Erillinen reflow-uuni on edelleen ohjattavin vaihtoehto täydellisen piirilevyn kokoamiseen juotospastalla. Prototyyppien rakentajat ja korjaajat saattavat kuitenkin joutua käsittelemään pienen levyn tai vaihtamaan yhden komponentin ilman pääsyä tuotantouuniin.
Lämpötilaohjattu keittolevy-tai PCB-esilämmitin voi tukea valitun koko{1}}levyn prototyyppityötä. Lämpötila- ja ilmavirtaus-ohjattu elektroniikka kuuma{5}}ilma-asemaa käytetään yleensä paikalliseen korjaukseen. Nämä ovat erilaisia tehtäviä, eikä niitä pidä käsitellä keskenään vaihdettavissa olevina tuotantoprosesseina.
Peruspäätös:Käytä laajapohjaista-sivulämmitystä valitulle pienelle prototyypille, paikallista kuumaa ilmaa määritellylle työstöalueelle ja profiloitua reflow-uunia, kun toistettavuus, piiloliitokset tai korkea luotettavuus ovat tärkeitä.
Lukijat, jotka tarvitsevat ensin täydellisen materiaalin työnkulun, voivat tarkistaakuinka juotospastaa käytetään, käsittelystä ja saostuksesta lämmitykseen ja tarkastukseen.
Pikapäätösopas
| Tehtävä | Suositeltu aloitusmenetelmä | Pääsyy |
|---|---|---|
| Kokoa täydellinen pieni yksipuolinen{0}}prototyyppi | Lämpötila{0}}ohjattu keittolevy tai PCB-esilämmitin | Leveä pohja-sivulämmitys ilman ilmavirtaa |
| Vaihda yksi näkyvä{0}}lyijy-SMD-komponentti | Ohjattu elektroninen kuuma{0}}ilma-asema | Paikallinen lämmitys kohdepaketin ympärillä |
| Muokkaa termisesti raskasta paikallista aluetta | Pohja esilämmitys ja säädelty kuuma ilma | Vähentää lämpötilaeroa kohteen ja muun piirilevyn välillä |
| Kokoa tiheä monikerroksinen levy tai piilotettu{0}}liitospaketti | Profiloitu reflow-uuni tai ammattimainen korjausjärjestelmä | Edellyttää toistettavaa lämpötilan jakautumista ja pätevää tarkastusta |
| Toista prosessi tuotantomäärillä | Vahvistettu reflow-prosessi | Manuaalinen lämmitys riippuu suuresti käyttäjästä- |
Kotitalouksien keittolevyä tai yleiskäyttöistä{0}}rakennuslämpöpistoolia ei tule käsitellä ohjattuina SMT-prosessityökaluina.
Mitkä laitteet sopivat?
| Laitteet | Asianmukainen käyttö | Päärajoitus |
|---|---|---|
| PCB-esilämmitin | Ohjattu alapuolen-esilämmitys ja tuki paikalliselle korjaukselle | Ei välttämättä suorita ylä{0}}puolen uudelleenvirtausta ilman lisälämmönlähdettä |
| Laboratoriolevy vakaalla ohjauksella | Valittuja pieniä, litteitä, yksipuolisia{0}}prototyyppilevyjä | Pintalämpötila ei ole sama kuin sauman lämpötila |
| Elektroniikan kuumailma{0}}muokkausasema | Paikallinen komponenttien poisto, vaihto tai sulatus | Ilmavirta ja suuttimen asento voivat siirtää osia tai luoda kuumia kohtia |
| Rakennuslämpöpistooli | Yleensä ei sovellu kontrolloituun SMD-työhön | Laaja ilmavirta ja rajoitettu prosessinhallinta |
| Kotitalouden keittolevy | Ei suositella prosessin{0}}hallintatyökaluksi | Tuntematon tasaisuus, pinnan käyttäytyminen ja toistettavuus |
Lämmityslaitteiden valinnassa tulee noudattaa levy-, komponentti- ja materiaalivaatimuksia-ei työkaluun painettua enimmäislämpötilaa.
