Vrhunski savjeti za sprječavanje praznina u BGA lemljenju s reflow pećnicom

Kako bi se spriječile praznine u lemljenju BGA kada koristite opremu od proizvođača pećnice u Kini , važno je postaviti točan profil reflow. Odaberite visokokvalitetnu pastu za lemljenje i pažljivo kontrolirajte razinu vlage. Uvijek slijedite najbolje prakse za rukovanje materijalima i upravljanje procesima. U modernim tvornicama elektronike, praznine u BGA spojevima lemljenja obično se drže ispod 25% kako bi se osigurale pouzdane performanse. Velike ili grupirane praznine mogu oslabiti zglobove lemljenja i smanjiti svoj životni vijek , posebno tijekom BGA lemljenja u procesu reflow -a. Ključno je pratiti svaki korak blisko, jer lokacija i veličina praznina mogu utjecati na kvalitetu i izdržljivost vašeg lemljenja. Mnogi proizvođači pećnice u Kini sada nude napredna rješenja kako bi se smanjile praznine tijekom lemljenja BGA.

Ključni poduhvat

· Postavite profil ponovnog reflektora s pravom toplinom i vremenom. To pomaže sniziti praznine i čini snažne spojeve lemljenja. Koristite dobru pastu za lemljenje i postupajte je na pravi način. To sprečava da se plinovi i voda zarobe i uzrokuju praznine. Dizajnerske šablone kako bi plinovi mogli pobjeći tijekom lemljenja. To pomaže zaustaviti velike praznine pod BGA. Držite vlagu nisku i pecite dijelove prije lemljenja. To uklanja vodu i sprečava pucanje zglobova. Provjerite spojeve za lemljenje rendgenskim alatima kako biste pronašli skrivene praznine. Držite nivo niže ispod predloženih granica za bolju pouzdanost.

BGA lemljenje: spriječiti praznine

Zašto praznine su bitne

Kad radite BGA lemljenje, morate paziti na praznine. Praznine su sitni džepovi plina ili toka unutar spoja za lemljenje. Ove praznine mogu učiniti spoj slabijim i uzrokovati da kasnije propadne. Praznina spoja lemljenja otežava pomicanje topline i električne energije. Ako zanemarite praznine BGA lemljenja, vaš uređaj možda neće raditi dobro ili bi mogao prestati raditi. Mnogi proizvođači elektronike postavljaju stroga pravila za praćenje kako bi stvari bile pouzdane. Uvijek biste trebali pokušati zaustaviti praznine i držati praznine za lemljenje pod dopuštenim ograničenjem.

Savjet: Često provjerite svoj rad kako biste pronašli BGA lemljenje rano i zaustavite uobičajene oštećenja BGA.

Glavni uzroci praznina BGA lemljenja

Možete bolje zaustaviti praznine ako znate kako se događaju. Praznine BGA lemljenja obično počinju tijekom postupka ponovnog postupka. Kad se lemljenje topi, pokušava se držati jastučića i paste za lemljenje. Ponekad se tok u pasti zarobio ako se vanjska strana izbočine zalijepi brže od iznutra. Ovaj zarobljeni tok pretvara se u paru i povećava pritisak, ali lemljenje možda neće ostati dovoljno dugo rastopljeno da bi para izašla. Zbog toga je BGA lemljenje poništenih unutar zgloba.

