پاسخ مستقیم
هسته فلزی PCBs خطر مونتاژ SMT را افزایش می دهد، زیرا پایه آلومینیومی یا مسی در حین جریان مجدد به عنوان یک هیت سینک عمل می کند و از رسیدن خمیر لحیم کاری به اوج دمای یکنواخت جلوگیری می کند. روندهای خودرویی این خطر را از طریق وزنه های مس ضخیم تر، محدودیت های تخلیه سخت تر و الزامات چرخه حرارتی گسترده تر تقویت می کند. قبل از شروع به تولید، ریسک را با بررسی استک آپ، خواص حرارتی دی الکتریک، سازگاری پروفیل جریان مجدد و حساسیت به رطوبت جزء ارزیابی کنید.
---
چرا Metal Core PCBs نمایه ریسک اسمبلی SMT را تغییر می دهد
ساختار هسته فلزی PCB (MCPCB) استاندارد FR-4 را با یک لایه دی الکتریک رسانای حرارتی متصل به پایه آلومینیومی یا مسی جایگزین می کند. ضخامت ماده پایه معمولاً از 0.8 میلی متر تا 3.2 میلی متر است و لایه دی الکتریک بین 25 میکرومتر و 150 میکرومتر قرار دارد. این ساختار اتلاف حرارت عالی را برای کاربردهای LED، برق و خودرو فراهم می کند، اما اساساً نحوه رفتار برد را در طول مونتاژ SMT تغییر می دهد.
محرک اصلی خطر جرم حرارتی است. در طول جریان مجدد، پایه فلزی به عنوان یک هیت سینک عمل می کند و گرما را سریعتر از FR-4 از اتصالات لحیم خارج می کند. نتیجه این است که خمیر لحیم کاری روی تخته هسته فلزی ممکن است برای مدت زمان مورد نیاز به دمای مایع نرسد و منجر به خیس شدن ناکافی، اتصالات لحیم سرد یا سنگ قبر روی اجزای کوچک غیرفعال شود.
خطر دوم خود لایه دی الکتریک است. دی الکتریک باید در دمای جریان مجدد بدون لایه برداری یا ترک دوام بیاورد. بردهای استاندارد FR-4 دارای Tg در حدود 130-180 درجه سانتیگراد هستند، اما دی الکتریک موجود در MCPCB درجه حرارت خاص خود را دارد. اگر حداکثر دمای نامی دی الکتریک کمتر از دمای اوج جریان مجدد شما باشد، برد ممکن است دچار جدایی داخلی شود که هم جداسازی الکتریکی و هم هدایت حرارتی را به خطر می اندازد.
برای تابلوهای خودرو، نمایه ریسک بیشتر تغییر می‌کند. PCBهای خودرو اغلب از 2 اونس یا 3 اونس مس برای ظرفیت حمل جریان بالا استفاده می کنند. این وزن مس اضافی جرم حرارتی بیشتری را اضافه می کند و رسیدن به دمای مناسب را برای اتصالات لحیم کاری دشوارتر می کند. ترکیب پایه فلزی ضخیم و لایه‌های مسی سنگین صفحه‌ای را ایجاد می‌کند که مانند یک هیت سینک بزرگ با الگوی مدار چاپ شده روی آن رفتار می‌کند.
مشکل پروفایل Reflow در تخته های هسته فلزی
خمیر لحیم بدون سرب استاندارد SAC305 به دمای اوج تقریباً 235-250 درجه سانتیگراد با زمان بالاتر از مایع (TAL) 60-120 ثانیه نیاز دارد. در FR-4، دستیابی به این نمایه ساده است. در یک تخته هسته فلزی، اثر هیت سینک به این معنی است که دمای محل اتصال لحیم کاری از دمای نقطه تنظیم کوره عقب است. ممکن است برای جبران نیاز به افزایش دمای پیک، افزایش TAL یا کاهش سرعت تسمه داشته باشید.
