lavorazione cnc · 2021年11月7日 0

Co to jest lutowanie rozpływowe?

Co to jest lutowanie rozpływowe?

Lutowanie rozpływowe polega na ponownym stopieniu pasty lutowniczej wstępnie rozprowadzonej na polach płytki drukowanej, aby zrealizować mechaniczne i elektryczne połączenie między końcami lutu lub kołkami elementów do montażu powierzchniowego a polami płytki drukowanej. Lutowanie rozpływowe polega na przylutowaniu elementów do płytki PCB, a lutowanie rozpływowe polega na montażu elementów na powierzchni. Lutowanie rozpływowe opiera się na wpływie gorącego powietrza na połączenia lutowane. Strumień koloidalny fizycznie reaguje pod pewnym strumieniem powietrza o wysokiej temperaturze, aby uzyskać lutowanie SMD; powodem, dla którego nazywa się to „lutowaniem rozpływowym”, jest to, że gaz krąży w maszynie lutowniczej, aby wytworzyć wysoką temperaturę, aby uzyskać lutowanie. Cel, powód.

1. Wprowadzenie do zasady i procesu lutowania rozpływowego

  • A. Kiedy płytka drukowana wchodzi do strefy grzewczej, rozpuszczalnik i gaz w paście lutowniczej odparowują, a jednocześnie topnik w paście lutowniczej zwilża podkładki, końce elementów i szpilki, a pasta lutownicza mięknie, zapada się i zakrywa lut, izoluje pady i piny podzespołów od tlenu.
  • B. Gdy płytka drukowana wejdzie w obszar zachowania ciepła, należy całkowicie podgrzać płytkę PCB i komponenty, aby zapobiec nagłemu wejściu PCB w obszar wysokiej temperatury spawania i uszkodzeniu PCB i komponentów.
  • C. Kiedy płytka drukowana wchodzi w obszar lutowania, temperatura gwałtownie wzrasta, tak że pasta lutownicza osiąga stan stopiony, a płynny lut zwilża, dyfunduje, dyfunduje lub ponownie spływa do padów płytki drukowanej, końcówek elementów i szpilek, tworząc połączenia lutowane.
  • D. PCB wchodzi do strefy chłodzenia, dzięki czemu połączenia lutowane są zestalone i lutowanie rozpływowe jest zakończone.

Lutowanie rozpływowe to zautomatyzowany proces lutowania w procesie produkcji SMT produktów elektronicznych. Lutowanie rozpływowe jest również nazywane lutowaniem rozpływowym, które polega na ciągłym rozpływie ciepła w piecu, dzięki czemu pasta lutownicza jest rozpuszczana w płynnej cynie w celu lutowania elementów układu scalonego smt i płytki drukowanej. Nazywa się to więc lutowaniem rozpływowym, ponieważ jego zasadą działania jest lutowanie elementów i płytki drukowanej poprzez rozpływ gorącego powietrza w piecu i rozpływ ciekłej cyny.

2. Wprowadzenie do procesu lutowania rozpływowego

Proces lutowania rozpływowego odbywa się na płytce natynkowej, a jego proces jest bardziej skomplikowany, który można podzielić na dwa rodzaje: montaż jednostronny i montaż dwustronny.

  • A, montaż jednostronny: wstępnie powlekana pasta lutownicza → łatka (podzielona na umieszczanie ręczne i automatyczne maszynowe) → lutowanie rozpływowe → kontrola i test elektryczny.
  • B, umieszczanie dwustronne: wstępnie powlekana pasta lutownicza po stronie A → łatka (podzielona na umieszczanie ręczne i automatyczne maszynowe) → lutowanie rozpływowe → wstępnie powlekana pasta lutownicza po stronie B → umieszczanie (podzielona na umieszczanie ręczne i umieszczanie automatyczne maszynowe) ) → lutowanie rozpływowe → kontrola i test elektryczny.