Turvallisuus ja työaseman asetukset
Manuaalinen PCB-reflow sisältää kuumia pintoja, sulaa metalliseosta, sulatehöyryjä ja sähköisesti herkkiä komponentteja. Ennen lämmitystä:
- käytä tehokasta paikallista ilmanvaihtoa tai savunpoistoa;
- työskennellä kuumuutta{0}}kestävällä, palamattomalla pinnalla;
- pidä kaapelit, pyyhkeet, liuottimet ja pakkaukset poissa kuumista laitteista;
- käytä kokoonpanoon sopivia ESD-säätimiä;
- tue tai kiinnitä piirilevy niin, että se ei voi liukua lämmityksen aikana;
- säilytä sopivat työkalut levyn käsittelyyn jäähdytyksen jälkeen;
- noudata juotospastan käyttöturvallisuustiedotetta ja laiteohjeita;
- älä koske tai siirrä kokoonpanoa, kun juote on sulaa.
Säilytyksellä ja ilmastoinnilla on myös merkitystä. Noudata voimassa olevia tuoteohjeita ja ohjettajuotospastan säilyvyys ja käsittelyennen lämmön käyttöä.
Kuuma ilma vs. kuuma levy
| Tekijä | Lämpötila{0}}Säädelty keittolevy | Hallittu kuuma ilma |
|---|---|---|
| Päälämmön suunta | Piirilevyn alapuolelta | Komponenttien puolelta |
| Paras aloituskäyttö | Pienet koko{0}}levyn prototyypit | Lokalisoitu komponenttien uudelleenkäsittely |
| Lämmitetty alue | Suurin osa tai koko lauta | Valittu alue |
| Ilmavirran riski | Ei mitään | Voi siirtää tahnaa tai kevyitä komponentteja |
| Lämpötilan jakautuminen | Riippuu kosketuksesta, levyn tasaisuudesta ja kuparijakaumasta | Riippuu ilmavirrasta, suuttimesta, etäisyydestä, liikkeestä ja pohjan esilämmityksestä |
| Kaksipuolinen{0}}taulu | Alapinnat voivat koskettaa pintaa tai valua uudelleen | Läheiset osat voivat saada toisen lämpökierron |
| Toistettavuus | Rajoitettu ilman kiinnikkeitä ja mittoja | Riippuu suuresti käyttäjän tekniikasta ja laitteiden ohjauksesta |
| Tuotantosoveltuvuus | Matala | Alhainen koko{0}}levykokoonpanolle |
Vertailu ei koske vain sitä, mikä työkalu kuumenee. Kyse on siitä, kuinka lämpö saavuttaa kylmimmän vaaditun liitoksen ylikuumentamatta herkimpää paikkaa.
Tapa 1: Koko-levyn prototyypin uudelleenvirtaus keittolevyllä
Lämpötilaohjattu keittolevy tai PCB-esilämmitin voi olla käytännöllinen valikoiduissa pienissä, litteissä, yksipuolisissa prototyypeissä, joissa on näkyvät komponentit ja kohtalainen kuparijakauma.
Tämä menetelmä tulee vähemmän sopivaksi, jos levy sisältää raskaita liittimiä, suuria maatasoja, lämpö{0}}herkkiä pohjakomponentteja tai piilotettuja liitoksia, joita ei voida tarkastaa riittävästi.
Hallittu kuuma{0}}levytyönkulku
- Tarkista asiakirjat.Tarkista tahnan TDS, seos, varastointihistoria, komponenttien rajat ja kosteus{0}}herkän käsittelyn vaatimukset.
- Tarkista ja tue piirilevy.Varmista, että lauta on puhdas, tasainen ja sopii pohja{0}}lämmitykseen.
- Hallitse talletusta.Käytä stensiiliä tai muuta toistettavaa menetelmää, kun talletusmäärällä on merkitystä. Opas kohteeseenjuotospastan levitysmenetelmätselittää tärkeimmät vaihtoehdot.
- Aseta komponentit tarkasti.Sula juote voi auttaa rajoitettua itsekohdistusta{0}}, mutta se ei voi korjata jokaista siirtymää.
- Asenna lämpöparit.Mittaa edustava kylmäliitos ja lämpö{0}}herkkä paikka, jos se on käytännössä mahdollista.