تنظیمات خاص به ضخامت هسته فلزی، وزن مس و چگالی اجزای روی برد بستگی دارد. یک هسته آلومینیومی 1.6 میلی متری با 1 اونس مس رفتار متفاوتی با هسته مسی 3.0 میلی متری با 3 اونس مس دارد. پروفیل جریان مجدد باید به صورت تجربی، با استفاده از ترموکوپل های متصل به برد در مکان های بحرانی ایجاد شود: بزرگترین جزء جرم حرارتی، کوچکترین جزء غیرفعال، و مرکز تخته.
> Practical note: Always profile the actual production board, not a test coupon. The real board has component density, solder mask, and copper distribution that a coupon does not replicate. Use at least five thermocouple locations for metal core boards.
---
چگونه روند خودرو ریسک را تشدید می کند
لوازم الکترونیکی خودرو به سطح بالاتری از قابلیت اطمینان نسبت به لوازم الکترونیکی مصرفی نیاز دارند زیرا قطعات باید در بسیاری از موارد در چرخه دمایی از -40 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد زنده بمانند. به همین دلیل است که مونتاژ SMT خودرو دارای تحمل‌های سخت‌گیرانه‌تری در مورد تخلیه، یکپارچگی اتصال لحیم کاری و عملکرد چرخه حرارتی است.
گرایش خودروها به سمت وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و سیستم‌های پیشرفته کمک راننده (ADAS) باعث افزایش الکترونیک قدرت بر روی تخته‌های هسته فلزی شده است. این تخته ها جریان های بالاتری را حمل می کنند، گرمای بیشتری تولید می کنند و با چرخه حرارتی سخت تری مواجه می شوند. برای یک چراغ جلو LED پرقدرت یا یک سیستم مدیریت باتری EV، برد هسته فلزی باید هم اتصال الکتریکی و هم یکپارچگی مسیر حرارتی را در طول عمر خودرو حفظ کند.
تخلیه به یک نگرانی حیاتی در تخته های هسته فلزی خودرو تبدیل می شود. فضاهای خالی در اتصالات لحیم کاری به عنوان موانع حرارتی و متمرکز کننده تنش عمل می کنند. در یک برنامه برق، یک فضای خالی در زیر پد حرارتی QFN می تواند باعث گرمای بیش از حد موضعی شود که خستگی حرارتی را تسریع می کند. برای مجموعههای کلاس خودرو، اهداف درصد خالی در زیر پدهای حرارتی اغلب سخت‌گیرانه‌تر از کاربردهای مصرف‌کننده هستند. بازرسی اشعه ایکس روش استاندارد برای تعیین کمیت حفره ها است و معیارهای پذیرش معمولاً با مشخصات مشتری به جای یک استاندارد عمومی تعریف می شوند.
روندهای خودرو نیز به سمت تخته‌هایی با فناوری ترکیبی پیش می‌رود که بخش‌های هسته فلزی را برای قطعات قدرت با بخش‌های استاندارد FR-4 برای الکترونیک کنترل ترکیب می‌کنند. این رویکرد ترکیبی جریان مجدد را پیچیده می کند زیرا یک نمایه باید هر دو نوع برد را برآورده کند. بخش FR-4 ممکن است بیش از حد گرم شود در حالی که بخش هسته فلزی همچنان در حال افزایش است. اینجاست که پانل سازی دقیق و مدیریت حرارتی در هنگام مونتاژ اهمیت پیدا می کند.
برای مقایسه دقیق نحوه تأثیر ADAS و الزامات خاص خودرو بر روی ریسک SMT، به چگونه خطر مونتاژ SMT را از روندهای خودرو و ADAS ارزیابی کنیم مراجعه کنید. هنگام در نظر گرفتن استانداردهای قابلیت اطمینان هوافضا، همان اصول مدیریت حرارتی اعمال می‌شود: چگونه خطر مونتاژ SMT را از روندهای خودرو و هوافضا ارزیابی کنیم رویکرد مبتنی بر مشخصات را پوشش می‌دهد.
