Namenska peč za reflow ostaja najbolj nadzorovana možnost za sestavljanje celotnega tiskanega vezja s spajkalno pasto. Izdelovalci prototipov in tehniki za popravila pa bodo morda morali obdelati majhno ploščo ali zamenjati eno komponento brez dostopa do proizvodne peči.
Temperaturno-nadzorovana vroča plošča ali predgrelnik PCB lahko podpira izbrano prototipno delo-plošče. Temperatura{3}} in pretok-elektronika vročega zraka-se običajno uporablja za lokalno predelavo. To so različne naloge in jih ne bi smeli obravnavati kot medsebojno zamenljive proizvodne procese.
Temeljna odločitev:Uporabite široko spodnjo -stransko ogrevanje za izbrani majhen prototip, lokaliziran vroč zrak za določeno predelovalno območje in profilirano reflow peč, ko so pomembni ponovljivost, skriti spoji ali visoka zanesljivost.
Bralci, ki najprej potrebujejo celoten potek gradiva, si ga lahko ogledajokako uporabljati spajkalno pasto, od kondicioniranja in odlaganja preko ogrevanja in pregleda.
Vodnik za hitro odločanje
| Naloga | Prednostni način zagona | Glavni razlog |
|---|---|---|
| Sestavite celoten majhen eno-stranski prototip | Temperaturno-nadzorovana grelna plošča ali predgrelnik PCB | Široko spodnje{0}}ogrevanje brez pretoka zraka |
| Zamenjajte eno vidno{0}}komponento SMD | Krmilna elektronika vroč{0}}zračna postaja | Lokalizirano ogrevanje okoli ciljnega paketa |
| Predelajte toplotno težko lokalno območje | Spodnje predgretje in nadzorovan vroč zrak | Zmanjša temperaturno razliko med tarčo in ostalim PCB |
| Sestavite gosto večslojno ploščo ali skriti{0}}spojni paket | Profilirana reflow peč ali profesionalni sistem za predelavo | Zahteva ponovljivo porazdelitev temperature in sposoben pregled |
| Postopek ponovite za vse proizvodne količine | Potrjen postopek preoblikovanja | Ročno ogrevanje je zelo-odvisno od operaterja |
Niti gospodinjske kuhalne plošče niti-gradbene toplotne pištole za splošne namene se ne sme obravnavati kot nadzorovano orodje za SMT.
Kakšna oprema je primerna?
| Oprema | Ustrezna uporaba | Glavna omejitev |
|---|---|---|
| PCB predgrelnik | Nadzorovano predgretje-strani in podpora za lokalizirano predelavo | Brez dodatnega vira toplote morda ne bo dokončano zgornje{0}}stransko pretakanje |
| Laboratorijska grelna plošča s stabilnim nadzorom | Izbrane majhne, ravne, eno-stranske prototipne plošče | Temperatura površine ni enaka temperaturi spoja |
| Postaja za-predelavo elektronike na vroč zrak | Odstranjevanje, zamenjava ali preoblikovanje lokalne komponente | Pretok zraka in položaj šob lahko premikata dele ali ustvarjata vroče točke |
| Gradbena toplotna pištola | Na splošno neprimeren za nadzorovano SMD delo | Širok pretok zraka in omejen nadzor procesa |
| Kuhalna plošča za gospodinjstvo | Ni priporočljivo kot orodje za-nadzor procesov | Neznana enotnost, površinsko obnašanje in ponovljivost |
Pri izbiri grelne opreme je treba upoštevati zahteve glede plošče, komponent in materiala-in ne najvišje temperature, natisnjene na orodju.
Varnost in nastavitev delovne postaje
Ročno reflow PCB vključuje vroče površine, staljeno zlitino, hlape talila in električno občutljive komponente. Pred ogrevanjem:
- uporabite učinkovito lokalno prezračevanje ali odvajanje dima;
- delo na toplo{0}}odporni, negorljivi površini;
- hranite kable, robčke, topila in embalažo stran od vroče opreme;
- uporabite nadzor ESD, ki ustreza sestavu;
- podprite ali pritrdite PCB, tako da med segrevanjem ne more drseti;
- imejte na voljo ustrezna orodja za rokovanje s ploščo po ohlajanju;
- upoštevajte varnostni list spajkalne paste in navodila za opremo;
- ne dotikajte se ali premikajte sklopa, dokler spajka ostane staljena.