- Lämmitä lautaa asteittain.Vältä korkeimman asetuksen käyttöä mitatun prosessin korvikkeena.
- Täydellinen reflow ja jäähdytys.Vahvista yhteensulautuminen ja kostutus ja pidä sitten PCB vakaana, kunnes juote jähmettyy.
- Tarkasta ennen virran kytkemistä-.Tarkista näkyvät liitokset, komponenttien sijainti ja levyn kunto.
Piirilevyn liikuttaminen tai epätasainen tukeminen juotteen pysyessä sulana voi häiritä komponentteja tai liitoksia. Mitatun kortin vaste on tärkeämpi kuin keittolevyn valitsin.
Tapa 2: Paikallinen uudelleentyöstö kuumalla ilmalla
Lämpötilaa{0}} ja ilmavirtaa-ohjattu elektroniikan korjausasema sopii paremmin yhden komponentin vaihtamiseen tai olemassa olevan kokoonpanon rajoitetun tyynyalueen lämmittämiseen.
Ilmavirta aiheuttaa mekaanista voimaa. Ilmavirran, suuttimen suunnittelun, etäisyyden ja liikkeen mukaan pieni suutin voi tuottaa keskittyneen kuuman alueen turvallisemman prosessin sijaan.
Hallittu kuuma{0}}ilmatyönkulku
- Varmista, että paikallinen korjaustyö on asianmukaista.Piilotetut{0}}yhteis- tai suuren-riskin paketit saattavat vaatia erikoislaitteita ja tarkastusta.
- Suojaa viereiset osat.Tarkista muoviliittimet, kaapelit, mikrofonit, kamerat, optiset laitteet ja lähellä olevat pienet komponentit.
- Käytä ohjattua juotoslähdettä.Käytä vain määritetyn uudelleenkäsittelyprosessin vaatimaa tahnaa tai juoksutemäärää.
- Esilämmitä piirilevy, kun se on käytännöllistä.Alhainen esilämmitys voi vähentää energiaa, joka on kohdistettava ylhäältä.
- Säädä suuttimen asentoa ja ilmavirtausta.Lämmitä pakkausalue tasaisesti sen sijaan, että pidät virtaa yhdessä johdossa tai kulmassa.
- Mittaa todellinen lämpövaste.Älä käytä aseman asetusarvoa todisteena komponenttien lämpötilasta.
- Pysäytä, kun aiotut saumat ovat valuneet uudelleen.Jatkaminen, koska ajastin ei ole umpeutunut, voi ylikuumentua alueen.
- Pidä kokoonpano paikallaan jähmettymisen aikana.Tarkasta, kun alue on jäähtynyt turvallisesti.
Infineonin virkamieslevyn kokoonpanosuositukset integroiduille lyijyttömälle paketilletodeta, että uudelleentyöstölämpötilaprofiilit tulee tallentaa ja että viereiset komponentit voivat altistua uudelleen virtaukselle.
Voitko yhdistää alemman esilämmityksen ja kuuman ilman?
Kyllä. Termisesti raskaissa kokoonpanoissa PCB-esilämmitin voi nostaa levyn yleistä lämpötilaa, ennen kuin ohjattu ylä{1}} kuuma ilma toimittaa kohdepaketissa tarvittavan lisäenergian.
Mahdollisia etuja ovat:
- vähemmän keskittynyt ylä{0}}puolen lämmitys;
- pienemmät lämpötilaerot kohdealueen välillä;
- lyhyempi altistuminen voimakkaalle kuumalle ilmalle;
- suurempiin kuparitasoihin kytkettyjen tyynyjen tehokkaampi lämmitys.
Tämä yhdistelmä vaatii vielä mittauksen. Pohjalämmitys voi vaikuttaa alaosaan, kun käyttäjä tarkkailee vain yläpuolta, ja kuuma ilma voi liikuttaa pakkausta tahnan pehmentymisen jälkeen.
Ymmärrä Reflow-profiilin vaiheet
Tämä artikkeli ei tarjoa yleisiä lämpötila-arvoja. Todellisten rajojen on oltava peräisin nykyisestä juotospastan TDS:stä, komponenttien dokumentaatiosta ja validoidusta levyprofiilista.