---
چگونه طراحی تخته هسته فلزی را برای ریسک مونتاژ ارزیابی کنیم
بررسی طراحی اولین و موثرترین مکان برای کاهش خطر مونتاژ SMT است. ارزیابی باید قبل از انتشار هیئت مدیره برای ساخت، و دوباره قبل از ارسال اسمبلی RFQ انجام شود.
چک لیست بررسی Stackup
پارامترهای زیر را در مستندات stackup ارزیابی کنید:
| Parameter | What to Verify | چرا مهم است |
|---|---|---|
| Metal core material | Aluminum 5052, 6061, or copper C1100 | Copper has higher thermal conductivity but is heavier and more expensive |
| Metal core thickness | 0.8 mm to 3.2 mm typical | Thicker cores increase thermal mass and risk of insufficient reflow heat |
| Dielectric type | Thermal conductivity rating (1–9 W/m·K typical) | Higher thermal conductivity spreads heat faster, increasing heat sink effect |
| Dielectric thickness | 25 µm to 150 µm | Thinner dielectric reduces thermal resistance but may have lower breakdown voltage |
| Copper weight top layer | 1 oz to 3 oz | Heavier copper increases thermal mass and affects stencil aperture design |
| Board dimensions and panelization | Panel size and rail width | Larger panels may have greater temperature variation across the surface |
| Component placement | Location of high-mass components | Components near board edges reflow differently than those in the center |
بررسی BOM برای ریسک SMT
صورتحساب مواد (BOM) فقط یک لیست قطعات نیست. این یک سند ارزیابی ریسک است. BOM را با این سوالات مرور کنید:
- انواع بسته های کامپوننت چیست؟ بسته های بزرگ QFN با پد حرارتی به حجم کافی لحیم کاری نیاز دارند تا از خالی شدن و چاپ بیش از حد جلوگیری شود. پسیوهای کوچک 0402 و 0201 بیشتر در معرض سنگ قبر روی تخته های هسته فلزی هستند.
- سطح حساسیت به رطوبت (MSL) هر جزء چقدر است؟ رتبه بندی MSL، همانطور که در J-STD-020 و J-STD-033 تعریف شده است، تعیین می کند که چه مدت می توان یک جزء را قبل از نیاز به پخت در معرض رطوبت محیط قرار داد. تخته‌های هسته فلزی ممکن است به پروفیل‌های جریان مجدد طولانی‌تری نیاز داشته باشند، که می‌تواند اجزا را به محدودیت‌های لایه‌برداری مرتبط با رطوبت نزدیک‌تر کند.
- آیا اجزای سوراخ دار روی یک برد وجود دارد؟ بردهای با فناوری ترکیبی به لحیم کاری موجی و لحیم کاری مجدد نیاز دارند. فرآیند سوراخ کردن می تواند تخته هسته فلزی را دوباره گرم کند و بر اتصالات لحیم کاری که قبلاً جریان یافته اند تأثیر بگذارد.
ملاحظات پانل سازی و ابزارسازی
تخته های هسته فلزی سنگین هستند. یک تخته هسته آلومینیومی 1.6 میلی متری با اندازه پانل استاندارد به طور قابل توجهی بیشتر از یک برد FR-4 با همان ابعاد وزن دارد. این بر فرآیندهای پایین دستی تأثیر می گذارد:
- جابجایی دستگاه: برد سنگین تر ممکن است به تنظیمات مختلف نازل خلاء یا پین های پشتیبانی نیاز داشته باشد تا از خم شدن در هنگام قرار دادن قطعه جلوگیری شود.
- جابجایی نوار نقاله: اگر ریل های نگهدارنده تنظیم نشده باشند، وزن تخته می تواند باعث افتادگی در کوره های جریان مجدد شود.