Najprostszym procesem lutowania rozpływowego jest lutowanie metodą sitodruku pasta-łatka-reflow. Jego istotą jest dokładność sitodruku. W przypadku plastra wydajność jest określana przez PPM maszyny. Lutowanie rozpływowe ma na celu kontrolę temperatury wzrost i najwyższa krzywa temperatury i opadania temperatury.

3. Wymagania dotyczące procesu lutowania rozpływowego

Technologia lutowania rozpływowego nie jest obca w dziedzinie produkcji elektroniki. W tym procesie elementy na różnych płytkach używanych w naszych komputerach są lutowane do płytki drukowanej. Zaletą tego procesu jest to, że temperatura jest łatwa do kontrolowania, można uniknąć utleniania podczas procesu zgrzewania, a koszt produkcji jest łatwiejszy do kontrolowania. Wewnątrz tego urządzenia znajduje się obwód grzewczy, który podgrzewa azot do wystarczająco wysokiej temperatury i wdmuchuje go do płytki drukowanej, na której element jest już przymocowany, dzięki czemu lut po obu stronach elementu jest topiony, a następnie łączony z płyta główna.

  • 1. Konieczne jest ustawienie rozsądnej krzywej temperatury lutowania rozpływowego i regularne testowanie krzywej temperatury w czasie rzeczywistym.
  • 2. Spawanie powinno być wykonane zgodnie z kierunkiem spawania projektu PCB.
  • 3. Ściśle zapobiegaj wibracjom taśmy przenośnika podczas procesu spawania.
  • 4. Należy sprawdzić efekt zgrzewania pierwszej płytki drukowanej.
  • 5. Czy spawanie jest wystarczające, czy powierzchnia złącza lutowniczego jest gładka, czy kształt złącza lutowniczego ma kształt półksiężyca, stan kulek i pozostałości cyny, stan ciągłego lutowania i lutowania wirtualnego. Sprawdź również, czy nie zmienił się kolor powierzchni PCB itp. I dostosuj krzywą temperatury zgodnie z wynikami kontroli. Jakość spawania powinna być regularnie sprawdzana podczas całego procesu produkcji seryjnej.

4. Powszechne wady jakościowe i rozwiązania do lutowania rozpływowego

Na jakość lutowania rozpływowego wpływa wiele czynników. Najważniejszym czynnikiem jest profil temperatury pieca rozpływowego oraz liczba składników pasty lutowniczej w procesie produkcji elektroniki. Obecnie powszechnie stosowany wysokowydajny piec do lutowania rozpływowego może wygodniej kontrolować i regulować krzywą temperatury. Natomiast w trendzie dużej gęstości i miniaturyzacji drukowanie pasty lutowniczej stało się kluczem do jakości lutowania rozpływowego. Trzy czynniki: pasta, szablon i drukowanie mogą wpływać na jakość drukowania pasty lutowniczej.

Fenomen nagrobny

W lutowaniu rozpływowym elementy chipowe często wystają, co nazywa się nagrobkiem, znanym również jako most wiszący i zjawisko Manhattanu. Jest to wada, która często występuje w procesie lutowania rozpływowego.

Przyczyna: Podstawową przyczyną zjawiska nagrobka jest to, że siły zwilżania po obu stronach elementów są niezrównoważone, więc moment obrotowy na obu końcach elementów nie jest zrównoważony, co prowadzi do zjawiska nagrobka.

Następujące sytuacje spowodują niezrównoważenie siły zwilżania obu stron elementów podczas lutowania rozpływowego.

1. Konstrukcja i układ podkładki są nieuzasadnione.

Jeśli konstrukcja i układ podkładki mają następujące wady, spowoduje to niezrównoważenie siły zwilżania po obu stronach elementu.

Jedna z podkładek po obu stronach elementu jest połączona z podłożem lub powierzchnia jednej strony podkładki jest zbyt duża, a pojemność cieplna na obu końcach podkładki jest nierówna

Różnica temperatur na powierzchni PCB jest zbyt duża, aby spowodować nierównomierną absorpcję ciepła po obu stronach podkładki;

Urządzenia o dużej skali QFP, BGA i małe podkładki pod elementy chipowe wokół radiatora będą miały nierówną temperaturę na obu końcach.