Ohjattu uudelleenvirtausprofiili käsittää tavallisesti neljä vaihetta:
- Esilämmitys:Nosta piirilevyn lämpötilaa ilman tarpeetonta lämpöshokkia.
- Lämpötasaus tai liotus:Pienennä lämpötilaeroja komponenttien ja kuparialueiden välillä, kun virtausjärjestelmä kehittyy.
- Aika likvidin yläpuolella:Pidä tarvittavat liitokset lejeeringin nesteen yläpuolella riittävän pitkään yhteensulautumista ja kastumista varten ilman liiallista altistumista.
- Ohjattu jäähdytys:Anna juotteen jähmettyä ilman komponenttien liikkumista tai vältettävissä olevaa lämpörasitusta.
Virallinen IPC-julkaisuluettelo tunnistaaIPC-7530B, massajuottoprosessien lämpötilaprofilointiohjeet, nykyisen lämpötilan{0}}profiloinnin ohjeena. Manuaalinen prototyyppiprosessi ei vastaa massan uudelleenvirtausta, mutta periaate lämpötilan mittaamisesta ajan mittaan on edelleen ajankohtainen.
Termoparin sijoitus: Mittaa piirilevy, älä työkalua
Termoparin tulisi mitata kohdepaikka mieluummin kuin sitä ympäröivä kuuma ilma.
- ylläpitää luotettavaa yhteyttä valittuun tyynyyn, liitokseen tai pakkauksen sijaintiin;
- estä johtoa liikkumasta, kun ilmavirtaus tai vuotoiminta alkaa;
- Vältä jättämästä anturiliitosta riippumaan PCB:n yläpuolelle;
- vältä kiinnitysmenetelmiä, jotka muuttavat merkittävästi paikallista lämpövastetta;
- sisältää todennäköisen kylmäpisteen, kuten suureen kuparitasoon yhdistetty tyyny;
- sisällytä lämpö{0}}herkkä sijainti, kun komponenttien rajat ovat kriittisiä;
- kirjaa kiinnitysmenetelmä ja termoparin sijainti toistettavuuden varmistamiseksi.
Piirilevyn paksuus, kuparin jakautuminen, pakkauksen sijainti ja viereiset komponentit voivat kaikki muuttaa liitoksen lämpötilaa. Sama laiteasetus voi siksi tuottaa erilaisia tuloksia toisella levyllä.
Tahnan reologia ja lämmitysvaste liittyvät myös toisiinsa. Katso ohjejuotospastan fysikaaliset ominaisuudetviskositeetin, tartunta- ja virtausnäkökohtien vuoksi.
Tekeekö matalan{0}}lämpöisen juotospastan manuaalisen uudelleenjuoksun turvallista?
Alhaisemmin-sulava metalliseos voi vähentää prosessin lämmöntarvetta, mutta se ei korjaa huonoa lämpötilan tasaisuutta, hallitsematonta ilmavirtausta, liiallista kerrostilavuutta tai sopimatonta liitosrakennetta.
Matala-lämpötilojen koostumuksissa on myös tuotekohtaisia-seos-, juoksute-, mekaanisia ja luotettavuusnäkökohtia. Tarkista valitun nykyinen dokumentaatiolyijy-vapaa matalan lämpötilan-juotepastasen sijaan, että siirrät asetuksia toisesta seoksesta.
Kuvaavia skenaarioita
Seuraavat esimerkit esittävät päätöksentekoprosessin eivätkä edusta mitattuja tuotantotuloksia.
Skenaario 1: Pieni yksipuolinen{1}}anturin prototyyppi
Pieni, litteä prototyyppi sisältää näkyvät vastukset, kondensaattorit ja lyijyllisen IC:n toisella puolella. Alapuolella ei ole komponentteja ja kuparijakauma on kohtalainen.
Lämpötilaohjattu{0}}keittolevy voi olla kohtuullinen käynnistystapa, jos käyttäjä voi ohjata tahnan määrää, kiinnittää levyn, kiinnittää lämpöparit ja tarkastaa jokaisen liitoksen. Prosessi on silti kirjattava, eikä sitä pidä olettaa sopivaksi tuotantomäärille.