- برش V و مسیریابی: تخته های هسته فلزی را نمی توان به راحتی V-score کرد. آنها به مسیریابی نیاز دارند که هزینه را افزایش می دهد و بر استراتژی پانل سازی تأثیر می گذارد.
قبل از انتشار طرح، تأیید کنید که خانه ساخت انتخابی می تواند مواد هسته فلزی را مطابق با نیازهای پانل شما هدایت کند. برای ارزیابی گسترده‌تر از نحوه تغذیه انتخاب‌های طراحی PCB به ریسک مونتاژ، به [نحوه ارزیابی ریسک مونتاژ SMT از PCB طراحی و PCB روندهای تولید]_(__OMIN_) مراجعه کنید.
---
طراحی شابلون و انتخاب خمیر لحیم کاری برای تخته های هسته فلزی
طراحی شابلون یکی از مؤثرترین نقاط کنترل برای ریسک مونتاژ SMT بر روی تخته های هسته فلزی است. شابلون باید اثر هیت سینک و جرم حرارتی متغیر تخته را جبران کند.
اندازه دیافراگم برای حجم لحیم کاری
اندازه دیافراگم شابلون و ضخامت شابلون تعیین کننده حجم خمیر لحیم قرار گرفته بر روی هر پد است. در یک تخته هسته فلزی، اتصال لحیم کاری باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند در چرخه حرارتی زنده بماند. این اغلب به حجم لحیم کاری بیشتری نسبت به الگوی نامی IPC-7351 نیاز دارد.
قوانین کلی برای طراحی شابلون بر روی تخته های هسته فلزی:
- نسبت سطح دیافراگم را افزایش دهید: نسبت مساحت (مساحت دهانه دیافراگم تقسیم بر مساحت دیواره دیافراگم) برای آزادسازی خوب خمیر باید بالای 0.66 باشد. در تخته های هسته فلزی، 0.7 یا بالاتر را هدف بگیرید تا از انتقال قابل اعتماد خمیر اطمینان حاصل کنید.
- از شابلون‌های پله‌ای برای جرم حرارتی مخلوط استفاده کنید: اگر برد دارای بسته‌های منفعل کوچک و پکیج‌های پد حرارتی بزرگ است، یک شابلون پله‌ای می‌تواند خمیر بیشتری را در نواحی با جرم بالا قرار دهد و در عین حال چاپ ریز را تمیز نگه دارد.
- شابلون های برش لیزری با پولیش الکتریکی را در نظر بگیرید: صاف بودن و رفتار حرارتی تخته هسته فلزی به این معنی است که آزاد شدن خمیر بسیار مهم است. دیافراگم‌های صیقل‌شده الکتروشیمیایی باعث بهبود رهاسازی خمیر می‌شوند، بهویژه برای QFPهای ریز و BGAs.
انتخاب خمیر لحیم کاری بر اساس بار حرارتی
شیمی خمیر لحیم کاری باید با مشخصات حرارتی تخته مطابقت داشته باشد. خمیر لحیم استاندارد نوع 3 یا نوع 4 ممکن است برای FR-4 استاندارد کار کند، اما تخته های هسته فلزی اغلب از مزایای زیر سود می برند:
- شار فعالیت بالاتر: شار فعالیت بالاتر (طبقه بندی ROL1 یا ORH0) می تواند خیس شدن را هنگامی که اتصال لحیم به سرعت به دمای مطلوب نمی رسد بهبود بخشد.
- توصیه پیش گرمایش طولانی تر: برخی از خمیرهای لحیم کاری برای مناطق خیساندن طولانی تر فرموله شده اند و به افزایش یکنواخت تر صفحه هسته فلزی کمک می کنند.
- فرمولاسیون‌های کاهش‌دهنده فضای خالی: برای کاربردهای خودرویی، خمیرهای لحیم کاهنده فضای خالی با شیمی شار خاص می‌توانند درصد خالی را در زیر پدهای حرارتی کاهش دهند.
