Špeciálna pretavovacia pec zostáva najovládateľnejšou možnosťou na zostavenie kompletnej dosky plošných spojov so spájkovacou pastou. Konštruktéri prototypov a technici opráv však možno budú musieť spracovať malú dosku alebo vymeniť jeden komponent bez prístupu k výrobnej peci.
Teplotne-riadená varná doska alebo predhrievač PCB môže podporovať vybrané prototypy celej-dosky. Na lokalizovanú prerábku sa bežne používa elektronika-teplotne{4}}a prúdenie vzduchu{4}stanica horúceho vzduchu-. Ide o rôzne úlohy a nemali by sa považovať za vzájomne zameniteľné výrobné procesy.
Hlavné rozhodnutie:Použite široký spodný-ohrev pre vybraný malý prototyp, lokalizovaný horúci vzduch pre definovanú oblasť prepracovania a profilovanú pretavovaciu pec, ak záleží na opakovateľnosti, skrytých spojoch alebo vysokej spoľahlivosti.
Čitatelia, ktorí najprv potrebujú úplný materiálový pracovný tok, si môžu prečítaťako používať spájkovaciu pastuod kondicionovania a depozície cez zahrievanie a kontrolu.
Sprievodca rýchlym rozhodovaním
| Úloha | Preferovaný spôsob spustenia | Hlavný dôvod |
|---|---|---|
| Zostavte kompletný malý jednostranný-prototyp | Teplotne{0}}riadená platňa alebo predhrievač PCB | Široké spodné-vyhrievanie bez prúdenia vzduchu |
| Vymeňte jeden viditeľný-vývodový SMD komponent | Teplovzdušná-stanica s riadenou elektronikou | Lokalizované zahrievanie okolo cieľového balíka |
| Prepracujte tepelne ťažkú miestnu oblasť | Spodný predohrev plus riadený horúci vzduch | Znižuje teplotný rozdiel medzi terčom a zvyškom PCB |
| Zostavte hustú viacvrstvovú dosku alebo skrytý{0}}balíček spojov | Profilovaná reflow pec alebo profesionálny rework systém | Vyžaduje opakovateľné rozloženie teploty a schopnú kontrolu |
| Opakujte proces vo všetkých výrobných množstvách | Overený proces preformátovania | Manuálny ohrev je vo veľkej miere závislý- od operátora |
Ani varná doska pre domácnosť, ani{0}}univerzálna stavebná tepelná pištoľ by sa nemali považovať za riadený procesný nástroj SMT.
Aké vybavenie je vhodné?
| Vybavenie | Vhodné použitie | Hlavné obmedzenie |
|---|---|---|
| Predhrievač PCB | Riadené predhrievanie-spodnej strany a podpora pre lokalizované prepracovanie | Bez dodatočného zdroja tepla nie je možné dokončiť pretavenie hornej{0}}strany |
| Laboratórna platňa so stabilným ovládaním | Vybrané malé, ploché, jednostranné-prototypové dosky | Povrchová teplota sa nerovná teplote spoja |
| Teplovzdušná{0}}stanica na prepracovanie elektroniky | Lokalizované odstránenie, výmena alebo pretavenie komponentov | Prúd vzduchu a poloha trysky môže pohybovať časťami alebo vytvárať horúce miesta |
| Stavebná tepelná pištoľ | Všeobecne nevhodné pre riadenú prácu SMD | Široký prietok vzduchu a obmedzená kontrola procesu |
| Doska na varenie pre domácnosť | Neodporúča sa ako nástroj-riadenia procesov | Neznáma rovnomernosť, povrchové správanie a opakovateľnosť |
Výber vykurovacieho zariadenia by sa mal riadiť požiadavkami dosky, komponentov a materiálu-nie maximálnej teploty vytlačenej na nástroji.
Bezpečnosť a nastavenie pracovnej stanice
Manuálne pretavenie PCB zahŕňa horúce povrchy, roztavenú zliatinu, výpary z taviva a elektricky citlivé komponenty. Pred zahriatím:
- používajte účinné lokálne vetranie alebo odsávanie výparov;
- pracovať na teplu-nehorľavom povrchu;
- káble, utierky, rozpúšťadlá a obaly uchovávajte mimo horúcich zariadení;
- používajte ESD kontroly vhodné pre montáž;
- podoprite alebo upevnite dosku plošných spojov tak, aby sa počas zahrievania nemohla posúvať;
- po vychladnutí majte k dispozícii vhodné nástroje na manipuláciu s doskou;
- postupujte podľa karty bezpečnostných údajov spájkovacej pasty a pokynov k zariadeniu;
- nedotýkajte sa ani nepohybujte zostavou, kým spájka zostáva roztavená.