Skenaario 2: QFP-korvaus täytetyllä ohjainkortilla
Täytetty ohjainkortti vaatii yhden näkyvän{0}}johdin QFP:n vaihtamisen. Läheiset liittimet eivät kestä laajaa koko{2}}levyn lämmitystä, kun taas suuri maa-ala lisää paikallista lämpökuormitusta.
Pohja esilämmitys ja ohjattu ylä{0}}lämpöilma voivat olla sopivampia kuin pelkkä keittolevy. Käyttäjän tulee suojata viereisiä osia, mitata kohde ja lähellä olevat herkät paikat ja tarkastaa jokainen saatavilla oleva johto jäähdytyksen jälkeen.
Milloin lopettaa ja käyttää Reflow-uunia tai ammattimaista korjausjärjestelmää
Manuaalinen kuuma-levy- tai kuuma{1}}ilmakäsittely ei ole ensisijainen reitti, kun kokoonpano sisältää:
- suuret BGA-taulukot tai alemmat{0}}päätetyt paketit, jotka edellyttävät piilotettua-yhteistä hyväksyntää;
- QFN- tai SON-paketit, joissa on kriittinen keski{0}}juotetilavuus;
- tiheä monikerroksinen rakenne ja suuret lämpögradientit;
- raskaat komponentit piirilevyn molemmilla puolilla;
- optiset laitteet tai lämpö{0}}herkät muoviosat;
- kosteus{0}}herkät komponentit ilman valvottua käsittelyä;
- turvallisuuteen- liittyvät tai korkeat-luotettavuusvaatimukset;
- tuotantomäärä, joka edellyttää validoitua toistettavuutta;
- ei uskottavaa tapaa mitata lämpötilaa tai tarkistaa tulosta.
Infineonin pakettikohtaisissa-ohjeissa suositellaan pakotettua-konvektiouunin uudelleenvirtausta integroituun QFN- ja SON-kokoonpanoon ja huomautetaan, että tavanomainen optinen tarkastus on rajoitettu liitoksille, jotka muodostuvat pääasiassa pakkauksen alle.
Erikoistunutpuolijohdejuotepastatulee valita ja validoida yhdessä pakkauksen, stensiilin, lämmityksen ja tarkastusprosessin kanssa.
Yleiset viat ja ensimmäiset tarkastukset
| Havaittu vika | Mahdollinen syy | Ensimmäinen tarkistus |
|---|---|---|
| Hautakivikomponentti | Epätasainen lämmitys tai epätasainen kostutus | Vertaa sekä tyynyn lämpötiloja että tahnakertymiä |
| Juotossilta | Liiallinen tahna tai komponentti liikkuu | Talletuksen määrä, sijoitus ja ilmavirta |
| Juotospallot | Liiallinen tahna, saastuminen tai aggressiivinen kuumennus | Tahnan kunto, levitetty määrä ja kuumennusnopeus |
| Avoin liitos | Riittämätön tahna tai kylmätyyny | Kuparin lämpömassa ja todellinen liitoslämpötila |
| Vaihtunut komponentti | Ilmavirta tai liike juotteen ollessa nestemäistä | Suuttimen ohjaus ja jäähdytyksen vakaus |
| Epätäydellinen sulautuminen | Riittämätön lämpöaltistus tai huonontunut materiaali | Mitattu profiili ja liitä historia |
| Tummennettu juotosmaski tai laminaatti | Liiallinen paikallislämmitys | Altistusaika, etäisyys ja mitattu lämpötila |
| Nostettu tyyny | Liiallinen lämpö tai mekaaninen voima | Käsittele käsittely- ja viipymäaika uudelleen |
Näkyvää vikaa ei pidä automaattisesti syyttää juotospastasta. Tarkista pinnoitus, levyn suunnittelu, lämmitysmenetelmä ja komponenttien sijoitus yhdessä. Laajempi opasjuotteen suorituskyvyn arviointitarjoaa lisää testiluokkia.
