Namjenska pećnica za reflow ostaje opcija kojom se najviše može kontrolisati za sastavljanje kompletnog PCB-a sa pastom za lemljenje. Međutim, proizvođači prototipa i tehničari za popravke možda će morati obraditi malu ploču ili zamijeniti jednu komponentu bez pristupa proizvodnoj peći.
Vruća ploča s{0}}kontroliranom temperaturom ili predgrijač PCB-a može podržati odabrani rad na cijelom-prototipu ploče. Topla vazdušna stanica- i protok vazduha-kontrolisana elektronikom{5}}obično se koristi za lokalizovane prerade. To su različiti zadaci i ne treba ih tretirati kao zamjenjive proizvodne procese.
Osnovna odluka:Koristite -bočno grijanje sa širokim donjem za odabrani mali prototip, lokalizirani vrući zrak za definirano područje prerade i profilisanu pećnicu za reflow kada su ponovljivost, skriveni spojevi ili visoka pouzdanost važni.
Čitaoci kojima je najprije potreban kompletan radni tok materijala mogu pregledatikako koristiti pastu za lemljenje, od kondicioniranja i taloženja preko grijanja i inspekcije.
Vodič za brzo donošenje odluka
| Zadatak | Preferirani početni metod | Glavni razlog |
|---|---|---|
| Sastavite kompletan mali jednostrani-prototip | Temperaturno{0}}kontrolisana grejna ploča ili PCB predgrejač | Široko donje{0}}bočno grijanje bez protoka zraka |
| Zamijenite jednu vidljivu-odvodnu SMD komponentu | Kontrolirana elektronika za vrući{0}}avio stanica | Lokalizirano grijanje oko ciljnog paketa |
| Preradite termički teško lokalno područje | Donje predgrijavanje plus kontrolirani vrući zrak | Smanjuje temperaturnu razliku između mete i ostatka PCB-a |
| Sastavite gustu višeslojnu ploču ili skriveni{0}}paket za spajanje | Profilisana reflow pećnica ili profesionalni sistem za preradu | Zahtijeva ponovljivu raspodjelu temperature i sposobnu inspekciju |
| Ponovite proces za sve proizvodne količine | Potvrđen proces reflow | Ručno grijanje u velikoj mjeri-zavisno od operatera |
Ni ploča za kuvanje u domaćinstvu niti toplinski pištolj opšte namjene-ne treba se tretirati kao kontrolirani SMT procesni alat.
Koja je oprema prikladna?
| Oprema | Prikladna upotreba | Glavno ograničenje |
|---|---|---|
| PCB predgrejač | Kontrolisano predgrijavanje{0}}donje strane i podrška za lokalizirane dorade | Neće dovršiti gornju{0}}bočnu refluks bez dodatnog izvora topline |
| Laboratorijska grijaća ploča sa stabilnom kontrolom | Odabrane male, ravne, jednostrane-prototipne ploče | Temperatura površine nije jednaka temperaturi spoja |
| Elektronika{0}}stanica za preradu vrućeg zraka | Lokalizirano uklanjanje komponenti, zamjena ili reflow | Protok zraka i položaj mlaznice mogu pomjeriti dijelove ili stvoriti vruće tačke |
| Građevinski toplotni pištolj | Općenito neprikladan za kontrolirani SMD rad | Širok protok vazduha i ograničena kontrola procesa |
| Ploča za kuvanje u domaćinstvu | Ne preporučuje se kao alat za{0}}kontrolu procesa | Nepoznata uniformnost, ponašanje površine i ponovljivost |
Izbor opreme za grijanje treba slijediti zahtjeve ploče, komponente i materijala-a ne maksimalnu temperaturu koja je odštampana na alatu.
Sigurnost i podešavanje radne stanice
Ručno reflow PCB-a uključuje vruće površine, rastopljene legure, isparenja fluksa i električno osjetljive komponente. Prije grijanja:
- koristiti efikasnu lokalnu ventilaciju ili usisavanje dima;
- raditi na -otpornoj, nezapaljivoj površini;
- držite kablove, maramice, rastvarače i ambalažu dalje od vruće opreme;
- koristiti ESD kontrole prikladne za sklop;
- poduprite ili pričvrstite PCB tako da ne može kliziti tokom zagrijavanja;
- držati na raspolaganju odgovarajući alat za rukovanje pločom nakon hlađenja;
- slijedite sigurnosno-tehnički list i upute za opremu;
- ne dodirujte niti pomerajte sklop dok lem ostane istopljen.