Pomembna sta tudi shranjevanje in kondicioniranje. Upoštevajte trenutna navodila za izdelek in vodnik zarok trajanja in ravnanje s spajkalno pastopred nanašanjem toplote.
Vroč zrak proti grelni plošči
| Faktor | Grelna plošča-z nadzorom temperature | Nadzorovan vroč zrak |
|---|---|---|
| Glavna smer ogrevanja | S spodnje strani tiskanega vezja | S strani komponent |
| Najboljša začetna uporaba | Majhni prototipi cele-plošče | Lokalizirana predelava komponent |
| Ogrevan prostor | Večino ali celotno ploščo | Izbrano območje |
| Tveganje pretoka zraka | Noben | Lahko premika paste ali lahke komponente |
| Porazdelitev temperature | Odvisno od kontakta, ravnosti plošče in porazdelitve bakra | Odvisno od pretoka zraka, šobe, razdalje, gibanja in spodnjega predgretja |
| Dvo{0}}stranska tabla | Spodnji deli se lahko dotaknejo površine ali se ponovno zlijejo | Bližnji deli se lahko ponovno ogrejejo |
| Ponovljivost | Omejeno brez napeljav in meritev | Močno odvisno od tehnike operaterja in nadzora opreme |
| Proizvodna primernost | Nizka | Nizka za sestav-cele plošče |
Primerjava ne gre le za to, katero orodje postane bolj vroče. Gre za to, kako toplota doseže najhladnejši zahtevani spoj, ne da bi pregrela najbolj občutljivo mesto.
1. način: Preoblikovanje prototipa celotne-plošče z vročo ploščo
Temperaturno{0}}nadzorovana vroča plošča ali predgrelnik PCB je lahko praktičen za izbrane majhne, ravne, eno-stranske prototipe z vidnimi komponentami in zmerno porazdelitvijo bakra.
Ta metoda postane manj primerna, če plošča vsebuje težke priključke, velike ozemljitvene plošče, toplotno{0}}občutljive spodnje komponente ali skrite spoje, ki jih ni mogoče ustrezno pregledati.
Delovni tok nadzorovane vroče-plošče
- Preglejte dokumente.Preverite TDS paste, zlitino, zgodovino shranjevanja, omejitve komponent in zahteve za-občutljivost za ravnanje z vlago.
- Preglejte in podprite PCB.Prepričajte se, da je plošča čista, ravna in primerna za-ogrevanje s spodnje strani.
- Nadzorujte depozit.Uporabite šablono ali drugo ponovljivo metodo, kadar je količina nanosa pomembna. Vodnik pometode nanašanja spajkalne pastepojasnjuje glavne možnosti.
- Natančno postavite komponente.Staljena spajka lahko pomaga pri omejeni-samoporavnavi, vendar ne more popraviti vsakega odmika.
- Namestite termočlene.Izmerite reprezentativen hladen spoj in toplo{0}}občutljivo lokacijo, kjer je to praktično.
- Desko postopoma segrevajte.Izogibajte se uporabi najvišje nastavitve kot nadomestka za izmerjeni postopek.
- Popolno reflow in hlajenje.Potrdite koalescenco in omočenje, nato pa ohranite PCB stabilno, dokler se spajka ne strdi.
- Preverite pred-vklopom.Preverite vidne spoje, položaj komponent in stanje plošče.
Premikanje ali neenakomerna podpora tiskanega vezja, medtem ko spajka ostaja staljena, lahko poškoduje komponente ali spoje. Izmerjeni odziv plošče je pomembnejši od -številčnice vroče plošče.
2. način: lokalizirana predelava z vročim zrakom
Postaja za predelavo elektronike- z nadzorom- in pretokom zraka-je primernejša za zamenjavo ene komponente ali ogrevanje omejenega območja blazinice na obstoječem sklopu.
Zračni tok uvaja mehansko silo. Odvisno od pretoka zraka, zasnove šobe, razdalje in gibanja lahko majhna šoba proizvede koncentrirano vroče območje namesto varnejšega postopka.
Nadzorovan tok{0}}toplega zraka
- Potrdite, da je lokalizirana predelava ustrezna.Skriti-skupni ali visoko{1}}paketi tveganja lahko zahtevajo posebno opremo in pregled.