توصیه های پروفیل جریان مجدد سازنده خمیر لحیم کاری تنها نقطه شروع است. پروفیل واقعی باید بر روی تخته هسته فلزی ایجاد شود. هیچ مقداری از طراحی شابلون، نمایه جریان مجدد نادرست را جبران نمی کند، اما این دو با هم کار می کنند.
---
توسعه و تأیید نمایه Reflow
نمایه جریان مجدد مهمترین پارامتر فرآیند SMT برای تخته های هسته فلزی است. باید جرم حرارتی برد و ترکیب اجزا را در نظر بگیرد.
توسعه نمایه اولیه
با مشخصات توصیه شده سازنده خمیر لحیم شروع کنید، سپس بر اساس خوانش ترموکوپل تنظیم کنید. جبران معمول برای تخته های هسته فلزی عبارت است از:
1. Extend the preheat zone: A longer preheat (90–120 seconds from ambient to 150°C) allows the metal base to heat more evenly and reduces the temperature delta between the board surface and the core. 2. Increase peak temperature slightly: Depending on the metal core thickness, the peak temperature setpoint may need to be 5–15°C higher than the solder paste's nominal recommendation. 3. Verify TAL on the board surface: The time-above-liquidus must be measured at the solder joint level, not inferred from the oven setpoint.
قرار دادن ترموکوپل برای تخته های هسته فلزی
ترموکوپل ها باید در مکان های زیر قرار گیرند:
- در مرکز تخته جایی که گرما احتمالاً کمترین مقدار را دارد
- نزدیک لبه تخته جایی که گرما احتمالاً بالاترین میزان را دارد
- روی بزرگترین جزء جرم حرارتی (به عنوان مثال، یک QFN با یک پد حرارتی بزرگ)
- در یک جزء کوچک غیرفعال (0402 یا 0201) برای بررسی خطر گرمای بیش از حد
- روی هر رابط سوراخی که از طریق برد بیرون زده است
برای تابلوهای خودرو، نمایه را در چندین تابلو در پانل تأیید کنید. اگر ضخامت هسته فلزی متفاوت باشد یا اگر چگالی اجزا یکنواخت نباشد، تغییرات تخته به تخته در سراسر پانل می تواند قابل توجه باشد.
اگر برد شما ترکیبی از بخش های FR-4 و هسته فلزی است، نمایه جریان مجدد باید هر دو را برآورده کند. این یکی از سخت ترین چالش ها در مونتاژ هیئت مدیره با فناوری ترکیبی است. در نظر بگیرید که آیا فرآیند جریان مجدد دو پاسی یا ساخت تخته متفاوت (به عنوان مثال، زیرلایه فلزی عایق شده در یک مجموعه جداگانه) قابل اطمینان تر است.
برای بررسی عمیق‌تر نحوه تأثیر ریسک‌های مربوط به فرآیند بر مونتاژ SMT در زمینه‌های با قابلیت اطمینان بالا، به نحوه ارزیابی ریسک مونتاژ SMT از روندهای FOPLP و پردازش حرارتی مراجعه کنید. چالش‌های پردازش حرارتی در بسته‌بندی‌های سطح پنل با فن‌آوت، علت اصلی یکسانی دارند: توزیع ناهموار حرارت در سطح زیرلایه‌ای با جرم حرارتی بالا.
---
بازرسی و تأیید قابلیت اطمینان برای هسته فلزی و تابلوهای خودرو
بازرسی برای تخته های هسته فلزی فراتر از استاندارد AOI است. اتصالات لحیم کاری پنهان و لایه دی الکتریک نیاز به بررسی دقیق دارند.
X-Ray بازرسی برای تخلیه و حجم لحیم کاری
بازرسی اشعه ایکس برای بردهای هسته فلزی با BGA، QFN، یا سایر اجزای انتهایی پایین مورد نیاز است. پد حرارتی روی پکیج QFN مسیر حرارتی اولیه به هسته فلزی است، بنابراین تخلیه در این ناحیه حیاتی است.