Skladištenje i kondicioniranje također su važni. Slijedite trenutna uputstva za proizvod i vodič zaRok trajanja i rukovanje paste za lemljenjeprije primjene topline.
Hot Air vs. Hot Plate
| Faktor | Temperatura{0}}Kontrolovana grijaća ploča | Kontrolisani topli vazduh |
|---|---|---|
| Glavni smjer grijanja | Sa donje strane PCB-a | Sa strane komponente |
| Najbolja početna upotreba | Mali{0}}prototipovi cijele ploče | Lokalizirana prerada komponenti |
| Grijani prostor | Većina ili cijela ploča | Odabrano područje |
| Rizik protoka vazduha | Nema | Može pomicati pastu ili lagane komponente |
| Raspodjela temperature | Zavisi od kontakta, ravnosti ploče i raspodjele bakra | Zavisi od protoka zraka, mlaznice, udaljenosti, kretanja i donjeg predgrijavanja |
| Dvostrana{0}}ploča | Donji dijelovi mogu doći u dodir s površinom ili ponovo preliti | Obližnji dijelovi mogu dobiti još jedan toplinski ciklus |
| Ponovljivost | Ograničeno bez učvršćenja i mjerenja | U velikoj mjeri ovisi o tehnici operatera i kontroli opreme |
| Pogodnost za proizvodnju | Nisko | Niska za cijelu-montažu ploče |
Poređenje se ne odnosi samo na to koji alat postaje topliji. Radi se o tome kako toplina dopire do najhladnijeg potrebnog spoja bez pregrijavanja najosetljivije lokacije.
Metoda 1: Reflow-Prototip cijele ploče sa grijaćom pločom
Vruća ploča s{0}}kontroliranom temperaturom ili predgrijač PCB-a može biti praktičan za odabrane male, ravne, jednostrane-prototipove sa vidljivim komponentama i umjerenom distribucijom bakra.
Ova metoda postaje manje prikladna kada ploča sadrži teške konektore, velike uzemljene ploče, donje komponente osjetljive{0}} na toplinu ili skrivene spojeve koji se ne mogu adekvatno pregledati.
Kontrolirani tok rada-vruće ploče
- Pregledajte dokumente.Provjerite TDS paste, legure, istoriju skladištenja, ograničenja komponenti i zahtjeve za rukovanje{0}}osjetljivim na vlagu.
- Pregledajte i podržite PCB.Potvrdite da je ploča čista, ravna i pogodna za donje{0}}bočno grijanje.
- Kontrolišite depozit.Koristite šablon ili drugu ponovljivu metodu kada je volumen depozita bitan. Vodič zametode nanošenja paste za lemljenjeobjašnjava glavne opcije.
- Precizno postavite komponente.Rastopljeni lem može pomoći ograničenom samo{0}}poravnanju, ali ne može ispraviti svaki pomak.
- Instalirajte termoelemente.Izmjerite reprezentativni hladni spoj i lokaciju{0}}osjetljivu na toplinu gdje je to praktično.
- Postupno zagrijavajte ploču.Izbjegavajte korištenje najviše postavke kao zamjene za mjereni proces.
- Kompletno reflow i hlađenje.Potvrdite spajanje i vlaženje, a zatim držite PCB stabilnim dok se lem ne očvrsne.
- Pregledajte prije -upljenja.Provjerite vidljive spojeve, položaj komponenti i stanje ploče.
Pomicanje ili neravnomjerno podupiranje PCB-a dok lem ostaje istopljen može poremetiti komponente ili spojeve. Izmjerena reakcija ploče je važnija od -točkića za grijanje.
Metoda 2: Lokalizirana obrada vrućim zrakom
Stanica za preradu elektronike- i protoka zraka-kontrolisana temperaturom je pogodnija za zamjenu jedne komponente ili grijanje ograničene površine jastučića na postojećem sklopu.
Protok zraka uvodi mehaničku silu. Ovisno o protoku zraka, dizajnu mlaznice, udaljenosti i kretanju, mala mlaznica može proizvesti koncentriranu vruću površinu, a ne sigurniji proces.
Kontrolirani tok rada-vrućeg zraka
- Potvrdite da je lokalizovana prerada prikladna.Paketi skrivenih{0}}zglobova ili visokog{1}}rizičnih paketa mogu zahtijevati specijaliziranu opremu i inspekciju.