Glavni razlozi praznina su:

1. Pogreške u tiskanju za lemljenje koje stavljaju previše ili premalo paste na jastučić.

2. Loši profili pećnice za reflekciju koji ne daju dovoljno vremena za odlazak plinova.

3. Korištenje paste za lemljenje s visokim tokovima ključanja koji upadaju u paru.

4. Prljavi dijelovi ili PCB -ovi koji sprečavaju lemljenje da se zalijepi udesno.

5. Ne skladištenje ili rukovanje pastom za lemljenje, što ga mijenja i uzrokuje više praznina.

Možete sniziti praznine fiksiranjem profila ponovnog reflektorija , odabirom paste za lemljenje niskog vođenja i održavanjem postupka čistim. Mnogi stručnjaci kažu da koriste rampu s sporom temperaturom i duže vrijeme natapanja. Za lemljenje BGA bez olova, trebali biste ciljati na vrhunsku temperaturu od oko 245 ° C za ploče s dijelovima na njima. Vakuum uz pomoć uzvikivanja također vam može pomoći da zaustavite praznine izvlačeći zarobljene plinove. Uvijek provjerite svoj postupak i materijale kako bi BGA lemljenje bilo praznine i učinili da zglobovi traju duže.

Ponovno optimizacija profila

Izvor slike: Pexels

Poboljšanje vašeg profila ponovnog reflow -a odličan je način za snižavanje zgloba za lemljenje u BGA sklopovima. Morate gledati temperaturu, vrijeme i zrak tijekom lemljenja. To vam pomaže da dobijete snažne i pouzdane zglobove. Ako pažljivo promijenite postavke temperature reflow, možete dobiti manje praznina i učiniti vaš postupak stabilnijim.

Kontrola temperature

Morate odabrati pravu temperaturu za svaki korak u lemljenju. Započnite s sporom brzinom rampe, oko 1 ° C do 3 ° C u sekundi . To čuva ploču od toplinskog udara i pušta plinove. Većina proizvođača kaže da koristi brzinu rampe od 1-2 ° C/s za malu pastu za lemljenje ili BGA-ove finog dijela. To pomaže zaustaviti probleme poput lopte za lemljenje i nadgrobnog lista.

U fazi namotavanja, držite temperaturu između 155 ° C i 185 ° C 30 do 120 sekundi. To omogućava da se ploča i dijelovi ravnomjerno zagrijavaju. Ali ako predugo natopite ili prevruće, možete dobiti više oksidacije i praznina. Za vršnu fazu postavite temperaturu između 230 ° C i 245 ° C za lemljenje bez olova. Provjerite je li vrh najmanje 15 ° C veći od tališta lemljenja. Držite to 45 sekundi ili više. To pomaže da se lemlje dobro zalijepi i pušta plinove da pobjegnu.

Savjet: stavite termoparove na različita mjesta na BGA i PCB. To vam pomaže da provjerite toplinu i snižava šansu da se spojeni spoj za lemljenje.

Vrijeme i prebivanje

Vrijeme je vrlo važno u lemljenju. Vrijeme iznad Liquicus (TAL) najvažnije je za pravljenje fluksa i snižavanje praznina. Pokušajte zadržati TAL između 60 i 90 sekundi. To daje vrijeme fluksa za čišćenje oksida i pušta plinove da izvuče prije nego što se lemlje učvrsti.

Ne žurite s koracima. Ako prebrzo krenete u rampu ili natopite, zarobljavate plinove unutar spoja. Ako učinite da natopite ili vrh traju predugo, možete ozlijediti osjetljive dijelove ili uzrokovati druge probleme. Morate gledati vrijeme na svakom koraku i ponekad pokušati na različite načine. Mnogi stručnjaci kažu da će napraviti savršenu praksu, ali ovi savjeti će vam pomoći da postignete dobre rezultate.

Upotreba dušika i mravlje kiseline

Zrak unutar vaše pećnice važan je za kvalitetu zgloba lemljenja. Dušikov plin gura kisik i zaustavlja oksidaciju. To čini čišće i jače spojeve lemljenja. Dušik također pomaže da se lemlje širi i snizi broj praznina u BGA i sitnim sklopovima.

Para mravlje kiseline je još jedan način za snižavanje praznina tijekom lemljenja repurva. Ako koristite mravlje kiselinu u vakuumskoj pećnici , napravite reducirajući zrak koji čisti okside od dijelova, spojeva za lemljenje i površine PCB -a. To pomaže da se lemlje bolje drži i čini manje praznina. To je vrlo važno za naprednu pakiranje BGA. Velike industrije poput Aerospace i Automotive koriste ovu metodu kako bi ispunile stroga pravila za pouzdanost.