Tarkastus manuaalisen uudelleenvirtauksen jälkeen
Käytä sopivaa suurennusta, jos liitokset ovat helposti saavutettavissa:
- kostutus sekä pehmusteella että pääteellä;
- sillat ja juotospallot;
- avoimet tai osittain kastuneet johdot;
- komponenttien siirto tai pyöriminen;
- riittämätön juotostilavuus;
- jäämät aiotun alueen ulkopuolella;
- juotosmaskin, tyynyn tai laminaatin vaurioita.
Sähköinen jatkuvuus voi tunnistaa valitut aukot ja oikosulut, mutta se ei voi arvioida tyhjenemistä, kostutusaluetta, mekaanista lujuutta tai jokaista piilossa olevaa liitosta.
Infineonin virallisissa pakkausohjeissa kuvataan röntgentarkastusta soveltuvan komponenteille, joita ei voida tarkastaa riittävästi optisilla menetelmillä. Käyttääjuotospastan tarkastusperiaatteetennen uudelleenjuoksua ja sopiva jälkijuoksu{0}}tarkistusmenetelmä sen jälkeen.
Kirjaa ylös tahnaerä, laitteet, lämpöparien paikat, mitattu lämpötilahistoria, käyttäjä, tarkastuksen tulos ja lopullinen sijoitus.
UKK
K: Voinko sulattaa juotospastan kuuma{0}}ilmapistoolilla?
V: Lämpötilaa{0}} ja ilmavirtaa-ohjattu elektroniikan korjausasema saattaa sopia paikalliseen työhön. Rakennuslämpöpistoolista puuttuu yleensä pienille SMD-komponenteille vaadittava ohjaus.
K: Voiko keittolevy korvata reflow-uunin?
V: Se voi tukea valittuja pieniä prototyyppejä, mutta se ei tarjoa profiloidun tuotantouunin valvottuja vyöhykkeitä, ilmavirtausta ja toistettavuutta.
K: Onko kuuma ilma tai keittolevy parempi SMD-juottamiseksi?
V: Ohjattu keittolevy on yleensä parempi lähtökohta yksinkertaiselle koko{0}}levyprototyypille. Hallittu kuuma ilma on yleensä parempi yhdelle komponentille tai rajoitetulle työstöalueelle.
K: Kuinka monta lämpöparia minun pitäisi käyttää?
V: Käytä tarpeeksi mittauspisteitä edustamaan todennäköistä kylmäliitosta ja lämpö{0}}herkimpää paikkaa. Monimutkaiset laudat voivat vaatia lisäpisteitä.
K: Voinko käyttää keittolevyä kaksipuoleisen{0}}piirilevyn kanssa?
V: Vain valituissa, validoiduissa tapauksissa. Alaosan osat voivat koskettaa pintaa, sulaa uudelleen tai liikkua, ja kiinnitys saattaa olla tarpeen.
K: Voinko käyttää kuumaa ilmaa BGA- tai QFN-paketteihin?
V: Ammattimaiset järjestelmät voivat muokata näitä paketteja, mutta hallitsematon kädessä pidettävä työ ilman profilointia, sijoittelun valvontaa ja piilotettua-yhteistarkastusta sisältää huomattavaa epävarmuutta.
Johtopäätös
Juotospasta voidaan sulattaa uudelleen ilman erillistä uunia valittuja prototyyppejä ja korjauksia varten, mutta lämmitysmenetelmän on vastattava tehtävää.
Käytä lämpötilaohjattua keittolevyä tai PCB-esilämmitintä valitulle pienelle koko-levyn prototyypille ja ohjattua kuumaa ilmaa paikalliseen korjaukseen. Käytä profiloitua uunia tai ammattimaista korjausjärjestelmää, kun kyseessä ovat piiloliitokset, monimutkainen lämpömassa, toistettavuus tai korkea luotettavuus.
Tärkein ohjaus on piirilevyn ja komponenttien mitattu vaste-ei työkalussa näkyvä numero. Asiaankuuluvia materiaaleja voi tarkastella osoitteessaYIHMA juotospastasarja, ja prosessin tiedot voidaan lähettää kauttaYIHMAn tiedustelusivu.