- Zaštitite susjedne dijelove.Pregledajte plastične konektore, kablove, mikrofone, kamere, optičke uređaje i obližnje male komponente.
- Primijenite kontrolirani izvor lemljenja.Koristite samo količinu paste ili fluksa koja je potrebna za definisani proces prerade.
- Zagrijte PCB gdje je to praktično.Donje predgrijavanje može smanjiti energiju koja se mora primijeniti odozgo.
- Kontrolirajte položaj mlaznice i protok zraka.Zagrijte prostor za pakiranje ravnomjerno umjesto da držite mlaz na jednom vodi ili uglu.
- Izmjerite stvarni termalni odgovor.Nemojte koristiti zadanu vrijednost stanice kao dokaz temperature komponente.
- Zaustavite se kada se predviđeni spojevi ponovo otežu.Nastavljanje jer tajmer nije istekao može pregrijati područje.
- Držite sklop mirno tokom stvrdnjavanja.Pregledajte nakon što se područje bezbedno ohladi.
Službenik InfineonaPreporuke za montažu ploče za integrirane pakete bez elektrodanavesti da se profili temperature prerade trebaju zabilježiti i da susjedne komponente mogu doživjeti još jedno izlaganje povratu.
Možete li kombinirati donje predgrijavanje i topli zrak?
Da. Na termički teškim sklopovima, PCB predgrijač može podići opću temperaturu ploče prije nego što kontrolirani vrući zrak-na gornjoj strani opskrbi dodatnu energiju potrebnu na ciljnom pakovanju.
Potencijalne prednosti uključuju:
- manje koncentrisano gornje{0}}bočno grijanje;
- smanjene temperaturne razlike u ciljnom području;
- kraće izlaganje intenzivnom toplom vazduhu;
- efikasnije zagrevanje jastučića povezanih na velike bakarne ravnine.
Ova kombinacija još uvijek zahtijeva mjerenje. Donje grijanje može utjecati na donje komponente, dok operater gleda samo na gornju stranu, a vrući zrak može pomjeriti paket nakon što pasta omekša.
Shvatite faze profila reflow
Ovaj članak ne daje univerzalne vrijednosti temperature. Stvarna ograničenja moraju proizaći iz trenutnog TDS paste za lemljenje, dokumentacije komponente i validiranog profila ploče.
Profil kontroliranog reflow obično razmatra četiri stupnja:
- Prethodno zagrijati:Povećajte temperaturu PCB-a bez nepotrebnog termičkog udara.
- Termičko izjednačavanje ili namakanje:Smanjite temperaturne razlike između komponenti i bakarnih područja dok se sistem fluksa razvija.
- Vrijeme iznad likvidusa:Održavajte potrebne spojeve iznad likvidusa legure dovoljno dugo za spajanje i vlaženje, bez pretjeranog izlaganja.
- Kontrolirano hlađenje:Pustite da se lem stvrdne bez pomicanja komponenti ili termičkog naprezanja koji se može izbjeći.
Zvanična lista publikacija IPC identifikujeIPC-7530B, Smjernice za profiliranje temperature za procese masovnog lemljenja, kao trenutna smjernica za{0}}profiliranje temperature. Ručni prototipni proces ne postaje ekvivalentan masovnom povratu, ali princip mjerenja temperature tokom vremena ostaje relevantan.
Postavljanje termoelementa: Mjerite PCB, a ne alat
Termopar bi trebao mjeriti ciljnu lokaciju, a ne vrući zrak koji ga okružuje.
- održavati pouzdan kontakt sa odabranim jastučićem, spojem ili lokacijom pakovanja;
- spriječiti pomicanje žice kada počne strujanje zraka ili fluks;
- izbjegavajte ostavljanje senzorskog spoja okačenog iznad PCB-a;
- izbjegavajte metode pričvršćivanja koje značajno mijenjaju lokalni toplinski odgovor;
- uključiti moguću hladnu tačku, kao što je jastučić povezan sa velikom bakrenom ravninom;
- uključiti lokaciju{0}}osjetljivu na toplinu kada su ograničenja komponenti kritična;
- zabilježite metodu pričvršćivanja i položaj termoelementa radi ponovljivosti.
Debljina PCB-a, raspodjela bakra, pozicija pakovanja i susjedne komponente mogu promijeniti temperaturu spoja. Stoga ista postavka opreme može proizvesti različite rezultate na drugoj ploči.