Napomena: Uvijek provjerite razinu kisika i promijenite mravlje kiseline i natapajte vrijeme kako biste dobili najniže stope praznina.

Ako dobro kontrolirate temperaturu, vrijeme i zrak, možete smanjiti zglobove za lemljenje i učiniti BGA sklopove pouzdanijim. Zapamtite, toplinsko profiliranje i fino podešavanje vašeg postupka potrebno je za stalno, visokokvalitetno lemljenje.

Pasta i materijali za lemljenje

Formulacija zalijepiti

Odabir prave paste za lemljenje pomaže zaustaviti praznine u BGA lemljenju. Pasta bi trebala imati pravu mješavinu otapala . To omogućuje plinovima da izvuče kad ga zagrijavate. To ih sprečava da se zaglave unutra. Dobro vlaženje znači da pasta može dobro očistiti jastučić. To pomaže napraviti snažne loptice za lemljenje. Ako koristite pastu s dobrom površinskom napetošću, ona se širi bolje i čini manje praznina. Tok ne bi trebao imati previše nehlapljivih stvari. Ako je previše, može blokirati loptice za lemljenje da padaju i zarobe plinove. Pokušajte pronaći pastu za lemljenje s rosinom koji se topi na niskoj temperaturi. To pomaže da tok dobro funkcionira tijekom ponovnog rada. Korištenje manje rosina nego normalno omogućuje aktivatorima da rade na vrijeme. Također sprečava da se loptice za lemljenje spajaju.

Savjet: Uvijek pročitajte list tehničkih podataka za pastu za lemljenje. Proizvođač će navesti stvari koje pomažu u spuštanju praznina u lemljenju BGA.

Skladištenje i rukovanje

Skladištenje i rukovanje pastom lemljenja na pravi način čuva BGA spojeve za lemljenje sigurnim. Stavite pastu za lemljenje na hladno i suho mjesto. Držite dijelove i PCB u čistom području kako biste zaustavili prljavštinu i hrđu. Slijedite pravila razine osjetljiva na vlagu kako biste spriječili probleme s vodom. Koristite ESD sigurnost kada dodirnete bilo koji materijal. Kada ispisujete pastu za lemljenje, koristite dobre šablone. Provjerite da li rupe odgovaraju vašem BGA izgledu. Kontrolirajte koliko paste za lemljenje koristite. Trebao bi pokriti oko pola do većine jastučića . To vam pomaže da svaki put postignete iste rezultate. Uvijek postavite svoj profil reflow -a da odgovara pasti i dijelovima za lemljenje. Korištenje dušika u pećnici također može pomoći u zaustavljanju hrđe i nižih praznina.

Dosljednost primjene

Stavljanje paste za lemljenje na isti način svaki put kada BGA lemilice jakim zglobovi. Praznine se mogu dogoditi kada plinovi odlaze tijekom ponovnog reprodukcije. Ako koristite premalo paste ili toka za lemljenje, plinovi možda neće izaći. To može uzrokovati više praznina. Vrsta i snaga toka u vašoj pasti mnogo su važni. Ako tok nije dovoljno jak , plinovi ostaju unutra i prave praznine. Za keramiku BGA trebate više paste za lemljenje. To je zato što paket daje manje lemljenja od ostalih.

NAPOMENA: Uvijek provjerite pastu za lemljenje prije ponovnog pojačanja. Postavljanje na isti način svaki put spušta se praznine i poboljšava lemljenje BGA.