Dôležité je aj skladovanie a klimatizácia. Postupujte podľa aktuálnych pokynov k produktu a sprievodcutrvanlivosť spájkovacej pasty a manipuláciapred aplikáciou tepla.
Horúci vzduch verzus horúca platňa
| Faktor | Teplotne{0}}riadená varná doska | Riadený horúci vzduch |
|---|---|---|
| Hlavný smer tepla | Zo spodnej strany PCB | Zo strany komponentov |
| Najlepšie počiatočné použitie | Malé prototypy celej dosky- | Lokalizované prepracovanie komponentov |
| Vyhrievaná plocha | Väčšinu alebo celú dosku | Vybraná oblasť |
| Riziko prúdenia vzduchu | žiadne | Môže pohybovať pastou alebo ľahkými komponentmi |
| Rozloženie teploty | Závisí od kontaktu, rovinnosti dosky a rozvodu medi | Závisí od prietoku vzduchu, trysky, vzdialenosti, pohybu a spodného predhrievania |
| Obojstranná-doska | Spodné časti sa môžu dostať do kontaktu s povrchom alebo sa môžu znova pretaviť | Blízke časti môžu dostať ďalší tepelný cyklus |
| Opakovateľnosť | Obmedzené bez príslušenstva a merania | Veľmi závisí od techniky operátora a ovládania zariadenia |
| Vhodnosť výroby | Nízka | Nízka pre zostavu celej-dosky |
Porovnanie nie je len o tom, ktorý nástroj sa stane horúcim. Ide o to, ako sa teplo dostane k najchladnejšiemu požadovanému spoju bez prehriatia najcitlivejšieho miesta.
Metóda 1: Pretavenie celého-prototypu dosky pomocou horúcej platne
Pre vybrané malé, ploché, jednostranné- prototypy s viditeľnými komponentmi a miernym rozdelením medi môže byť praktická{0}}teplotne riadená platňa alebo predhrievač PCB.
Táto metóda sa stáva menej vhodnou, ak doska obsahuje ťažké konektory, veľké uzemňovacie plochy, spodné komponenty citlivé na teplo{0} alebo skryté spoje, ktoré nie je možné dostatočne skontrolovať.
Riadený pracovný postup{0}}ohrievacích platní
- Skontrolujte dokumenty.Skontrolujte TDS pasty, zliatinu, históriu skladovania, limity komponentov a požiadavky na manipuláciu-citlivú na vlhkosť.
- Skontrolujte a podoprite PCB.Uistite sa, že doska je čistá, rovná a vhodná na ohrev zospodu-.
- Kontrolujte vklad.Ak záleží na objeme vkladu, použite šablónu alebo inú opakovateľnú metódu. Sprievodca pometódy nanášania spájkovacej pastyvysvetľuje hlavné možnosti.
- Umiestnite komponenty presne.Roztavená spájka môže napomôcť obmedzenému{0}}zarovnaniu, ale nedokáže opraviť každý posun.
- Nainštalujte termočlánky.Ak je to možné, zmerajte reprezentatívny studený spoj a miesto citlivé na teplo-.
- Postupne ohrievajte dosku.Vyhnite sa používaniu najvyššieho nastavenia ako náhrady za meraný proces.
- Kompletné pretavenie a chladenie.Potvrďte koalescenciu a zmáčanie, potom udržujte DPS stabilnú, kým spájka nestuhne.
- Pred zapnutím{0}} skontrolujte.Skontrolujte viditeľné spoje, polohu komponentov a stav dosky.
Pohyb alebo nerovnomerné podopieranie dosky plošných spojov, zatiaľ čo spájka zostáva roztavená, môže narušiť komponenty alebo spoje. Nameraná odozva dosky je dôležitejšia ako číselník varnej-platne.
Metóda 2: Lokalizovaná oprava horúcim vzduchom
Stanica na prepracovanie elektroniky- a prúdenia vzduchu-riadená teplotou je vhodnejšia na výmenu jedného komponentu alebo vyhrievanie obmedzenej plochy podložky na existujúcej zostave.
Prúdenie vzduchu vytvára mechanickú silu. V závislosti od prúdenia vzduchu, konštrukcie dýzy, vzdialenosti a pohybu môže malá dýza vytvoriť koncentrovanú horúcu oblasť, a nie bezpečnejší proces.
Riadený pracovný tok-horúci vzduch
- Potvrďte, že lokalizované prepracovanie je vhodné.Skryté{0}}kĺby alebo vysokorizikové{1}}balíky môžu vyžadovať špeciálne vybavenie a kontrolu.
