verbinden.
Zur Umsetzung dieser Methode benötigen Sie ein Werkzeug zum Aufnehmen von Kugeln. Dieses Ballaufnahmegerät verwendet Vakuumansaugung, um die Lötkugeln aus einem verflüssigten Kugelspeicher aufzupicken. Dies setzt voraus, dass Sie bereits einen Ballspeicher mit vorgefertigten Lötkugeln benötigen werden.
Dieses Reservoir sollte auch Befestigungswinkel besitzen. Dies setzt ebenfalls voraus, dass Sie zumindest eine Vakuumquelle benötigen, um die Düse mit Saugkraft zu versorgen.
Das Vakuumsauger-Gerät besitzt midestens eine Düse zur Aufnahme einer vorgefertigten Lötkugel. Sie besitzt weiterhin einen Ballsitz, welcher mit einer kontrollierbaren Vakuumquelle und einer Druckquelle verbunden ist.
Das Werkzeug wendet einen Strahl Gases an, um die aufgenommenen Lötkugeln auf die leitfähigen Seiten des Substrates zu injizieren.
Bei einer anderen Anordnung dieser Technologie werden die Unterlagen des Substrats in einen verflüssigten Ballspeicher gelegt. Die Beschichtung wird mit einem Flussmittel oder einem Klebstoff angebracht, welche die Lötkugeln im Becken anzieht und bindet.
Möchten Sie noch immer mehr über die besten Methoden zur Verwendung von Lötkugeln lernen? Dies werden Sie im nächsten Kapitel erfahren.
Lötkugel
3、Wie macht man eine Lötkugel?
Eine der ältesten und am weitesten verbreiteten Methoden zur Lötkugelerstellung stellt der 3-Blendendentwurf dar. Bei dieser Methode beginnen sie vorerst mit der Beschaffung einer soliden Lötlegierung, vorzugsweise ein Sn63Pb37 oder bleifreies Lot.
Bringen Sie die Lötlegierung auf einem Lötdraht oder einer Lötplatte auf. Bei dem Draht schneiden Sie den Draht in kleine Stücke. Bei der Platte schlagen Sie Punkte heraus. Schneiden Sie Teile und Stücke auf Maße, welche genau dem Volumen einer Lötkugel von 2 mm Durchmesser entsprechen.
Als nächstes platzieren Sie die Teile und Punkte zum Schmelzen in eine Spalte heißen Öls. Der obere Bereich der Spalte aus heißem Rohöl sollte eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes haben. Weiterhin sollte die Temperatur des unteren Bereichs unterhalb des Schmelzpunktes liegen.
Sie werden Ihre gewünschten Lötkugeln erhalten, sobald die Stücke und Teile in der Spalte heißen Öls schmelzen.
Als nächstes kühlen Sie die Bälle in einer zähflüssigen Flüssigkeit ab.
Bedenken Sie, dass die Anwesenheit von Oxiden in der Spalte die Kugelform der Kugeln verzerren kann. Sie können jedoch einen Film oder ein Flussmittel über die Spalte geben, um dies zu verhindern.
Diese Methode ist hocheffizient und preiswert. Durch diese Methode können Sie bis zu 7,000 hochqualitative Lötkugeln por Sekunde in einer beliebigen Düse erstellen. Jedoch birgt dieses Verfahren auch seine Schattenseiten.
Fürs Erste kann diese Technik mit Verunreinigung belastet sein und sich als unordentlich herausstellen. Jede der Kugeln wird ein anderes Gewicht haben, obwohl Sie deren Werte messen können. Außerdem ist es nahezu unmöglich, die Kugeln bei einem Toleranzwert von 1.5% zu halten.
Die Bedeutsamkeit der Verpackung der geformten Lötkugel. Wie oben angemerkt, kann die Anwesenheit von Oxiden die Form der Lötkugel verzerren. Eine Methode, um die Oxidation der Lötkugeln zu verhindern, besteht in dem Verpacken.