Reologija paste i reakcija na zagrijavanje su također povezani. Pogledajte vodič zafizička svojstva paste za lemljenjeza razmatranje viskoznosti, lepljivosti i protoka.
Da li-pasta za lemljenje niskih temperatura čini ručni reflow sigurnim?
Legura sa nižim-tapanjem može smanjiti termičke zahtjeve procesa, ali ne ispravlja lošu ujednačenost temperature, nekontrolisani protok zraka, preveliku zapreminu naslaga ili neodgovarajući dizajn spoja.
Nisko{0}}formulacije za niske temperature također imaju-specifične legure, fluks, mehaniku i pouzdanost. Pregledajte trenutnu dokumentaciju za odabranoBezolovna-niskotemperaturna{1}}pasta za lemljenjeumjesto prijenosa postavki s druge legure.
Ilustrativni scenariji
Sljedeći primjeri pokazuju proces odlučivanja i ne predstavljaju izmjerene proizvodne rezultate.
Scenario 1: Mali jednostrani-prototip senzora
Mali, ravni prototip sadrži vidljive otpornike, kondenzatore i olovni IC na jednoj strani. Donja strana je bez komponenti, a raspodjela bakra je umjerena.
Grijaća ploča{0}}kontrolisana temperaturom može biti razumna početna metoda ako operater može kontrolirati količinu paste, pričvrstiti ploču, pričvrstiti termoelemente i pregledati svaki spoj. Proces bi i dalje trebao biti evidentiran i ne bi se trebao pretpostaviti da je prikladan za proizvodne količine.
Scenario 2: Zamjena QFP-a na popunjenoj kontrolnoj ploči
Popunjena kontrolna ploča zahtijeva zamjenu jednog vidljivog-odvodnog QFP-a. Obližnji konektori ne mogu tolerisati široko grijanje cijele-ploče, dok velika površina tla povećava lokalno toplotno opterećenje.
Donje predgrijavanje i kontrolirani vrući zrak{0}} na gornjoj strani mogu biti prikladniji nego samo grijaća ploča. Operater bi trebao zaštititi susjedne dijelove, izmjeriti metu i obližnje osjetljive lokacije i pregledati svaki dostupan provod nakon hlađenja.
Kada zaustaviti i koristiti pećnicu za reflow ili profesionalni sistem za doradu
Ručna obrada na vrućoj-ploči ili{1}}vrućim zrakom nije poželjan put kada sklop sadrži:
- veliki BGA nizovi ili donji{0}}terminirani paketi koji zahtijevaju skriveno-zajedničko prihvatanje;
- QFN ili SON paketi sa kritičnim centralnim{0}}volumenom lemljenja jastučića;
- gusta višeslojna konstrukcija i veliki toplinski gradijenti;
- teške komponente na obje strane PCB-a;
- optički uređaji ili plastični dijelovi{0}}osjetljivi na toplinu;
- komponente osjetljive na vlagu{0}}bez zapisa o kontrolisanom rukovanju;
- zahtjevi vezani za sigurnost{0} ili visoke{1}}pouzdanosti;
- proizvodnu količinu koja zahtijeva validiranu ponovljivost;
- nema vjerodostojnog načina za mjerenje temperature ili provjeru rezultata.
Specifične smjernice Infineon paketa preporučuju-reflow peći sa prisilnom konvekcijom za integrirani QFN i SON sklop i napominju da je konvencionalna optička kontrola ograničena za spojeve formirane uglavnom ispod paketa.
Specijalizovanopoluvodička pasta za lemljenjetreba odabrati i validirati zajedno s paketom, šablonom, grijanjem i procesom inspekcije.