- Chráňte susedné časti.Skontrolujte plastové konektory, káble, mikrofóny, kamery, optické zariadenia a blízke malé komponenty.
- Použite riadený zdroj spájky.Použite len taký objem pasty alebo tavidla, aký vyžaduje definovaný proces prepracovania.
- Predhrievajte PCB tam, kde je to praktické.Spodný predohrev môže znížiť energiu, ktorá sa musí použiť zhora.
- Ovládajte polohu trysky a prietok vzduchu.Plochu balíka zahrejte rovnomerne, namiesto toho, aby ste držali prúd na jednom vedení alebo rohu.
- Zmerajte skutočnú tepelnú odozvu.Nepoužívajte žiadanú hodnotu stanice ako dôkaz teploty komponentov.
- Zastavte, keď zamýšľané spoje pretečú.Pokračovaním, pretože časovač nevypršal, môže dôjsť k prehriatiu oblasti.
- Počas tuhnutia zostavu držte v kľude.Po bezpečnom vychladnutí oblasti skontrolujte.
Oficiálna spoločnosť Infineonodporúčania na montáž dosky pre integrované bezolovnaté obalyuviesť, že teplotné profily prepracovania by sa mali zaznamenať a že susedné komponenty môžu byť vystavené ďalšej expozícii pretavením.
Môžete kombinovať spodný predohrev a horúci vzduch?
áno. Na tepelne ťažkých zostavách môže predhrievač PCB zvýšiť všeobecnú teplotu dosky predtým, než riadený horný-teplý vzduch dodá dodatočnú energiu potrebnú pre cieľový balík.
Medzi potenciálne výhody patrí:
- menej koncentrované horné-vyhrievanie;
- znížené teplotné rozdiely v cieľovej oblasti;
- kratšie vystavenie intenzívnemu horúcemu vzduchu;
- efektívnejšie zahrievanie podložiek pripojených k veľkým medeným rovinám.
Táto kombinácia stále vyžaduje meranie. Spodný ohrev môže ovplyvniť komponenty spodnej strany, zatiaľ čo operátor sleduje iba hornú stranu a horúci vzduch môže po zmäknutí pasty pohybovať balíčkom.
Pochopte fázy preformátovania profilu
Tento článok neposkytuje univerzálne hodnoty teploty. Skutočné limity musia vychádzať z aktuálneho TDS spájkovacej pasty, dokumentácie komponentov a overeného profilu dosky.
Riadený profil pretavenia zvyčajne zvažuje štyri fázy:
- Predhriatie:Zvýšte teplotu PCB bez zbytočného tepelného šoku.
- Tepelné vyrovnanie alebo namočenie:Znížte teplotné rozdiely medzi komponentmi a medenými oblasťami počas vývoja systému taviva.
- Čas nad likvidom:Udržujte požadované spoje nad likvidom zliatiny dostatočne dlho na koalescenciu a zmáčanie bez nadmerného vystavenia.
- Riadené chladenie:Nechajte spájku stuhnúť bez pohybu komponentov alebo tepelného namáhania, ktorému sa dá vyhnúť.
Oficiálny zoznam publikácií IPC identifikujeIPC-7530B, Pokyny pre teplotné profilovanie pre procesy hromadného spájkovania, ako aktuálne vodítko pre profilovanie teploty-. Manuálny prototypový proces sa nestáva ekvivalentom hromadného pretavenia, ale princíp merania teploty v priebehu času zostáva relevantný.
Umiestnenie termočlánku: Merajte PCB, nie nástroj
Termočlánok by mal merať miesto cieľa skôr ako horúci vzduch, ktorý ho obklopuje.
- udržiavať spoľahlivý kontakt s vybranou podložkou, kĺbom alebo umiestnením balenia;
- zabrániť pohybu drôtu, keď začne prúdenie vzduchu alebo prúdenie;
- vyhnite sa ponechaniu spoja snímania zaveseného nad doskou plošných spojov;
- vyhnúť sa metódam pripevnenia, ktoré výrazne menia lokálnu tepelnú odozvu;
- zahŕňať pravdepodobný studený bod, ako je podložka spojená s veľkou medenou rovinou;
- zahrnúť miesto citlivé na teplo-, keď sú limity komponentov kritické;
- zaznamenajte spôsob pripevnenia a polohu termočlánku pre opakovateľnosť.
Hrúbka dosky plošných spojov, distribúcia medi, poloha obalu a susedné komponenty môžu zmeniť teplotu spoja. Rovnaké nastavenie zariadenia môže preto na inej doske priniesť odlišné výsledky.