- Zaščitite sosednje dele.Preglejte plastične konektorje, kable, mikrofone, kamere, optične naprave in bližnje majhne komponente.
- Uporabite nadzorovan vir spajkanja.Uporabite samo količino paste ali talila, ki jo zahteva definiran postopek predelave.
- Predgrejte PCB, kjer je to praktično.Spodnje predgretje lahko zmanjša energijo, ki jo je treba uporabiti od zgoraj.
- Nadzorujte položaj šobe in pretok zraka.Enakomerno segrejte območje embalaže, namesto da držite tok na enem kablu ali vogalu.
- Izmerite dejanski toplotni odziv.Ne uporabljajte nastavljene vrednosti postaje kot dokaz temperature komponente.
- Ustavite se, ko se nameravani spoji ponovno zlijejo.Če nadaljujete, ker časovnik še ni potekel, se lahko območje pregreje.
- Med strjevanjem držite sklop pri miru.Preglejte, ko se območje varno ohladi.
Infineonov uradnikpriporočila za sestavljanje plošče za integrirane brezvodne paketenavajajo, da je treba zabeležiti temperaturne profile ponovne obdelave in da so lahko sosednje komponente ponovno izpostavljene ponovnemu polnjenju.
Ali lahko kombinirate spodnje predgretje in vroč zrak?
ja Pri toplotno težkih sklopih lahko predgrelnik tiskanega vezja zviša splošno temperaturo plošče, preden nadzorovan vroč-stranski zrak dovaja dodatno energijo, potrebno za ciljni paket.
Potencialne koristi vključujejo:
- manj koncentrirano zgornje{0}}stransko ogrevanje;
- zmanjšane temperaturne razlike v ciljnem območju;
- krajša izpostavljenost intenzivnemu vročemu zraku;
- učinkovitejše ogrevanje ploščic, povezanih z velikimi bakrenimi ploščami.
Ta kombinacija še vedno zahteva meritve. Spodnje segrevanje lahko vpliva na spodnje komponente, medtem ko operater opazuje samo zgornjo stran, vroč zrak pa lahko premakne paket, ko se pasta zmehča.
Razumevanje stopenj profila Reflow
Ta članek ne podaja univerzalnih temperaturnih vrednosti. Dejanske omejitve morajo izhajati iz trenutnega TDS spajkalne paste, dokumentacije komponent in potrjenega profila plošče.
Nadzorovani profil reflow običajno vključuje štiri stopnje:
- Predgretje:Zvišajte temperaturo tiskanega vezja brez nepotrebnega toplotnega šoka.
- Toplotno izravnavanje ali namakanje:Zmanjšajte temperaturne razlike med komponentami in bakrenimi območji, medtem ko se sistem fluksa razvija.
- Čas nad likvidusom:Zahtevane spoje držite nad likvidusom zlitine dovolj dolgo za koalescenco in omočenje, brez pretirane izpostavljenosti.
- Nadzorovano hlajenje:Pustite, da se spajka strdi brez premikanja komponent ali toplotne obremenitve, ki se ji je mogoče izogniti.
Uradni seznam publikacij IPC identificiraIPC-7530B, Smernice za profiliranje temperature za postopke množičnega spajkanja, kot trenutno smernico-za profiliranje temperature. Ročni prototipni postopek ne postane enakovreden masnemu reflowu, vendar ostaja princip merjenja temperature skozi čas pomemben.
Namestitev termočlena: izmerite PCB, ne orodja
Termočlen bi moral meriti ciljno lokacijo in ne vroč zrak, ki jo obdaja.
- vzdržujte zanesljiv stik z izbrano blazinico, sklepom ali lokacijo paketa;
- preprečite premikanje žice, ko se začne pretok zraka ali tok;
- izogibajte se puščanju zaznavalnega spoja obešenega nad PCB;
- izogibajte se načinom pritrditve, ki bistveno spremenijo lokalni toplotni odziv;
- vključujejo verjetno hladno točko, kot je blazinica, povezana z veliko bakreno ploščo;
- vključite toplotno{0}}občutljivo lokacijo, ko so omejitve komponent kritične;
- zabeležite način pritrditve in položaj termočlena za ponovljivost.
Debelina PCB, porazdelitev bakra, položaj paketa in sosednje komponente lahko spremenijo temperaturo spoja. Ista nastavitev opreme lahko torej povzroči drugačne rezultate na drugi plošči.