Das Verpacken kann nicht nur die Entfernung von Sauerstoff verhindern, sondern darüber hinaus auch die Haltbarkeitsdauer der Lötkugeln über deren Verfallsdatum hinaus verlängern.
Möchten Sie mehr darüber lernen, wie Sie defekte Lötplatten vermeiden können? Das nächste Kapitel beherbergt die Antworten.
Lötkugel
4、Welche Gründe der Lötkugeln während des Lötens per Hand?
Hier sind einige der Gründe für Lötkugeln.
Feuchtigkeit
Die Anwesenheit von Feuchtigkeit in Ihrer Lötpaste können zur Explosion der Lötkugeln während des Rückflusses führen. Wasser sickert während der Kühlung in die Lötpaste.
Erreicht die Paste nach dem Herausnehmen aus dem Kühlschrank keine Raumtemperatur, wird sie die Feuchtigkeit aufsaugen. Jedoch können Sie das Wasser durchs Backen beseitigen.
Leiterplatte
Die Platte selbst kann unerwünschte Lötkugeln während des Lötens per Hand hervorbringen. Zur Reinigung der Platte verwendete Luft, Feuchtigkeit oder Alkohol können ungewollte Lötkugeln auf der Platte hervorrufen.
Diese Verunreiniger können zwischen die Schichten, offene Durchkontaktierungen und Durchgangslöcher einer Platte mit unvollständiger oder gebrochener Plattierung kriechen. Darüber hinaus können diese Verunreinigungen heruasgezwungen werden, wenn die Platte einer Erhitzung im Rückfluss ausgesetzt wird. Ihr abrupte Entrinnung lässt Gase in alle Richtungen herausschießen und bläst folglich flüssiges Lot über die Platte. Gase des Pasten-Fllussmittels können diesen Effekt ebenfalls hervorrufen,, wenn diese aus den Bereichen des Panels an die Oberfläche entweichen.
Wenn Ihre Platte Verunreinigungen durch offene Ränder, brüchige Durchkontaktierungen und Durchgangslöcher aufweist, gibt es nicht viel Hoffnung. Sie müssen die Platte höchstwahrscheinlich erneut fertigen, da Sie die gefangene Luft nicht ausbacken können.
Strömen Gase der Paste von unterhalb der Platte weg, können Sie dies lösen, indem Sie die Menge der Paste reduzieren. Sie können es ebenso beheben, indem Sie die Anzahl flüchtiger Stoffe innerhalb der Paste minimieren.
Wischschablonen
Ihre Schablone lagert womöglich unerhört viel Lötpaste ab. Sie müssen sicherstellen, dass der Reinigungsvorgang von unter Ihrer Schablone, welchen Sie anwenden, effizient und gründlich ist.
Es könnte sein, dass Sie eine ungeeignete Wickelwalze unter der Schablone verwenden, welche zu dick ist. Die ungeeignete Dicke der Registirerung kann zur Ausbreitung der Kugeln auf der Unterseite der Schablone führen. Zudem, wenn Sie die Schablone eventuell bei einer Leiterplatte verwenden, lagern sich die Kugeln auf der Platte ab.
Ungeeignete Lötpasten-Rezeptur
Schlecht zusammengemischte Pasten könnten während des Hitzerückflusses explodieren und Flüssigkeit wahllos über die Platte verteilen. Die flüchtigen Stoffe sind für gewöhnlich die häufigsten Gründe für eine Explosion.
In solchen Fällen können Sie solche Explosionen durch die Reduktion der Rampen-Geschwindigkeit des Vorheizprozesses verhindern. Dies ermöglicht dem flüchtigen Material, ohne abruptes Ausgasen ausgestoßen zu werden. Jedoch müssen Sie sicherstellen, dass das Vorheizen langsam genug von Statten geht.