Reológia pasty a odozva zahrievania sú tiež spojené. Pozrite si návod nafyzikálne vlastnosti spájkovacej pastypre viskozitu, lepivosť a tekutosť.
Je spájkovacia pasta s nízkou teplotou-bezpečná pre manuálne pretavenie?
Nižšia{0}}taviaca sa zliatina môže znížiť tepelnú potrebu procesu, ale neopraví zlú rovnomernosť teploty, nekontrolované prúdenie vzduchu, nadmerný objem nánosov alebo nevhodný dizajn spoja.
Nízkoteplotné formulácie tiež zohľadňujú-špecifickú zliatinu, tavivo, mechanické vlastnosti a spoľahlivosť. Prezrite si aktuálnu dokumentáciu pre vybranénízkoteplotná spájkovacia pasta-bez olova{1}namiesto prenosu nastavení z inej zliatiny.
Ilustratívne scenáre
Nasledujúce príklady zobrazujú rozhodovací proces a nepredstavujú namerané výsledky výroby.
Scenár 1: Malý jednostranný-prototyp snímača
Malý plochý prototyp obsahuje viditeľné odpory, kondenzátory a olovený integrovaný obvod na jednej strane. Spodná strana neobsahuje žiadne komponenty a rozloženie medi je mierne.
Teplotne-riadená platňa môže byť rozumnou štartovacou metódou, ak operátor môže ovládať objem pasty, upevniť dosku, pripojiť termočlánky a skontrolovať každý spoj. Proces by sa mal stále zaznamenávať a nemal by sa považovať za vhodný pre výrobné množstvá.
Scenár 2: Výmena QFP na obsadenej doske radiča
Naplnená riadiaca doska vyžaduje výmenu jedného viditeľného-hlavného QFP. Neďaleké konektory neznesú široké-vyhrievanie celej dosky, zatiaľ čo veľká plocha zeme zvyšuje miestne tepelné zaťaženie.
Spodný predohrev a riadená horná-strana horúceho vzduchu môžu byť vhodnejšie ako samotná varná platňa. Operátor by mal chrániť priľahlé časti, merať cieľ a blízke citlivé miesta a po ochladení skontrolovať každú dostupnú elektródu.
Kedy prestať a použiť reflow pec alebo profesionálny rework systém
Manuálne spracovanie horúcim-platňou alebo horúcim{1}vzduchom nie je preferovanou cestou, ak zostava obsahuje:
- veľké polia BGA alebo spodné{0}}ukončené balíky vyžadujúce skryté{1}}spoločné prijatie;
- balíky QFN alebo SON s kritickým stredovým-objemom spájkovacej podložky;
- hustá viacvrstvová konštrukcia a veľké tepelné gradienty;
- ťažké komponenty na oboch stranách PCB;
- optické zariadenia alebo plastové časti-citlivé na teplo;
- komponenty citlivé na vlhkosť- bez záznamov o riadenej manipulácii;
- požiadavky týkajúce sa bezpečnosti-alebo vysokej{1}}spoľahlivosti;
- výrobné množstvo, ktoré si vyžaduje overenú opakovateľnosť;
- žiadny vierohodný spôsob merania teploty alebo kontroly výsledku.
V -špecifických pokynoch pre balík spoločnosti Infineon sa odporúča pretaviť nútenú-konvekčnú pec pre integrovanú zostavu QFN a SON a poznamenáva, že konvenčná optická kontrola je obmedzená na spoje vytvorené hlavne pod obalom.
Špecializovanépolovodičová spájkovacia pastaby sa mali vybrať a overiť spolu s obalom, šablónou, zahrievaním a procesom kontroly.
Bežné chyby a prvé kontroly
| Pozorovaná vada | Možná príčina | Prvá kontrola |
|---|---|---|
| Komponent s náhrobným kameňom | Nerovnomerné zahrievanie alebo nerovnomerné zmáčanie | Porovnajte teploty podložky a usadeniny pasty |
| Spájkovací mostík | Nadmerný pohyb pasty alebo komponentov | Objem vkladu, umiestnenie a prúdenie vzduchu |
| Spájkovacie guľôčky | Prebytočná pasta, kontaminácia alebo agresívne zahrievanie | Stav pasty, aplikovaný objem a rýchlosť zahrievania |
| Otvorený spoj | Nedostatočná pasta alebo studená podložka | Tepelná hmotnosť medi a skutočná teplota spoja |
| Posunutý komponent | Prúdenie vzduchu alebo pohyb, keď je spájka tekutá | Ovládanie trysiek a stabilita chladenia |
| Neúplná koalescencia | Nedostatočná tepelná expozícia alebo degradovaný materiál | Nameraný profil a história prilepenia |
| Tmavá spájkovacia maska alebo laminát | Nadmerné lokálne vykurovanie | Doba expozície, vzdialenosť a nameraná teplota |
| Zdvihnutá podložka | Nadmerné teplo alebo mechanická sila | Prepracovanie manipulácie a čas zotrvania |
Viditeľná chyba by sa nemala automaticky zvaľovať na spájkovaciu pastu. Spoločne skontrolujte uloženie, návrh dosky, spôsob ohrevu a umiestnenie komponentov. Širší návod nahodnotenie výkonu spájkyposkytuje ďalšie kategórie testov.
