Prepracovanie profilov BGA

Prepracovanie BGA potrebuje nastaviť teplotnú krivku podľa rôznych kriviek spájkovacej pasty tak, aby teplotná krivka na podložke bola blízka krivke spájkovacej pasty. Vo všeobecnosti sa používa viacteplotná zóna ohrevu znázornená na (obrázok 1) a teplotná krivka je rozdelená na predhrievaciu zónu, aktívnu zónu, pretavovaciu zónu a chladiacu zónu.

                                                      Obrázok 1

1. zóna predhrievania

Predhrievací stupeň (predhrievací stupeň), tiež nazývaný sklonová zóna, zvyšuje teplotu z okolitej teploty na teplotu aktivácie spájky, ničí film oxidu kovu a čistí povrch prášku spájkovacej zliatiny, čo prispieva k infiltrácii spájky a tvorba zliatiny spájkovaného spoja. Rýchlosť zvyšovania teploty v tejto oblasti by mala byť kontrolovaná vo vhodnom rozsahu. Ak je príliš rýchly, dôjde k tepelnému šoku a môže dôjsť k poškodeniu substrátu a zariadení; ak je príliš pomalý, nebude dostatok času na to, aby PCB dosiahla aktívnu teplotu, čo vedie k nedostatočnému odparovaniu rozpúšťadla. , čo ovplyvňuje kvalitu zvárania. Vo všeobecnosti je maximálna teplota špecifikovaná na 4 stupne/s a rýchlosť teploty je zvyčajne 1 až 3 stupne/s.

2. aktívna oblasť

Aktívna zóna (stupeň namočenia), niekedy nazývaná zóna ochrany tepla, sa vzťahuje na proces, pri ktorom teplota stúpa zo 140 stupňov na 170 stupňov. Hlavným účelom je zabezpečiť, aby teplota komponentov DPS mala tendenciu byť rovnomerná a minimalizovať teplotný rozdiel; na umožnenie aktivácie taviva, podložky, odstraňovania oxidu na guličkách spájky a vývodoch komponentov. Táto oblasť vo všeobecnosti predstavuje 33 ~ 50 percent vykurovacieho kanála a táto fáza trvá 40 ~ 120 s.

3. zóna pretavenia

Hlavným účelom fázy pretavenia je zabrániť pokračujúcej oxidácii spájky alebo kovu, zvýšiť tekutosť spájky, ďalej zlepšiť schopnosť zmáčania medzi spájkou a podložkou a zvýšiť teplotu zostavy PCB z aktívnej teploty. na odporúčanú špičkovú teplotu. Reflux v tomto štádiu by nemal byť príliš dlhý, zvyčajne 30-60s pri vysokej teplote. Rýchlosť teploty stúpa na 3 stupne/s, typická maximálna teplota je vo všeobecnosti 205-230 stupňov a čas na dosiahnutie vrcholu je 10-20 s. Teplota topenia rôznych spájok je odlišná, napríklad 63Sn37Pb je 183 stupňov C a 62Sn/36Pb/2Ag je 179 stupňov C, takže pri nastavovaní parametrov by sa mal brať do úvahy výkon spájkovacej pasty. Aktivačná teplota je vždy o niečo nižšia ako teplota topenia zliatiny a maximálna teplota je vždy pri bode topenia.

4. chladiaca zóna

Stupeň chladenia (stupeň chladenia), prášok cínu a olova v tejto časti spájkovacej pasty sa roztopil a úplne zmáčal povrch, ktorý sa má spojiť, mal by sa ochladiť čo najrýchlejšie, čo pomôže získať svetlé spájkované spoje. dobrá integrita a nízky kontaktný uhol. Príliš rýchle ochladzovanie však povedie k príliš vysokému teplotnému gradientu medzi komponentom a substrátom, čo vedie k nesúladu tepelnej rozťažnosti, čo má za následok rozštiepenie spájkovaného spoja a podložky a deformáciu substrátu. Vo všeobecnosti je maximálna povolená rýchlosť chladenia určená odozvou komponentu na teplo. Závisí od odolnosti voči nárazom. Na základe vyššie uvedených faktorov je rýchlosť chladenia v chladiacej zóne všeobecne okolo 4 stupňov/s.

Krivka znázornená na obrázku 1 je veľmi široko používaná a možno ju nazvať krivkou typu zahrievania a udržiavania. Spájkovacia pasta rýchlo stúpa z počiatočnej teploty na určitú teplotu predhrievania v rozsahu 140-170 stupňov a udržuje ju približne 40-120 s ako tepelnú ochranu. zónu, potom sa rýchlo zahriať do zóny pretavenia a nakoniec rýchlo vychladnúť a vstúpiť do chladiacej zóny, aby sa dokončilo spájkovanie.

Profil pretavenia je kľúčom na zabezpečenie kvality spájkovania BGA. Pred určením krivky pretavenia je potrebné objasniť: spájkovacia pasta s rôznym obsahom kovu má rôzne teplotné krivky. Najprv by sa mala nastaviť podľa teplotnej krivky odporúčanej výrobcom spájkovacej pasty, pretože spájkovacia zliatina v spájkovacej paste určuje bod topenia a tok určuje teplotnú krivku. Teplota aktivácie. Okrem toho by sa krivka spájkovacej pasty mala upraviť lokálne podľa typu materiálu, hrúbky, počtu vrstiev a veľkosti PCB.

Systém kontroly teploty prepracovacej stanice BGA musí zabezpečiť, aby sa komponenty, ktoré sa majú prepracovať, okolité komponenty alebo komponenty a podložky PCB nemohli poškodiť počas demontáže a spájkovania. Spôsoby ohrevu spájkovaním pretavením možno vo všeobecnosti rozdeliť na dva typy: teplovzdušné vykurovanie a infračervené vykurovanie. Teplovzdušné vykurovanie je na malej ploche rovnomerné a na veľkej ploche bude lokálne chladné miesto; zatiaľ čo infračervený ohrev je na veľkej ploche rovnomerný, nevýhodou je, že vzhľadom na hĺbku farby objektu nie je absorbované a odrazené teplo rovnomerné. Kvôli obmedzenému objemu prepracovacej pracovnej stanice BGA musí mať jej systém riadenia teploty špeciálny dizajn.