Rozwiązanie: Popraw projekt i układ padów

2. Drukowanie pasty lutowniczej i pasty lutowniczej.

Aktywność pasty lutowniczej nie jest wysoka lub lutowność elementów jest słaba. Po stopieniu pasty lutowniczej napięcie powierzchniowe jest inne, co powoduje również niezrównoważenie siły zwilżania podkładki. Ilość pasty lutowniczej nadrukowanej na dwóch padach jest nierówna, a większa strona pochłonie więcej ciepła z powodu pasty lutowniczej, a czas topienia będzie opóźniony, co spowoduje niezrównoważoną siłę zwilżania.

Rozwiązanie: Wybierz pastę lutowniczą o większej aktywności, aby poprawić parametry druku pasty lutowniczej, zwłaszcza wielkość okna szablonu.

3. Łatka.

Nierównomierna siła w kierunku osi Z spowoduje nierównomierne zanurzenie elementów w paście lutowniczej, a siła zwilżania po obu stronach będzie niezrównoważona ze względu na różnicę czasu podczas topienia. Odchylenie elementów od podkładek doprowadzi bezpośrednio do nagrobków.

Rozwiązanie: Dostosuj parametry procesu maszyny do umieszczania.

4. Krzywa temperatury pieca.

Krzywa robocza grzania PCB nie jest prawidłowa, przez co różnica temperatur na powierzchni płytki jest zbyt duża. Zwykle wady te pojawiają się, gdy korpus pieca rozpływowego jest zbyt krótki, a strefa temperaturowa zbyt mała.

Rozwiązanie: Dostosuj odpowiednią krzywą temperatury dla każdego produktu.

5. Stężenie tlenu w lutowaniu rozpływowym N2.

Zastosowanie ochronnego lutowania rozpływowego N2 zwiększy zwilżalność lutowia, ale coraz więcej doniesień wskazuje, że zjawisko nagrobków będzie się nasilać, gdy zawartość tlenu będzie zbyt niska; ogólnie uważa się, że zawartość tlenu jest kontrolowana przy (100-500) x około 10-6 mg/m3 jest najbardziej odpowiednie.

Koraliki cyny

Koraliki cynowe to jedna z częstych wad lutowania rozpływowego, a jej przyczyny są różne, wpływając nie tylko na wygląd, ale również powodują powstawanie mostków.

Koraliki cynowe można podzielić na dwa rodzaje. Jeden typ pojawia się po jednej stronie elementu wiórowego, często w kształcie niezależnej dużej kulki; drugi typ pojawia się wokół szpilek IC i ma kształt rozproszonych małych koralików.

1. Krzywa temperatury jest nieprawidłowa.

Krzywą rozpływu można podzielić na cztery sekcje, a mianowicie podgrzewanie, utrzymywanie ciepła, rozpływ i chłodzenie. Celem podgrzewania i utrwalania ciepła jest podniesienie temperatury powierzchni PCB do 150°C w ciągu 60-90s i utrzymanie jej w cieple przez około 90s. Może to nie tylko zmniejszyć szok termiczny PCB i komponentów, ale także zapewnić część pasty lutowniczej dotyczącą energii rozpuszczalnika. Lotny, aby uniknąć rozpryskiwania spowodowanego zbyt dużą ilością rozpuszczalnika podczas lutowania rozpływowego, co powoduje, że pasta lutownicza wypada z podkładki i tworzy kulki cyny.

Rozwiązanie: Zwróć uwagę na szybkość ogrzewania i zastosuj umiarkowane ogrzewanie wstępne, aby była dobra platforma do ulatniania się większości rozpuszczalnika.

2. Jakość pasty lutowniczej.

Zawartość metalu w paście lutowniczej wynosi zwykle (90±0.5)%. Zbyt niska zawartość metalu prowadzi do zbyt dużego strumienia. Dlatego zbyt duży topnik spowoduje latające kulki, ponieważ nie jest łatwo ulatniać się na etapie wstępnego podgrzewania.