Rukovanje vlagom i komponenti

Komponente pečenja

Prije lemljenja morate držati vlagu dalje od svojih komponenti BGA. Ako voda uđe u kuglice za lemljenje, to može napraviti praznine tijekom ponovnog pojačanja. Ako mislite da vaši BGA dijelovi imaju vlagu, ispecite ih prije nego što ih koristite. Pečenje izvadi vodu i pomaže u zaustavljanju pukotina ili slojeva od ljuštenja. Većina stručnjaka kaže da peče BGA dijelove na 125 ° C 24 sata ako su bili predugo u zraku ili ako niste sigurni u skladištenje. Uvijek slijedite pravila proizvođača i grupa poput IPC -a i Jedeca. Spremite svoje BGA dijelove u posebne torbe s paketima za sušenje. Držite vlagu ispod 40% RH. Ne pokušavajte popraviti oštećenja vlage pečenjem nakon ponovnog pojačanja. Jednom kada se ošteti, ne možete ga poništiti. Koristite rendgenski ili c-sam da biste potražili skrivene praznine ili pukotine nakon lemljenja.

Savjet: Bolje je zaustaviti probleme nego popraviti ih. Uvijek pecite i pohranite svoje BGA dijelove na pravi način prije ponovnog resta.

Kontrola vlage

Morate zadržati vlagu u svom radnom području kako biste zaustavili praznine u lemljenju BGA. Visoka vlaga može napraviti tok pod dijelovima upijajući vodu. To može formirati filmove koji uzrokuju više praznina i čine zglobove manje jakim. Ako vaš radni prostor ima male praznine ili uske konektore, zarobljeni tok i loš protok plina mogu pogoršati stvari. Držite sobu suhu i koristite dobar protok zraka kako biste pomogli da se plinovi izvuku tijekom lemljenja. Bolje i pametni dizajn , poput većih prostora između dijelova, također pomaže u smanjenju toka i praznina. Uvijek provjerite svoje radno područje i promijenite stvari ako je potrebno kako bi BGA zglobovi bili jaki.

· Vlaga može uzrokovati:

o praznine unutar loptica za lemljenje ili na zglobovima

o Zarobljeni fluks plinovi

o zglobovi koji se smanjuju i puknu

o Zračni džepovi iz Viasa

Napomena: Ako slijedite pravila IPC-610D i IPC-7095A , možete zadržati praznine na sigurnim razinama.

Šabloni i smještaj

Dizajn šablona

Možete sniziti praznine u BGA lemljenju promjenom dizajna šablona . Kada ispisujete pastu za lemljenje, trebali biste stvoriti staze za plin za bijeg ispod BGA. Upotrijebite uzorke poput 5-gumenjaka, okna prozora, križnog otvora ili radijalnih oblika . Ovi obrasci pomažu da se plinovi isele prije nego što se lemlje učvrsti. Ako imate toplinske jastučiće, razdvojite velika područja paste za lemljenje s uzorcima križanja. To omogućava da zarobljeni plin pobjegne i drži zglob jakim.

· Podijelite velike otvore za šablone na manje. Na primjer, koristite četiri mala otvora umjesto jednog velikog.

· Napravite zazor putem rupa. To sprečava da se pasta lemljenja ulije u vias i uzrokuje praznine.

· Isprobajte deblju šablonu, poput 0,2 mm, ali zadržite isti volumen paste za lemljenje. To daje više prostora za bijeg plina.

· Koristite agresivni tok s manjim podijeljenim otvorima i bez maske za lemljenje. Ova metoda dobro funkcionira i ne dodaje troškove.

Ove promjene pomažu vam da izbjegnete praznine i olakšate BGA. Ne trebate mijenjati profil paste za lemljenje ili refruw. Samo trebate prilagoditi šablonu.

Položaj lopte i paste

Tijekom BGA prerade morate smjestiti loptice za lemljenje i pastu za lemljenje. Ako koristite previše ili premalo paste za lemljenje, možete dobiti slabe zglobove ili dodatne praznine. Uvijek provjerite jesu li loptice za lemljenje sjede na pravom mjestu na jastučićima. Koristite šablonu koja odgovara vašem BGA izgledu. To vam pomaže da na svaki jastučić dobijete istu količinu paste za lemljenje.