Kontrola po manuálnom pretavení
Pre prístupné kĺby použite vhodné zväčšenie na kontrolu:
- zmáčanie na podložke aj na ukončení;
- mostíky a spájkovacie guľôčky;
- otvorené alebo čiastočne navlhčené vodiče;
- posun alebo rotácia komponentov;
- nedostatočný objem spájky;
- zvyšok mimo zamýšľanej oblasti;
- poškodenie spájkovacej masky, podložky alebo laminátu.
Elektrická kontinuita dokáže identifikovať vybrané prerušenia a skraty, ale nedokáže vyhodnotiť vyprázdňovanie, zmáčanie, mechanickú pevnosť alebo každý skrytý spoj.
Oficiálne pokyny k balíku spoločnosti Infineon popisujú röntgenovú kontrolu ako vhodnú pre komponenty, ktoré nemožno primerane kontrolovať optickými metódami. Použitezásady kontroly spájkovacej pastypred preformátovaním a následne schopnú metódu kontroly po-pretavení.
Zaznamenajte šaržu pasty, vybavenie, polohy termočlánkov, históriu nameraných teplôt, operátora, výsledok kontroly a konečnú dispozíciu.
FAQ
Otázka: Môžem spájkovaciu pastu pretaviť teplovzdušnou pištoľou-?
Odpoveď: Pre prácu na mieste môže byť vhodná stanica na prepracovanie elektroniky- a prúdenia vzduchu-riadená teplotou. Konštrukčná teplovzdušná pištoľ vo všeobecnosti nemá ovládanie potrebné pre malé SMD komponenty.
Otázka: Môže horúca platňa nahradiť pretavovaciu rúru?
Odpoveď: Môže podporovať vybrané malé prototypy, ale neposkytuje kontrolované zóny, prúdenie vzduchu a opakovateľnosť profilovanej výrobnej pece.
Otázka: Je na spájkovanie SMD lepší horúci vzduch alebo horúca platňa?
Odpoveď: Riadená varná platňa je zvyčajne lepším východiskovým bodom pre jednoduchý prototyp celej-dosky. Riadený horúci vzduch je zvyčajne lepší pre jeden komponent alebo obmedzenú oblasť prepracovania.
Otázka: Koľko termočlánkov by som mal použiť?
Odpoveď: Použite dostatok meracích bodov, ktoré budú predstavovať pravdepodobný studený spoj a miesto, ktoré je-najcitlivejšie na teplo. Komplexné dosky môžu vyžadovať ďalšie body.
Otázka: Môžem použiť varnú dosku pre obojstrannú{0}}dosku plošných spojov?
Odpoveď: Len vo vybraných, overených prípadoch. Spodné časti sa môžu dotýkať povrchu, pretavovať sa alebo pohybovať a môže byť potrebné uchytenie.
Otázka: Môžem použiť horúci vzduch pre balíčky BGA alebo QFN?
Odpoveď: Profesionálne systémy môžu tieto balíky prepracovať, ale nekontrolovaná ručná práca bez profilovania, kontroly umiestnenia a skrytej{0}}spoločnej kontroly prináša značnú neistotu.
Záver
Spájkovacia pasta môže byť pretavená bez špeciálnej pece pre vybrané prototypy a opravy, ale spôsob ohrevu musí zodpovedať úlohe.
Použite teplotne-riadenú varnú dosku alebo predhrievač PCB pre vybraný malý prototyp celej-dosky a riadený horúci vzduch na lokálne prepracovanie. Ak ide o skryté spoje, komplexnú tepelnú hmotu, opakovateľnosť alebo vysokú spoľahlivosť, použite profilovanú pec alebo profesionálny systém prepracovania.
Najdôležitejším ovládacím prvkom je nameraná odozva dosky plošných spojov a komponentov-nie číslo zobrazené na nástroji. Relevantné materiály si môžete pozrieť vRad spájkovacích pást YIHMAa podrobnosti o procese je možné odoslať prostredníctvom adresyDopytová stránka YIHMA.
