Uvod
Mnogi inženjeri za istraživanje i razvoj ili proizvodno osoblje koji su novi u SMT montaži često se susreću s nedostacima lemljenja kao što su nepotpuno pretapanje, nadgrobni spomenici, promjena boje PCB-a ili koksiranje fluksa. Ovaj članak kombiniraNeoDen IN6 reflow pećnica korisnički priručniksa svojim karakteristikama hardvera kako bi se objasnilo kako učinkovito poboljšati prinos procesa pravilnom konfiguracijom parametara namakanja i ponovnog točenja.
Procesne uloge "zone namakanja" i "zone pretapanja"
Za kalibraciju odgovarajućih temperaturnih parametara, prvo se moraju razumjeti fizikalne i kemijske promjene koje se događaju u pasti za lemljenje u različitim temperaturnim zonama.
1. Zona namakanja: Toplinska ravnoteža i aktivacija protoka
Prema teoretskom modelu u korisničkom priručniku za NeoDen IN6, zona namakanja obično slijedi nakon zone predgrijavanja i prethodi talištu. Za standardnu pastu za lemljenje bez olova, ova je zona općenito postavljena između 150 stupnjeva i 190 stupnjeva. Tijekom ove faze, PCB prolazi kroz dva ključna procesa:
- Smanjenje toplinske tolerancije ploče:PCB ne sadrži samo malene otpornike i kondenzatore (kao što su komponente 0402), već i komponente koje-upijaju toplinu kao što su zaštitni poklopci ili BGA čipovi. Zona namakanja omogućuje cijeloj ploči da ostane na ovoj temperaturi 60–120 sekundi, omogućujući velikim komponentama da u potpunosti apsorbiraju toplinu, minimizirajući bočne temperaturne razlike i priprema ploču za ulazak u zonu reflowa.
- Aktivacija toka:Fluks se počinje aktivirati na 150 stupnjeva, vlažeći jastučiće i kablove i uklanjajući oksidni sloj s metalnih površina. Ako je izotermno vrijeme zadržavanja prekratko, fluks neće u potpunosti reagirati, što će rezultirati šupljinama ili slabim vlaženjem. Ako je vrijeme izotermnog zadržavanja predugo, fluks će prerano ispariti, uzrokujući sekundarnu oksidaciju metala i dovodeći do hladnih lemljenih spojeva ili koksiranja.
2. Zona reflowa: stvaranje pouzdanih lemljenih spojeva
Zona reflowa je područje s najvišom temperaturom unutar pećnice. Teoretska točka taljenja SAC305 je 217 stupnjeva; kada supstrat uđe u ovu zonu, njegova temperatura brzo premašuje točku taljenja, dostižući vršnu temperaturu od 240 stupnjeva –250 stupnjeva.
- Formiranje IMC sloja:Tekući lem reagira s bakrenom podlogom stvarajući intermetalne spojeve (IMC sloj, kao što je Cu6Sn5). Idealnu debljinu IMC sloja treba kontrolirati između 1 i 3 mikrometra kako bi se osigurala mehanička čvrstoća i električna pouzdanost lemljenih spojeva.
- Vrijeme zadržavanja tekućine (TAL):Vrijeme u kojem PCB ostaje na ili iznad 217 stupnjeva obično bi se trebalo kontrolirati između 45 i 90 sekundi. Pretjerano visoke vršne temperature ili pretjerano dugi TAL rezultirat će predebelim IMC slojem (preko 5 mikrometara), uzrokujući da lemljeni spoj postane krt. Ako temperatura ili vrijeme nisu dovoljni, IMC se neće pravilno oblikovati, što može lako dovesti do hladnih lemljenih spojeva.
Vodič za konfiguraciju parametara NeoDen IN6
NeoDen IN6Reflow pećnica ima dizajn sa 6 zona grijanja (3 gornje i 3 donje). U kombinaciji s potpunom konvekcijom vrućeg-zraka i grijaćim pločama od aluminijske legure, može kontrolirati bočne varijacije temperature unutar ±1 stupnja. Upravljačka ploča podržava 16 skupova programabilnih temperaturnih profila.