Uobičajeni nedostaci i prve provjere
| Uočeni defekt | Mogući uzrok | Prva provjera |
|---|---|---|
| Tombstoned komponenta | Neravnomjerno zagrijavanje ili nejednako vlaženje | Uporedite i temperature jastučića i naslage paste |
| Lemni most | Višak paste ili pomicanje komponenti | Količina depozita, postavljanje i protok vazduha |
| Lemne kugle | Višak paste, kontaminacija ili agresivno zagrijavanje | Stanje paste, primijenjeni volumen i brzina zagrijavanja |
| Otvoreni spoj | Nedovoljna pasta ili hladna podloga | Termička masa bakra i stvarna temperatura spoja |
| Pomaknuta komponenta | Protok zraka ili kretanje dok je lem tečan | Kontrola mlaznica i stabilnost hlađenja |
| Nepotpuna koalescencija | Nedovoljna toplotna izloženost ili degradirani materijal | Izmjeren profil i historija lijepljenja |
| Zatamnjena lemna maska ili laminat | Pretjerano lokalno grijanje | Vrijeme ekspozicije, udaljenost i izmjerena temperatura |
| Podignuta podloga | Prekomjerna toplota ili mehanička sila | Rukovanje doradom i vrijeme zadržavanja |
Za vidljivi kvar ne treba automatski okriviti pastu za lemljenje. Pregledajte nanošenje, dizajn ploče, način grijanja i postavljanje komponenti zajedno. Širi vodič zaevaluacija performansi lemljenjapruža dodatne kategorije testiranja.
Inspekcija nakon ručnog reflow
Za pristupačne spojeve koristite odgovarajuće uvećanje za pregled:
- vlaženje i podloge i završetka;
- mostovi i kuglice za lemljenje;
- otvoreni ili djelomično navlaženi vodovi;
- pomicanje ili rotacija komponente;
- nedovoljan volumen lemljenja;
- ostaci izvan predviđenog područja;
- oštećenje maske za lemljenje, jastučića ili laminata.
Električni kontinuitet može identificirati odabrane otvorene i kratke spojeve, ali ne može procijeniti praznjenje, područje vlaženja, mehaničku čvrstoću ili svaki skriveni spoj.
Infineon službene upute za pakete opisuju X-inspekciju kao prikladnu za komponente koje se ne mogu adekvatno pregledati optičkim metodama. Koristiprincipi inspekcije paste za lemljenjeprije reflow i sposoban post{0}}metod inspekcije naknadnog toka.
Zabilježite seriju paste, opremu, položaje termoelementa, istoriju izmjerene temperature, operatera, rezultat inspekcije i konačno odlaganje.
FAQ
P: Mogu li prelijevati pastu za lemljenje pištoljem za vrući{0}}vazduh?
O: Elektronička stanica za preradu- i protoka zraka{1}}kontrolisana temperaturom može biti prikladna za lokalizirani rad. Građevinskom toplotnom pištolju općenito nedostaje kontrola potrebna za male SMD komponente.
P: Može li grijaća ploča zamijeniti rernu?
O: Možda podržava odabrane male prototipove, ali ne pruža kontrolirane zone, protok zraka i ponovljivost profilisane proizvodne peći.
P: Da li je vrući zrak ili grijaća ploča bolji za SMD lemljenje?
O: Kontrolirana grijaća ploča je obično bolja početna tačka za jednostavan prototip cijele{0}}ploče. Kontrolirani topli zrak je obično bolji za jednu komponentu ili ograničeno područje prerade.
P: Koliko termoparova treba da koristim?
O: Koristite dovoljno mjernih tačaka da predstavite vjerovatnu hladnu spojnicu i najosjetljiviju lokaciju{0}}na toplinu. Složene ploče mogu zahtijevati dodatne bodove.
P: Mogu li koristiti grijaću ploču za dvostrani-PCB?
O: Samo u odabranim, potvrđenim slučajevima. Dijelovi s donje strane mogu doći u dodir s površinom, rastopiti se ili pomaknuti, a može biti potrebno učvršćenje.
P: Mogu li koristiti vrući zrak za BGA ili QFN pakete?
O: Profesionalni sistemi mogu preraditi ove pakete, ali nekontrolisani ručni rad bez profilisanja, kontrole postavljanja i skrivene{0}}zajedničke inspekcije nosi značajnu neizvjesnost.
Zaključak
Pasta za lemljenje može se preliti bez posebne peći za odabrane prototipove i popravke, ali način grijanja mora odgovarati zadatku.
Koristite grijaću ploču{0}}kontrolisanu temperaturom ili predgrijač PCB-a za odabrani prototip male cijele-ploče i kontrolirani vrući zrak za lokaliziranu preradu. Koristite profilisanu pećnicu ili profesionalni sistem za preradu kada su u pitanju skriveni spojevi, složena termička masa, ponovljivost ili visoka pouzdanost.
Najvažnija kontrola je izmjereni odziv PCB-a i komponenti-a ne broj prikazan na alatu. Relevantni materijali se mogu pregledati uYIHMA asortiman pasta za lemljenje, a detalji procesa se mogu dostaviti putemYIHMA stranica za upite.