برای تابلوهای خودرو، بازرسی اشعه ایکس باید روی مجموعههای مقاله اول انجام شود تا طرح شابلون و نمایه جریان مجدد تایید شود. محدودیت‌های پذیرش برای باطل کردن معمولاً توسط مشتری یا معیارهای قابل قبول IPC-A-610 برای کلاس مونتاژ تعریف می‌شوند. مجموعههای کلاس 3 محدودیت‌های تخلیه محدودتری نسبت به کلاس 2 دارند.
اشعه ایکس همچنین هندسه اتصال لحیم کاری را نشان می دهد. حجم ناکافی لحیم کاری به عنوان اتصالات سبک تر و نازک تر به نظر می رسد. لحیم کاری بیش از حد ممکن است نشان دهنده چاپ بیش از حد باشد که می تواند باعث ایجاد پل بر روی اجزای ریزپیچ شود. تصاویر اشعه ایکس را با شکل مشترک مورد انتظار حاصل از ناحیه دیافراگم شابلون مقایسه کنید.
ملاحظات بازرسی بصری و AOI
تخته های هسته فلزی چند چالش بازرسی را ارائه می دهند:
- تاب تخته: تفاوت در ضریب انبساط حرارتی (CTE) بین هسته فلزی و دی الکتریک می تواند پس از جریان مجدد باعث تاب خوردگی شود. سیستم های AOI به کالیبراسیون نیاز دارند تا تاب بردگی را بدون خرابی کاذب مدیریت کنند.
- آسیب ماسک لحیم کاری: ماسک لحیم کاری روی تخته های هسته فلزی ممکن است با ماسک لحیم FR-4 متفاوت باشد. آستانه های رنگ AOI باید برای روکش تخته خاص تنظیم شوند.
- بازرسی زیر پر کردن: برای بسته های فلیپ چیپ یا در مقیاس تراشه در برنامه های خودروسازی، پر کردن کم برای افزایش قابلیت اطمینان رایج است.
اعتبار سنجی چرخه حرارتی طراحی حرارتی
SMT خطر مونتاژ فقط مربوط به محل اتصال لحیم کاری در زمان مونتاژ نیست. همچنین در مورد توانایی اتصال لحیم کاری برای زنده ماندن در طول عمر محصول است. برای تابلوهای خودرو، تست‌های چرخه حرارتی اعتبار استاندارد هستند.
اتصال لحیم کاری بر روی تخته هسته فلزی به دلیل عدم تطابق CTE بین جزء (معمولاً 6-17 ppm/°C برای بسته‌های مبتنی بر سیلیکون) و هسته فلزی (حدود 23 ppm/°C برای آلومینیوم) استرس را تجربه می‌کند. این عدم تطابق کمتر از FR-4 (13-16 ppm/°C در صفحه) است، اما محدودیت هسته فلزی از خم شدن تخته برای جذب استرس جلوگیری می کند. نتیجه این است که اتصال لحیم کاری باید فشار بیشتری را جذب کند.
طراحی برای قابلیت اطمینان به معنای انتخاب بسته‌های اجزای با قابلیت اطمینان بالاتر است (به عنوان مثال، QFN با پدهای در معرض در مقابل BGA با توپ‌های لحیم کاری)، اطمینان از حجم لحیم کاری کافی، و انتخاب یک آلیاژ لحیم کاری مناسب. SAC305 رایج است، اما SAC105 یا آلیاژهای دوپ شده با محتوای نقره کمتر ممکن است عملکرد چرخه حرارتی بهتری را در برخی از کاربردهای خودرو ارائه دهد.