Die besten Fehlererkennungstechniken für Lötkugeln, die während des Lötens von Hand auftreten
Beste Methode, um die Ursachen für Lötkugeln während des Lötens von Hand herauszufinden, besteht darin, verschiedene Produkte zu testen. Die Absicht besteht im Prüfen, um zu sehen, ob dieser Defekt in gewissen Arten von PCBs auftritt. Betreiben Sie verschiedene Platten mit derselben Lötpaste und Ausrüstung, um die exakten Variabeln zu lokalisieren, aus denen sich die Störung ergab.
Im nächsten Kapitel werden wir in die Verlässlichkeit der Lötkugeln eintauchen und sehen, welche Fehlererkennungstechniken anzuwenden sind.
Lötkugel
5、Die Verbindungsverlässlichkeit der Lötkugeln
Studien wurden durchgeführt, um die Effekte der Pd-Filmdicke auf die Verbindungsverlässlichkeit der Lötkugel aufzuzeigen. Gegenstand der Umfrage war das stromlose Plattieren mit NI/Pd/Au einer Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) Lötkugelverbindung. Die Studie wendete einen Schertest an.
Die PD-Filmdicke zwischen 0.05-0.02 Mikrometern Dicke stellte das Optimum für die Verbindungsverlässlichkeit des Lots nach mehreren Rückflusszyklen dar. Studien haben ebenfalls aufgezeigt, dass die Lötkugelverbindungen verlässlicher sind, wenn 0.02 Mikrometer dicke Elektroden verwendet werden.
Dieses Ergebnis ist sogar besser als jenes, welches durch stromloses Ni/Au-Plattieren erzielt wird.
Diese Studie zeigt ebenfalls auf, dass die Form und Dicke der intermetallischen Verbindungen (IMCs) die Verlässlichkeit einer Lötkugel bestimmen. Im Einzelnen hat der Haftungsgrad der Dendritschicht auf den/der intermetallischen Verbindungen/Lötoberfläche die Verlässlichkeit der Lötkugel immens beeinflusst.
Es wurde auch aufgezeigt, dass auf (Cu, Ni, Pd)6Sn5 basierende intermetallische Verbindungen, welche winzige Mengen Pd beinhalteten, exzellente Verbindungsverlässlichkeit von Lötkugeln hervorbrachten. Hauptsächlich, daher dass Pd das Wachstum der mtallischen Verbindung hemmte.
Wollen Sie weiterhin die Probleme erkunden, welche die Verlässlichkeit von Lötkugeln begrenzen? Dann lesen Sie weiter
6、Probleme und Defekte
Der IPC A 610 Standard schreibt vor, dass fünf Lötkugeln vom Durchmesser <=0.13mm nicht innerhalb von 100mm^2 platziert werden sollen. Jeoch stellt dies nicht den einzigen Grund für eine defekte Lötkugel dar.
Das Löt läuft womöglich auf eine feuchte Spur aufgrund einer schlechten Resistenzbeschichtung. Eine unverlässliche Schicht scheitert möglicherweise bei der Haftung an die Beschichtung des Zinns/Blei einer Spur. Die Beschichtung kann ebenfalls als Folge einer schlechten Druckdicke-Kontrolle scheitern. Es wäre hilfreich, würden Sie bei der Entfernung der Lötkugeln aufgrund von feuchtigkeitsbedingter schlechter Resistenz-Beschichtung sehr vorsichtig vorgehen. Sie könntne dabei leicht die Spur beschädigen.
Wellenlöten
Zufällige Lötkugeln können durch das Spritzen aus dem Ofen entstehen. Dieser Defekt ist daher direkt mit den Parametern des Wellenlötens verbunden. Die Trennung des Schlosses kann durch die Platzierung des Lots in Abstand zu den Spuren erledigt werden.
In solch einer Entfernung springt das Lot möglicherweise aus dem Bad zurück.
