Malzeme Bilimi Vakfı: PCB Montajında Lehim Pastası, Yapıştırıcılar ve Alt Katmanlar

Bir PCB Montajının güvenilirliği ve performansı sadece bileşen seçimi ve yerleştirme doğruluğu ile belirlenmez; bunlar temel olarak ara bağlantıların ve alt tabakaların malzeme bilimi üzerine kuruludur.Lehim Pastası vazgeçilmez bir malzemedir, eklem bütünlüğünü belirleyen davranışa sahip karmaşık bir karışımdır. Bileşimi - tipik olarak kurşunsuz uygulamalar için bir SAC305 (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5) alaşımı - erime sıcaklığını, mekanik dayanımı ve yorulma direncini tanımlar. Pastanın içindeki akı kimyası da aynı derecede kritiktir. Temizlemeye gerek olmayan akılar zararsız kalıntılar bırakırken, suda çözünür veya reçine bazlı akılar montaj sonrası temizleme gerektirebilir. Pastanın reolojisi (akış davranışı), tutarlılıkla baskı sağlamak, sarkmayı önlemek ve şablon açıklıklarından temiz bir şekilde ayrılmak için kararlı olmalıdır. Parçacık boyutu dağılımı (Tip 3, 4 veya 5), tıkanmayı önlemek ve ince aralıklı bileşenler için yeterli lehim hacmi sağlamak için şablon açıklık boyutuyla eşleştirilir.

Lehimin ötesinde, Yapıştırıcılar ve Kapsülleyiciler hayati uzmanlaşmış roller oynar. Yüzeye Montaj Yapıştırıcıları (SMAs) dalga lehimlemeden önce SMD'leri alt tarafta geçici olarak sabitlemek için karışık teknoloji montajlarında kullanılır. Bu akrilik veya epoksi bazlı yapıştırıcılar hızla kürlenmeli, bileşenleri tutmak için yeterli yeşil mukavemete sahip olmalı ve daha sonra dalga lehimleme işleminin termal ve kimyasal saldırısından kurtulmalıdır. Dolgu Malzemeleri reflow'dan sonra BGA veya CSP paketlerinin altına titizlikle dağıtılan epoksi reçinelerdir. Bileşeni karta mekanik olarak bağlarlar, Termal Genleşme Katsayısı (CTE) uyumsuzluğunun neden olduğu gerilmeleri dağıtarak yorulma ömrünü önemli ölçüde iyileştirirler; bu, termal döngüye tabi tutulan otomotiv veya mobil uygulamalardaki cihazlar için bir zorunluluktur.

PCB Alt Tabakası montajın gerçekleştiği sahnedir. Malzeme seçimi - standart FR-4'ten yüksek frekanslı Rogers'a, esnek devreler için poliimid veya termal yönetim için metal çekirdeğe kadar - montaj parametrelerini derinden etkiler. Cam Geçiş Sıcaklığı (Tg) önemli bir özelliktir; yüksek Tg'li FR-4 (örneğin, Tg > 170°C), delaminasyonu veya z ekseni genişlemesini önlemek için kurşunsuz reflow için gereklidir. Bozunma Sıcaklığı (Td) tepe reflow sıcaklıklarını güvenli bir şekilde aşmalıdır. CTE kaplamalı deliklerdeki ve bileşen bağlantılarındaki stresi en aza indirmek için dikkate alınmalıdır. Yüksek yoğunluklu ara bağlantı (HDI) kartları için, ardışık laminasyonun, mikrovia oluşumunun ve yüzey kaplamasının (örneğin, Elektroless Nikel Daldırma Altın - ENIG, Daldırma Gümüş) kalitesi doğrudan lehimlenebilirliği, tel bağlama yeteneğini ve raf ömrünü etkiler. Bu malzeme etkileşimlerini anlamak yardımcı değildir; üretilebilir ve güvenilir bir montaj süreci tasarlamanın temelidir.