Úvod
Mnoho výskumných a vývojových inžinierov alebo výrobných zamestnancov, ktorí sú noví v montáži SMT, sa často stretávajú s chybami spájkovania, ako je neúplné pretavenie, náhrobné kamene, zmena farby DPS alebo koksovanie tavidla. Tento článok kombinujeNávod na použitie pretavovacej rúry NeoDen IN6s jeho hardvérovými charakteristikami, ktoré vysvetľujú, ako efektívne zlepšiť výťažnosť procesu správnou konfiguráciou parametrov namáčania a pretavenia.
Procesné úlohy „zóny namáčania“ a „zóny pretavenia“
Na kalibráciu vhodných teplotných parametrov je potrebné najprv pochopiť fyzikálne a chemické zmeny, ktoré sa vyskytujú v spájkovacej paste v rôznych teplotných zónach.
1. Namáčacia zóna: Tepelná rovnováha a aktivácia toku
Podľa teoretického modelu v používateľskej príručke NeoDen IN6 zóna namáčania zvyčajne nasleduje po zóne predhrievania a predchádza bodu topenia. V prípade štandardnej spájkovacej pasty-bez olova je táto zóna vo všeobecnosti nastavená medzi 150 stupňami a 190 stupňami . Počas tejto fázy PCB prechádza dvoma kľúčovými procesmi:
- Zníženie tepelnej tolerancie dosky:Doska plošných spojov obsahuje nielen malé odpory a kondenzátory (ako sú súčiastky 0402), ale aj súčiastky pohlcujúce teplo-, ako sú tieniace kryty alebo čipy BGA. Zóna namáčania umožňuje, aby celá doska zostala pri tejto teplote 60–120 sekúnd, čo umožňuje veľkým komponentom plne absorbovať teplo, minimalizuje bočné teplotné rozdiely a pripravuje dosku na vstup do zóny pretavenia.
- Aktivácia toku:Tok sa začína aktivovať pri 150 stupňoch, zvlhčuje podložky a elektródy a odstraňuje vrstvu oxidu z kovových povrchov. Ak je izotermická doba zotrvania príliš krátka, tavidlo nebude úplne reagovať, čo bude mať za následok tvorbu dutín alebo slabé zmáčanie. Ak je izotermický čas zotrvania príliš dlhý, tavidlo sa predčasne odparí, čo spôsobí sekundárnu oxidáciu kovu a vedie k studeným spájkovaným spojom alebo koksovaniu.
2. Zóna pretavenia: Vytváranie spoľahlivých spájkovaných spojov
Reflow zóna je oblasť s najvyššou teplotou vo vnútri rúry. Teoretická teplota topenia SAC305 je 217 stupňov; akonáhle substrát vstúpi do tejto zóny, jeho teplota rýchlo prekročí bod topenia a dosiahne maximálnu teplotu 240 stupňov -250 stupňov.
- Tvorba IMC vrstvy:Kvapalná spájka reaguje s medeným substrátom za vzniku intermetalických zlúčenín (IMC vrstva, ako je Cu6Sn5). Ideálna hrúbka vrstvy IMC by mala byť kontrolovaná medzi 1 a 3 mikrometrami, aby sa zabezpečila mechanická pevnosť a elektrická spoľahlivosť spájkovaných spojov.
- Doba zdržania tekutiny (TAL):Čas, počas ktorého PCB zostane na 217 stupňoch alebo nad nimi, by sa mal zvyčajne riadiť medzi 45 a 90 sekundami. Príliš vysoké špičkové teploty alebo príliš dlhé TAL budú mať za následok príliš hrubú vrstvu IMC (presahujúcu 5 mikrometrov), čo spôsobí, že sa spájkovaný spoj stane krehkým. Ak je teplota alebo čas nedostatočné, IMC sa nevytvorí správne, čo môže ľahko viesť k studeným spájkovaným spojom.
Sprievodca konfiguráciou parametrov NeoDen IN6
NeoDen IN6Reflow pec má dizajn so 6 ohrevnými zónami (3 horné a 3 spodné). V kombinácii s úplnou konvekciou horúceho-vzduchu a vyhrievacími doskami z hliníkovej zliatiny dokáže regulovať bočné zmeny teploty v rozmedzí ±1 stupňa. Ústredňa podporuje 16 sád programovateľných teplotných profilov.