Dobar postupak postavljanja pomaže vam da izbjegnete hladne zglobove. Hladni zglobovi se događaju kada se lemljenje ne rastopi u potpunosti. To može dovesti do problema s preradom BGA kasnije. Trebali biste upotrijebiti stalnu ruku i prave alate za postavljanje loptica za lemljenje i paste za lemljenje. To održava vaše BGA zglobove jakim i spremni za preradu ako je potrebno.

Komponentska iskrivljenja

Warping komponenta može uzrokovati velike probleme tijekom prerade BGA. Ako se vaš BGA ili ploča savija tijekom grijanja, možete vidjeti neravne spojeve za lemljenje ili dodatne praznine. Warping može podići neke loptice za lemljenje s jastučića, čineći spoj slabim. Trebali biste kontrolirati temperaturu ponovnog resta i upotrijebiti sporo grijanje kako biste zaustavili izvijanje.

· Spremite svoje BGA dijelove ravne i suhe.

· Koristite stanicu za preradu s čak i grijanjem.

· Provjerite je li prije i nakon prerade.

Ako vidite iskrivljene, možda ćete trebati prilagoditi svoj postupak ili zamijeniti dio. Pažljivo rukovanje i pravi alati pomažu vam da izbjegnete probleme s preradom i da BGA zglobovi budu pouzdani.

Vakuum reflow za praznu praznu zgloba za lemljenje

Kako funkcionira vakuum

Vakuumsko reflow poseban je način da se riješite zarobljenih plinova. Pomaže sniziti praznine u zglobovima lemljenja. Svoj BGA sklop stavljate u pećnicu koja čini vakuum. Kad se lemljenje topi, pećnica izvlači zrak. To omogućava plinove i tok napuštaju spoj za lemljenje. Završite s manje praznina i jačih zglobova.

Možete promijeniti koliko dugo i koliko je jak vakuum. Većina peći koristi vakuum odmah nakon što se lemljenje topi. To omogućava da lemlje puni prostore dok plinovi bježe. Ova metoda dobro funkcionira za BGA pakete i druge dijelove koji moraju biti vrlo pouzdani. Vidjet ćete mnogo manje praznine nego s normalnim reflowom. Mnogi ljudi dobivaju praznine ispod 2% s vakuumom . Normalno reflow često ostavlja 10% ili više.

SAVJET: Pažljivo pogledajte ciklus vakuuma. Previše vakuuma ili lošeg vremena može napraviti prskanje ili neujednačene spojeve.

Kada koristiti vakuum refruw

Za svaki posao nije potreban Upotrijebite ga kada vam trebaju vrlo niske praznine ili kada normalno reflow ne djeluje dovoljno dobro. Studije pokazuju da u tim slučajevima pomaže vakuumsko reflow: vakuum .

· LED sklop, gdje gotovo nije potrebna praznina za dobar toplinski protok i dug život.

· BGA lemljenje visoke pouzdanosti, kao u automobilima ili avionima.

· Projekti u kojima normalna pasta za lemljenje i tok ne daju dovoljno niske praznine.

· Kad morate imati praznine ispod 2% za najbolje rezultate.

Vakuumsko reflow daje bolje zglobove, ali košta više i poduzima više koraka. Možda radite sporije i trebate više trenirati svoj tim. Stručnjaci kažu da morate dobro planirati svoj postupak kako biste zaustavili prskanje ili duge cikluse.

NAPOMENA: Vakuum je najbolje kada vam posao treba dodatni posao i troškovi. Za većinu BGA lemljenja, dobar profil reflow može biti dovoljan.