- Savjeti za fino-podešavanje parametara:Nakon omogućavanja "Dinamičke kontrole predgrijanja" na IN6 sustavu, toplinska ravnoteža se postiže za otprilike 25 minuta, s preciznošću kontrole temperature od ±0,2 stupnja. Pokretna traka podržava podešavanje brzine od 5 do 30 cm/min. S obzirom da je neto duljina komore za grijanje 680 mm, ukupno vrijeme u pećnici (min) izračunato je kao 68,0 cm / brzina pokretne trake (cm/min). Prilikom testiranja više{10}}slojnih ploča visoke-gustoće i utvrđivanja da je zona konstantne-temperature prekratka, najprikladnija metoda podešavanja je smanjenje brzine pokretne trake za 1–2 cm/min na dodirnom zaslonu, čime se proporcionalno produljuje vrijeme apsorpcije topline podloge u pećnici, bez potrebe za mijenjanjem postavljenih vrijednosti za svaku temperaturnu zonu pojedinačno.
Rješavanje uobičajenih kvarova i redovno održavanje
Na temelju tablice analize grešaka lemljenja u izvornom priručniku proizvođača, problemi s parametrima procesa mogu se identificirati i ispraviti analizom izgleda lemljenih spojeva nakon što izađu iz peći.
1. Protumjere kvarova
- Pougljenjivanje topitelja i žućenje lemljenih spojeva:Označava pregrijavanje unutar pećnice. To je obično uzrokovano postavkom vršne temperature koja je previsoka u zoni reflowa ili presporom brzinom pokretne trake, što rezultira prekomjernim vremenom zadržavanja. Rješenje je povećati brzinu pokretne trake ili smanjiti zadanu temperaturu.
- Hladno lemljeni spojevi ili nepotpuno lemljeni spojevi:To ukazuje na nedovoljnu ukupnu apsorpciju topline unutar komore ili na "efekt sjene vrućeg zraka" uzrokovan komponentama velikog-volumena. Rješenje je prvo smanjiti brzinu pokretne trake kako bi se produžilo vrijeme zagrijavanja. ako još uvijek postoje lokalizirane mrtve točke, odgovarajuće povećajte udio donje zone grijanja kako biste ublažili učinak sjene korištenjem temperaturne razlike između vrha i dna.
2. Smjernice za stabilno-održavanje hardvera
Dugoročna- stabilnost kontrole temperature apotpuni-sustav za lemljenje vrućim{1}}zrakomovisi o pravilnom održavanju hardvera.
- Podmazivanje pogonskog ležaja:Budući da je unutrašnjost pećnice stalno izložena visoko{0}}temperaturnom zračenju, obično ulje za podmazivanje ima tendenciju karbonizacije i stvaranja naslaga, uzrokujući zaglavljivanje ležajeva. Zaglavljeni ležajevi mogu uzrokovati vibriranje mrežastog remena. tijekom kratkog trenutka kada je pasta za lemljenje u tekućem eutektičkom stanju, čak i male vibracije mogu lako uzrokovati pomicanje komponente ili oštetiti krhku IMC strukturu. Priručnik izričito zahtijeva povremenu primjenu ulja za-podmazivanje visoke temperature. Preporučuje se servisiranje ležajeva svakih 100 sati rada korištenjem visoko{7}}temperaturne masti za 300 stupnjeva ili više.
- Održavanje sustava za filtriranje dima:Standardni vijek trajanja ugrađenog-uloška filtera s aktivnim ugljenom je 8 mjeseci. Zasićeni ili začepljeni filterski uložak uzrokovat će povećan povratni tlak u zračnom kanalu i smanjenje brzine strujanja vrućeg zraka unutar komore. To ne samo da rezultira neravnomjernom raspodjelom topline, već također uzrokuje sporo reagiranje PID algoritma kontrole temperature mikroprocesora, što dovodi do fluktuacija temperaturne krivulje. Za zamjenu filtarskog uloška jednostavno uklonite 12 vijaka na stražnjoj strani opreme.
Zaključak
Pravilna kalibracija parametara za zonu konstantne-temperature i zonu reflowa ključna je za osiguravanje pouzdanosti SMT lemljenih spojeva. IskorištavanjemNeoDen IN6 više{0}}temperaturnom-arhitekturom hardvera i sustavom kontrole temperature, standardiziranjem temperaturnih gradijenata i brzina pokretne trake, te striktnim pridržavanjem dnevnih pregleda opreme, možete učinkovito kontrolirati fluktuacije procesa i poboljšati učinak lemljenja tijekom probne-serijske proizvodnje.