Reologija paste in odziv na segrevanje sta prav tako povezana. Oglejte si vodnik zafizikalne lastnosti spajkalne pasteglede viskoznosti, lepljivosti in pretoka.
Ali nizko{0}}temperaturna spajkalna pasta omogoča varno ročno prelivanje?
Zlitina z-nižjim tališčem lahko zmanjša toplotno porabo procesa, vendar ne popravi slabe enakomernosti temperature, nenadzorovanega pretoka zraka, prevelikega volumna usedlin ali neprimerne zasnove spoja.
Nizkotemperaturne-formulacije vključujejo tudi-izdelek specifične zlitine, talila, mehanske vidike in zanesljivost. Preglejte aktualno dokumentacijo za izbranonizkotemperaturna spajkalna pasta-brez svincanamesto prenosa nastavitev iz druge zlitine.
Ilustrativni scenariji
Naslednji primeri prikazujejo postopek odločanja in ne predstavljajo izmerjenih rezultatov proizvodnje.
1. scenarij: prototip majhnega eno-stranskega senzorja
Majhen, ploščat prototip vsebuje vidne upore, kondenzatorje in svinčeno IC na eni strani. Spodnja stran nima komponent, porazdelitev bakra pa je zmerna.
Grelna plošča-z nadzorovano temperaturo je lahko razumna začetna metoda, če lahko operater nadzoruje količino paste, pritrdi ploščo, pritrdi termoelemente in pregleda vsak spoj. Postopek je treba še vedno beležiti in se ne sme domnevati, da je primeren za proizvodne količine.
Scenarij 2: Zamenjava QFP na poseljeni plošči krmilnika
Napolnjena krmilna plošča zahteva zamenjavo enega vidnega-vodnika QFP. Bližnji konektorji ne prenesejo širokega segrevanja celotne-plošče, medtem ko velika površina tal poveča lokalno toplotno obremenitev.
Spodnje predgretje in nadzorovan vroč-stranski vroč zrak sta morda bolj primerna kot samo kuhalna plošča. Operater mora zaščititi sosednje dele, izmeriti tarčo in bližnje občutljive lokacije ter pregledati vsak dostopen vod po ohlajanju.
Kdaj se ustaviti in uporabiti pečico za reflow ali profesionalni sistem za predelavo
Ročna obdelava-z vročim-zrakom ni prednostna pot, če sestav vsebuje:
- veliki nizi BGA ali paketi s-donjimi zaključki, ki zahtevajo skrito-skupno sprejemanje;
- Paketi QFN ali SON s kritično količino spajkalne-centralne plošče;
- gosta večplastna konstrukcija in veliki toplotni gradienti;
- težke komponente na obeh straneh PCB;
- optične naprave ali toplotno{0}}občutljivi plastični deli;
- komponente,-občutljive na vlago, brez nadzorovanih zapisov o ravnanju;
- zahteve glede-varnosti ali visoke{1}}zanesljivosti;
- proizvodno količino, ki zahteva potrjeno ponovljivost;
- ni verodostojnega načina za merjenje temperature ali preverjanje rezultata.
Posebne smernice za-paket Infineon priporočajo prisilno{1}}ponovno tečenje s konvekcijsko pečico za integriran sklop QFN in SON ter ugotavljajo, da je običajni optični pregled omejen za spoje, ki so oblikovani predvsem pod paketom.
Specializiranopolprevodniška spajkalna pastaje treba izbrati in potrditi skupaj s postopkom paketa, šablone, ogrevanja in pregleda.
Pogoste okvare in prvi pregledi
| Opažena napaka | Možen vzrok | Prvi pregled |
|---|---|---|
| Nagrobna komponenta | Neenakomerno segrevanje ali neenakomerno vlaženje | Primerjajte temperature blazinic in usedline paste |
| Spajkalni most | Prekomerno premikanje paste ali komponente | Prostornina, namestitev in pretok zraka |
| Spajkalne kroglice | Odvečna pasta, kontaminacija ali agresivno segrevanje | Stanje paste, uporabljena prostornina in stopnja segrevanja |
| Odprt sklep | Nezadostna pasta ali hladna blazinica | Termična masa bakra in dejanska temperatura spoja |
| Premaknjena komponenta | Pretok zraka ali gibanje, ko je spajka tekoča | Nadzor šob in stabilnost hlajenja |
| Nepopolna koalescenca | Nezadostna toplotna izpostavljenost ali degradiran material | Izmerjen profil in prilepi zgodovino |
| Zatemnjena spajkalna maska ali laminat | Prekomerno lokalno ogrevanje | Čas izpostavljenosti, razdalja in izmerjena temperatura |
| Dvignjena blazinica | Prekomerna vročina ali mehanska sila | Obdelava in čas zadrževanja |
Za vidno napako ne smemo samodejno kriviti spajkalne paste. Skupaj preglejte nanos, zasnovo plošče, način ogrevanja in postavitev komponent. Širši vodnik zaocena učinkovitosti spajkanjaponuja dodatne testne kategorije.