Pregledajte i testirajte praznine BGA lemljenja

Rendgenski i vizualni pregled

Morate dobro provjeriti svoje zglobove kako biste bili sigurni da rade. Gledajući ih pomaže vam da izvana pronađete pukotine ili naleteno lemljenje. Ali ne možete vidjeti unutar zgloba samo očiju. Za skrivene probleme potrebni su vam posebni alati. Rendgenski pregled omogućuje vam da pogledate unutar spoja. Pomaže vam da pronađete praznine ili pukotine koje bi mogle slomiti spoj. Novi rendgenski strojevi koriste pametni softver za mjerenje praznina brzo i ispravno. Možete čak napraviti 3D slike da biste vidjeli gdje je svaki problem.

Evo tablice koja pokazuje kako djeluju različite metode inspekcije :

Možete vidjeti kako dobro ove metode funkcioniraju u donjem grafikonu:

Rendgenski pregled je najbolji način za pronalaženje i mjerenje praznina bez probijanja zgloba. Potrebni su vam obučeni ljudi ili pametni programi za čitanje rendgenskih slika. Samo gledanje zgloba nije dovoljno za pronalaženje skrivenih praznina. Uvijek koristite oba načina da biste dobro provjerili BGA spojeve. Ako propustite prazninu, mogli biste dobiti hladni spoj za lemljenje koji bi se mogao slomiti kasnije.

Prihvatljive razine praznine

Morate znati pravila za koliko praznina je u zglobovima u redu. Većina pravila kaže da bi najveća praznina trebala biti manje od 25% zgloba , kao što se vidi na rendgenskim slikama. Neki novi izvještaji kažu da je do 30% u nekim slučajevima u redu. Za važne jastučiće, stručnjaci kažu da praznine drže ispod 10% do 25%, ovisno o tome gdje se nalaze.

Uvijek biste trebali provjeriti svoje zglobove kako biste bili sigurni da slijede ove granice. Ako vidite praznine veće od jedne trećine veličine lopte, morate popraviti svoj postupak. Održavanje praznina u sigurnom rasponu pomaže u zaustavljanju kvarova i čini snažne, dobre spojeve.

Možete dobiti dobro BGA lemljenje ako kontrolirate svoj postupak i koristite dobre materijale. Pokušajte koristiti manje rupe šablona i manje paste za lemljenje kada obavljate BGA preradu. Napravite predgrijavanje i natapajte korake duže kako bi plinovi toka mogli otići. Uvijek odaberite visokokvalitetnu pastu za lemljenje i postavite svoju reflew pećnicu na pravi način. Za BGA preradu zrak držite suhom i razmislite o korištenju vakuumskog refluw -a kako biste dobili najmanje praznina. Saznajte o novim legurama za lemljenje, boljim fluksom i pametnim tvorničkim alatima . Ako nastavite poboljšati svoj postupak prerade, zglobovi će ostati jaki i imati manje praznina.

FAQ

Što uzrokuje većinu praznina u lemljenju BGA?

Često vidite praznine zbog zarobljenih plinova iz fluksa paste za lemljenje, loših profila reflow ili previše vlage. Prljave površine i loš dizajn šablona također povećavaju praznine. Uvijek provjerite svoj postupak i materijale kako biste smanjili ove rizike.

Kako možete provjeriti praznine u BGA zglobovima?

Trebali biste koristiti rendgenski pregled . Ovaj alat omogućuje vam da vidite unutar spojeva lemljenja i pronađete skrivene praznine. Vizualne provjere pokazuju samo površinske probleme. X-Ray vam daje najbolje rezultate za BGA lemljenje.

Je li vakuum uvijek potreban za sprečavanje praznina?

Ne, ne treba vam uvijek vakuum . Često možete kontrolirati praznine s dobrim profilom reflow-a i visokokvalitetne paste za lemljenje. Upotrijebite vakuum reflow kada vam trebaju vrlo niske praznine, kao što su u automobilskim ili zrakoplovnim projektima.

Koja je maksimalna dopuštena veličina praznine u lemljenju BGA?

Trebali biste držati praznine ispod ovih granica za jake, pouzdane zglobove.