---
چه اطلاعاتی در RFQ برای مجموعه هسته فلزی PCB تعلق دارد
یک RFQ کامل خطر مونتاژ SMT را کاهش می دهد زیرا اطلاعات مورد نیاز برای ارائه بازخورد دقیق را به سازنده می دهد. RFQ باید شامل موارد زیر باشد:
1. Full stackup documentation: Metal core material, thickness, dielectric thermal conductivity, dielectric thickness, copper weights for each layer. 2. Complete BOM with package types and MSL ratings: The manufacturer needs to know whether any components require baking before assembly. 3. Board dimensions and panelization requirements: Include the preferred panel size and any routing constraints. 4. Special process requirements: Reflow profile targets, X-ray inspection requirements, and acceptance criteria for voiding. 5. Component placement files: Centroid files and pick-and-place data in the correct format. 6. Any automotive-specific requirements: AEC-Q100/AEC-Q101 component qualification, PPAP documentation, or specific inspection criteria.
وقتی RFQ این جزئیات را شامل می شود، سازنده می تواند خطرات را زود تشخیص دهد. به عنوان مثال، اگر درجه حرارت دی الکتریک بسیار نزدیک به دمای پیک جریان مجدد باشد، سازنده باید قبل از ساخت آن را به جای کشف آن در هنگام مونتاژ علامت گذاری کند.
برای OEM هایی که با ارائه دهندگان EMS کار می کنند، RFQ نقطه ای است که هدف طراحی به واقعیت تولید تبدیل می شود. هرچه اطلاعات کامل تر باشد، بازخورد مفیدتر است. برای ارزیابی چگونگی تغییر شکل روندهای رباتیک و اتوماسیون نیازمندی های مونتاژ، به چگونه خطر مونتاژ SMT را از روندهای خودرو و رباتیک ارزیابی کنیم مراجعه کنید.
---
اشتباهات رایج و چه زمانی باید سازنده را درگیر کرد
رایج ترین اشتباهات در مونتاژ هسته فلزی PCB SMT ناشی از رفتار با برد مانند FR-4 است.
اشتباه 1: استفاده از پروفیل جریان مجدد FR-4 استاندارد. برد هسته فلزی به دمای یک برد FR-4 در زیر همان پروفیل نمی رسد. نتیجه خیس شدن ناکافی و اتصالات لحیم ضعیف است.
اشتباه 2: تنظیم نکردن دیافراگم های شابلون برای اجزای پد حرارتی. شابلون طراحی شده برای پد حرارتی FR-4 ممکن است لحیم کافی را روی تخته هسته فلزی نگذارد که منجر به خالی شدن و عملکرد حرارتی ناکافی شود.
اشتباه 3: نادیده گرفتن درجه حرارت دی الکتریک. اگر دی الکتریک حداکثر دمایی کمتر از پیک جریان مجدد داشته باشد، برد در طول مونتاژ لایه لایه می شود. این یک شکست فاجعه بار است که ممکن است تا زمانی که برد تست الکتریکی نشود قابل مشاهده نیست.
اشتباه 4: پروفیل نکردن برد واقعی. ایجاد نمایه جریان مجدد روی یک کوپن آزمایشی یا یک برد نمونه اولیه که با برد تولیدی متفاوت است منجر به تنظیمات نادرست دما می شود.
اشتباه 5: پرش از اشعه ایکس در بازرسی مقاله اول. اتصالات لحیم کاری BGA و QFN روی تخته های هسته فلزی را نمی توان به صورت بصری بررسی کرد. اشعه ایکس تنها روشی است که حجم لحیم کاری و تخلیه در مفاصل پنهان را بررسی می کند.
سازنده را در اوایل مرحله طراحی درگیر کنید، نه فقط زمانی که RFQ ارسال می شود. اگر از یک هسته مسی 3 میلی متری با ردیابی جریان بالا استفاده می کنید، سازنده باید قابلیت جریان مجدد را تأیید کند. اگر از دی الکتریک با درجه حرارت 250 درجه سانتی گراد استفاده می کنید و فروشنده پروفیل پیک 260 درجه سانتی گراد را توصیه می کند، این یک پرچم قرمز است.