Pregled po ročnem prelivanju
Pri dostopnih spojih uporabite primerno povečavo za pregled:
- močenje tako na blazinici kot na koncu;
- mostički in spajkalne kroglice;
- odprti ali delno namočeni kabli;
- premik ali rotacija komponente;
- nezadostna količina spajke;
- ostanek izven predvidenega območja;
- spajkalna maska, poškodba blazinice ali laminata.
Električna kontinuiteta lahko prepozna izbrane odprtine in kratke stike, ne more pa ovrednotiti praznin, območja vlaženja, mehanske trdnosti ali vsakega skritega spoja.
Infineonova uradna navodila za paket opisujejo rentgenski pregled kot primeren za komponente, ki jih z optičnimi metodami ni mogoče ustrezno pregledati. Uporabanačela pregleda spajkalne pastepred preoblikovanjem in zmogljivo naknadno{0}}metodo pregleda po preoblikovanju.
Zabeležite serijo paste, opremo, položaje termočlenov, zgodovino izmerjene temperature, operaterja, rezultate pregleda in končno razporeditev.
pogosta vprašanja
V: Ali lahko spajkalno pasto ponovno prelijem s pištolo za-vroči zrak?
O: Temperaturno{0}} in zračni-postaja za predelavo elektronike je lahko primerna za lokalizirana dela. Gradbena toplotna pištola na splošno nima nadzora, potrebnega za majhne komponente SMD.
V: Ali lahko grelna plošča nadomesti pečico za reflow?
O: Morda podpira izbrane majhne prototipe, vendar ne zagotavlja nadzorovanih con, pretoka zraka in ponovljivosti profilirane proizvodne peči.
V: Ali je za spajkanje SMD boljši vroč zrak ali grelna plošča?
O: Nadzorovana grelna plošča je običajno boljše izhodišče za preprost prototip celotne-plošče. Nadzorovan vroč zrak je običajno boljši za eno komponento ali omejeno območje predelave.
V: Koliko termočlenov naj uporabim?
O: Uporabite dovolj merilnih točk, da predstavite verjeten hladen spoj in najbolj toplotno{0}}občutljivo lokacijo. Kompleksne plošče lahko zahtevajo dodatne točke.
V: Ali lahko uporabim grelno ploščo za dvo-stransko tiskano vezje?
O: Samo v izbranih, potrjenih primerih. Spodnji deli se lahko dotaknejo površine, se ponovno stopijo ali premaknejo, zato bo morda potrebno vpenjalo.
V: Ali lahko uporabim vroč zrak za pakete BGA ali QFN?
O: Profesionalni sistemi lahko predelajo te pakete, vendar nenadzorovano ročno delo brez profiliranja, nadzora namestitve in skritega-skupnega pregleda prinaša precejšnjo negotovost.
Zaključek
Spajkalno pasto je mogoče za izbrane prototipe in popravila preliti brez posebne pečice, vendar mora metoda segrevanja ustrezati nalogi.
Uporabite temperaturno{0}}nadzorovano vročo ploščo ali predgrelnik tiskanega vezja za izbrani prototip majhne cele-plošče in nadzorovan vroč zrak za lokalizirano predelavo. Uporabite profilirano pečico ali profesionalni sistem predelave, kadar gre za skrite spoje, kompleksno toplotno maso, ponovljivost ali visoko zanesljivost.
Najpomembnejši nadzor je izmerjen odziv tiskanega vezja in komponent-in ne številka, prikazana na orodju. Ustrezna gradiva si lahko ogledate vSerija spajkalne paste YIHMA, podrobnosti postopka pa lahko pošljete prekStran za povpraševanje YIHMA.