- Tipy na jemné{0}}ladenie parametrov:Po aktivácii „Dynamic Preheating Control“ na systéme IN6 sa tepelná rovnováha dosiahne približne za 25 minút s presnosťou regulácie teploty ±0,2 stupňa. Dopravný pás podporuje nastavenie rýchlosti od 5 do 30 cm/min. Za predpokladu, že čistá dĺžka ohrievacej komory je 680 mm, celkový čas v peci (min) sa vypočíta ako 68,0 cm / rýchlosť dopravného pásu (cm/min). Keď testujete viac{10}}dosky s vysokou{11}}hustotou a zistíte, že zóna konštantnej{12}}teploty je príliš krátka, najvhodnejším spôsobom nastavenia je znížiť rýchlosť dopravného pásu na dotykovej obrazovke o 1–2 cm/min, čím sa proporcionálne predĺži čas absorpcie tepla substrátu v rúre bez toho, aby ste museli individuálne upravovať nastavené hodnoty pre každú zónu teploty.
Odstraňovanie bežných porúch a bežná údržba
Na základe tabuľky analýzy chýb spájkovania v pôvodnej príručke výrobcu je možné identifikovať a opraviť problémy s parametrami procesu analýzou vzhľadu spájkovaných spojov po opustení pece.
1. Protiopatrenia proti defektom
- Zuhoľnatenie a žltnutie spájkovaných spojov:Indikuje prehriatie v rúre. To je zvyčajne spôsobené nastavením maximálnej teploty, ktorá je príliš vysoká v zóne spätného toku, alebo príliš nízkou rýchlosťou dopravníkového pásu, čo vedie k nadmernej dobe zotrvania. Riešením je zvýšenie rýchlosti dopravného pásu alebo zníženie nastavenej teploty.
- Studené spájkované spoje alebo neúplné spájkované spoje:To naznačuje nedostatočnú celkovú absorpciu tepla v komore alebo „efekt horúceho vzduchu“ spôsobený veľkoobjemovými komponentmi. Riešením je najprv znížiť rýchlosť dopravníka, aby sa predĺžil čas ohrevu. ak stále existujú lokalizované mŕtve miesta, vhodne zvýšte podiel spodnej vykurovacej zóny, aby ste zmiernili efekt tieňa využitím teplotného rozdielu medzi hornou a spodnou časťou.
2. Pokyny pre stálu-údržbu hardvéru
Dlhodobá-stabilita regulácie teploty aplný{0}}teplý{1}}vzdušný spájkovací systémzávisí od správnej údržby hardvéru.
- Mazanie hnacieho ložiska:Keďže vnútorný priestor rúry je neustále vystavený-žiareniu s vysokou teplotou, bežný mazací olej má tendenciu karbonizovať a vytvárať usadeniny, čo spôsobuje zadretie ložísk. Zadreté ložiská môžu spôsobiť vibrácie sieťového pásu. počas krátkeho okamihu, keď je spájkovacia pasta v tekutom eutektickom stave, môžu aj nepatrné vibrácie ľahko spôsobiť posunutie súčiastky alebo poškodiť krehkú štruktúru IMC. Príručka výslovne vyžaduje pravidelné používanie-mazacieho oleja s vysokou teplotou. Odporúča sa vykonávať údržbu ložísk každých 100 hodín prevádzky s použitím vysokoteplotného-maziva určeného pre 300 stupňov alebo viac.
- Údržba systému filtrácie dymu:Štandardná životnosť vstavaného-filtra s aktívnym uhlím je 8 mesiacov. Nasýtená alebo upchatá filtračná vložka spôsobí zvýšený protitlak vo vzduchovom potrubí a zníženie rýchlosti prúdenia horúceho vzduchu v komore. To má za následok nielen nerovnomerné rozloženie tepla, ale tiež spôsobuje, že algoritmus regulácie teploty mikroprocesora PID reaguje pomaly, čo vedie k výkyvom teplotnej krivky. Ak chcete vymeniť vložku filtra, jednoducho odstráňte 12 skrutiek na zadnej strane zariadenia.
Záver
Správna kalibrácia parametrov pre zónu konštantnej{0}}teploty a zónu pretavenia je základom zabezpečenia spoľahlivosti spájkovaných spojov SMT. VyužitímNeoDen IN6 hardvérová architektúra a systém riadenia teploty s viacerými -teplotami{1}}, štandardizáciou teplotných gradientov a rýchlostí dopravníkových pásov a prísnym dodržiavaním každodenných kontrol zariadení môžete efektívne kontrolovať kolísanie procesu a zlepšiť výťažnosť spájkovania počas malo-sériovej skúšobnej výroby.