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深度解析新能源汽車FPC柔性軟板焊接制程中虛焊和冷焊不良分析改善!

文章來源:作者:張勝 查看手機網(wǎng)址
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人氣:1174發(fā)布日期:2023-03-07 08:21【

  隨著電子信息行業(yè)不斷發(fā)展,汽車PCB產(chǎn)品也向超薄性、小元件、高密度、細間距方向快速發(fā)展;單位汽車PCB上元器件組裝密度越來越高,線寬、間距、焊盤越來越細小、已到微米級,復合層數(shù)越來越多,客戶端的品質(zhì)要求也在不斷的提高;chip類元件已經(jīng)達到03015的大小,對制造工藝以及貼裝檢測的精度要求越來越高。

  虛焊就是常說的冷焊(cold solder),表面看起來焊接良好,而實際內(nèi)部并沒有通,或者處于可能通也可能不通的中間不穩(wěn)定狀態(tài)。有些是因為焊接不良或少錫造成元件腳和焊墊沒有導通。其他還有因為元件腳、焊墊氧化或有雜質(zhì)造成,肉眼的確不容易看出(這里定義的虛焊指PCBA上的焊點虛焊。)

  電子產(chǎn)品失效故障中,虛焊焊點失效占很大比重,據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明,在電子整機產(chǎn)品故障中,有將近一半是由于焊接不良引起的,幾乎超過電子元器件失效的概率,它使電子產(chǎn)品可靠性降低,輕則噪聲增加技術(shù)指標劣化,重則電路板無法完成設計功能,更為嚴重的是導致整個系統(tǒng)在未有任何前兆的情況下突然崩潰,造成重大的經(jīng)濟損失和信譽損失。

  在電子產(chǎn)品生產(chǎn)的測試環(huán)節(jié)以及售后維修環(huán)節(jié),虛焊造成的故障讓技術(shù)人員在時間、精力上造成極大的浪費,有時為找一個虛焊點,用上一整天的時間的情況并不鮮見。

  在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程及維修過程中,即使從各方面努力,也無法根治虛焊現(xiàn)象,因此,虛焊一直是困擾電子行業(yè)的焦點問題。

  產(chǎn)生原因:是由于焊件表面沒有清潔干凈、焊劑用得太少以及焊接時間過短所引起的不良?;蹇珊该婧碗娮釉珊该姹谎趸蛭廴荆缓噶闲阅懿涣?、助焊劑性能不良、基板焊盤金屬鍍層不良;焊接參數(shù)(溫度、時間)設置不當。

  影響:虛焊使焊點成為或有接觸電阻的連接狀態(tài),導致電路工作不正常,或出現(xiàn)電連接時通時不通的不穩(wěn)定現(xiàn)象,電路中的噪聲 (特別在通信電路中) 增加而沒有規(guī)律性,給電路的調(diào)試、使用和維護帶來重大隱患。此外,也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間內(nèi),保持電氣接觸尚好,因此不容易發(fā)現(xiàn)。但在溫度變化、濕度變化和振動等環(huán)境條件作用下,接觸表面逐步被氧化,接觸慢慢地變得不完全起來,進而使電路“罷工”。另外,虛焊點的接觸電阻會引起局部發(fā)熱,局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化,最終甚至使焊點脫落,電路完全不能正常工作。這一過程有時可長達一、二年。

  新能源行業(yè)成為全球的關(guān)注點,不僅包括車身制造,也包括動力電池;目前FPC應用涵蓋車燈、顯示模組、BMS(電池管理系統(tǒng))/VCU(整車控制器)/MCU(核心功率電子單元)三大動力控制系統(tǒng)、傳感器、高級輔助系統(tǒng)等相關(guān)場景。單車FPC用量將超過100片。動力電池FPC需求也在迅速起量,最新數(shù)據(jù)顯示,汽車PCB中,F(xiàn)PC的占比已經(jīng)由12%提升至15%,未來還將繼續(xù)增長。

  在電子產(chǎn)品生產(chǎn)和維修服務中,要從一臺成千上萬個焊點的電子設備里找出引起故障的虛焊點來,這并不是一件容易的事。所以,虛焊是電路可靠性的一大隱患,必須引起重視,研究其規(guī)律,采取措施,降低其危害。

  柔性線路板(Flexible Printed Circuit 簡稱FPC)又稱軟性線路板、撓性線路板,在歷史上的角色是電纜線束的替代品,種類有單面板、雙面板、多層板和軟硬結(jié)合板。

  汽車FPC在動力電池,主要是鋰電池上的應用目的是替代傳統(tǒng)的銅線線束,此前,新能源汽車動力電池采集線采用傳統(tǒng)銅線線束方案,常規(guī)線束由銅線外部包圍塑料而成,對空間的擠占大。相較銅線線束,F(xiàn)PC由于其高度集成、超薄厚度、超柔軟度等特點,在安全性、輕量化、布局規(guī)整等方面具備突出優(yōu)勢。

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