Eine Lötkugel entsteht möglicherweise auch, wenn Sie die Vorerhitzung falsch eingestellt haben, oder wenn Sie die Flussmittelmenge unangemessen erhöhen. In diesem Falle wird das Lösungsmittel fehlerhaft aus dem Flussmittel entweichen.
können dieses Problem durch das Schweben einer Glassplatte über der Welle identifizieren. Sie sollten einige Blasen unten am Glas sehen bei Kontakt des Glases mit der Welle.
Sie müssen ebenfalls sicherstellen, dass das Resistenzmittel und das Flussmittel miteinander Kompatibel sind.
Explodierende flüchtige Materialien
Das Auftreten zufälliger Lötverbindungen kann auch von Explosionen verursacht werden, welche wiederum durch die flüchtigen Rückstände im Flussmittel verursacht werden.
Es wäre hilfreich, wenn Sie die Platte nicht verarbeiten, wen Sie dies zum ersten Mal machen. Lassen Sie die Platte anschließend durch die Maschine laufen, während das Stück der weißen Karte an Ort und Stelle bleibt. Sie werden von hier aus den Täter höchstwahrscheinlich ausfindig machen können.
Zusammengefasst
Viele Gründe können defekte Lötplatten hervorrufen. Unten befindet sich ein Ablauf der verbreitetsten Ursachen:
Mangel an Lötmasken zwischen benachbarten Pads.
Die Vorheizungstemperatur ist nicht hoch genug für die Aktivierung des Flussmittels.
Der Mangel an angemessenem Platz zwischen den benachbarten Pads.
Unsachgemäße Platzierung auf der Leiterplatte.
Lötrückstände auf der Oberfläche und den Pads der Leiterplatte.
Herausgequetschte Lötpaste aufgrund zu hohen Druckes vond er Platzierung.
Die exzessive Nutzung der Paste und das Auftreten von Pastenversatz.
Eine unreine Schablone mit durch Lötpaste verschmierter Unterseite.
Falsches Ausrichten der Lötpaste während des Druckens.
Die besten Fehlererkennungsmethoden
1. Stellen Sie sicher, dass die Matte und Schablone kompatibel miteinander sind und die Maße stimmen
2. Das Reinigen der Schablonen so schnell und gründlich wie möglich.
3. Anpassung der Druckkraft der Lötpaste.
4. Eliminierung der Lücke zwischen Leiterplatte und Schablone.
5.Das Nutzen einer anderen Lötmaske zwischen den Pads.
6. Anpassung des Drucks zum Greifen und Platzieren der Düse.
7. Abtrennen der neuen Flex von der alten.
Lötkugel
7、Fazit
Eine Möglichkeit zur Sicherstellung, dass Sie alles richtig machen, besteht für Sie in der Verwendung von hochwertigen Beobachtungswerkzeugen. Zur Überprüfung Sie eine jede Stelle, bei der Lötpaste bei jedem Vorgang zur Anwendung kommt, indem Sie ein Mikroskop oder Röntgenstrahlen verwenden.
Unabhängig von der Art der installierten Komponenten und der Leiterplatte oder davon, ob das Paneel gereinigt werden muss, können Sie diese Werkzege zur Überwachung nutzen. Indem Sie dies tun und die Informationen dieses Ratgebers nutzen, werden Sie bestens Gebrauch von Lötplatten machen.
Nichtsdestotrotz sollten Sie dazu in der Lage sein, Unterstützung von Ihrem Hersteller zu erhalten. Jedoch müssen Sie ebenfalls sicherstellen, dass die technische Unterstützung, welche Sie vom Hersteller erhalten, von einem erfahrenen Techniker stammt. Nicht alle Vertreter Ihres Herstellers sind erfahren genug, die Einzelheiten Ihrer Leiterplattenelektronik zu beachten.
Wir besitzen jedoch eine solide Erfolgsbilanz und eine volle Bandbreite an Erfahrung mit Lötkugeln und Leiterplatten. Sie können heute in unser vertieftes Wissensreservoir über SMT-Prozesse eintauchen.