در Omini، بررسی مهندسی با استک آپ و BOM شروع می شود، نه با نقل قول. این بحث باید نمایه‌سازی جریان مجدد، طراحی استنسیل و روش‌های بازرسی را قبل از انجام تعهدات تولید پوشش دهد.
---
پرسش‌های متداول
چرا هسته فلزی PCB خطر مونتاژ SMT را افزایش می دهد؟
هسته فلزی PCB از یک دی الکتریک رسانای حرارتی روی یک پایه آلومینیومی یا مسی استفاده می کند که باعث تغییر رفتار پخش و جریان گرما می شود. پایه فلزی به عنوان یک هیت سینک عمل می کند و باعث می شود خمیر لحیم کاری سریعتر سرد شود و به طور بالقوه منجر به خیس شدن ناکافی، سنگ قبر یا تخلیه شود. شما باید نمایه جریان مجدد، طراحی شابلون و انتخاب خمیر لحیم کاری را تنظیم کنید.
مهندسان بزرگترین اشتباهات را با مونتاژ هسته فلزی PCB SMT در کجا انجام می دهند؟
بزرگترین اشتباه این است که با یک برد فلزی مانند FR-4 استاندارد رفتار کنید. مهندسان اغلب از همان مشخصات جریان مجدد استفاده می کنند و اثر سینک حرارتی را نادیده می گیرند. خطای دیگر طراحی دیافراگم های شابلون بدون در نظر گرفتن جرم حرارتی هسته فلزی است که باعث آزاد شدن ضعیف خمیر یا حجم ناکافی لحیم می شود. تایید نکردن درجه حرارت حداکثر دی الکتریک نیز یک خطای رایج است که منجر به لایه برداری می شود.
چگونه می توانم قبل از ساخت، خطر مونتاژ هسته فلزی PCB SMT را تأیید کنم؟
انباشته برد شامل ضخامت هسته فلزی، رسانایی حرارتی دی الکتریک و Tg، و تحمل بسته اجزا را بررسی کنید. برای خودرو، تأیید کنید که نمایه جریان مجدد با بردهای فناوری ترکیبی که ممکن است دارای هر دو قسمت سوراخ و SMT باشند، سازگار است. اگر صفحه مسی بزرگی دارد، خمیر لحیم کاری با سطح فعالیت بالاتر را مشخص کنید و درجه حرارت دی الکتریک را در برابر دمای اوج جریان مجدد بررسی کنید.
چه اطلاعاتی در RFQ برای مجموعه هسته فلزی PCB تعلق دارد؟
RFQ باید شامل مجموعه کامل، مواد و ضخامت هسته فلزی، خواص دی الکتریک، ابعاد تخته و بار حرارتی مورد انتظار باشد. BOM کامل را با مقادیر اجزا، انواع بسته‌ها و رتبه‌بندی‌های MSL وارد کنید. بازخورد DFM را در مورد طراحی شابلون، قرار دادن واقعی، و پانل سازی درخواست کنید. اهداف نمایه reflow خود را اضافه کنید یا بر اساس ساختار هیئت مدیره خود توصیه هایی بخواهید.
روش بازرسی برای تخته های هسته فلزی چگونه متفاوت است؟
مجموعههای مقاله اول را با اشعه ایکس بررسی کنید تا BGA و QFN کیفیت اتصال و لحیم کاری را بررسی کنید، به خصوص در زیر پدهای حرارتی. برای تخته های هسته فلزی، دی الکتریک اطراف سوراخ های نصب را برای ترک یا لایه برداری بررسی کنید. از AOI برای عیوب SMT بصری استفاده کنید، اما اشعه ایکس برای مفاصل پنهان ضروری است. معیارهای پذیرش در IPC-A-610 را ارجاع دهید و قبل از تولید محدودیت‌های لغو را با مشتری خود تأیید کنید.
> Engineering handoff note: How to Evaluate SMT Assembly Risk from Soldering and PCB Assembly Trends before the release package is frozen.