Podwyższona zawartość pary wodnej i tlenu w paście lutowniczej może również powodować odpryskiwanie kulek. Ponieważ pasta lutownicza jest zwykle przechowywana w lodówce, po wyjęciu z lodówki nie ma gwarancji czasu regeneracji, więc dostanie się para wodna; ponadto po każdym użyciu należy szczelnie zamknąć wieczko butelki pasty lutowniczej. Jeśli nie zostanie szczelnie zamknięty w czasie, spowoduje to również przedostawanie się pary wodnej.

Po wykonaniu pasty lutowniczej wydrukowanej na szablonie, pozostałą część należy traktować osobno. Jeśli zostanie włożony z powrotem do oryginalnej butelki, pasta lutownicza w butelce ulegnie pogorszeniu i pojawią się również cynowe koraliki.

Rozwiązanie: Wybierz wysokiej jakości pastę lutowniczą i zwróć uwagę na wymagania dotyczące przechowywania i użytkowania pasty lutowniczej.

3. Drukowanie i łatanie

W procesie drukowania pasty lutowniczej, ze względu na przesunięcie między szablonem a podkładką, jeśli przesunięcie jest zbyt duże, zanurzenie lutowia wypłynie z podkładki, a po podgrzaniu prawdopodobnie pojawią się kulki lutownicze. Ponadto złe środowisko drukowania może również prowadzić do tworzenia kulek cyny. Idealna temperatura środowiska drukowania wynosi (25 ± 3) ℃, a wilgotność względna wynosi 50% ~ 65%.

Rozwiązanie: ostrożnie wyreguluj zacisk szablonu, aby zapobiec poluzowaniu; poprawić środowisko pracy drukowania.

Nacisk osi Z podczas procesu układania jest również ważną przyczyną powstawania perełek cyny, co często nie jest łatwe do przyciągnięcia uwagi ludzi. Głowica osi Z niektórych maszyn do umieszczania jest pozycjonowana zgodnie z grubością komponentów. Jeśli wysokość osi Z zostanie ustawiona nieprawidłowo, spowoduje to zjawisko wyciskania pasty lutowniczej z padu podczas mocowania elementów do płytki drukowanej. Ta część pasty lutowniczej utworzy kulki cyny podczas lutowania. Wytworzone w tym przypadku perełki cyny są nieco większe.

Rozwiązanie: ponownie wyreguluj wysokość osi Z maszyny do układania.

Grubość szablonu i wielkość otworu. Jeśli grubość szablonu i rozmiar otworu są zbyt duże, ilość pasty lutowniczej zwiększy się, a także spowoduje wylanie pasty lutowniczej na zewnątrz padu, zwłaszcza szablonu wytworzonego przez trawienie chemiczne.

Rozwiązanie: Wybierz szablon o odpowiedniej grubości i projekcie wielkości otworu. Ogólnie rzecz biorąc, obszar otwarcia szablonu wynosi 90% rozmiaru podkładki, co poprawi sytuację kulki lutowniczej.

4. Zjawisko odprowadzania wilgoci

Zjawisko przesiąkania, znane również jako zjawisko przeciągania rdzenia, jest jedną z powszechnych wad lutowania, która występuje częściej w lutowaniu rozpływowym z fazy gazowej. Knotowanie jest zjawiskiem polegającym na tym, że lut odrywa się od podkładki i przemieszcza się wzdłuż wyprowadzenia między wyprowadzeniem a korpusem chipa, co zwykle prowadzi do poważnego zjawiska lutowania wirtualnego.

Przyczyna: Głównym powodem jest to, że przewodność cieplna szpilek elementu jest duża, więc temperatura szybko rośnie, tak że lut preferencyjnie zwilża szpilki, a siła zwilżania między lutem a szpilką jest znacznie większa niż siła zwilżania między szpilkami lut i pad. , Odwrócenie ołowiu pogorszy występowanie zjawiska knotowania.

Rozwiązanie:

W przypadku lutowania rozpływowego w fazie pary, SMA należy najpierw całkowicie podgrzać, a następnie umieścić w piecu w fazie pary;

Lutowalność padów PCB powinna być dokładnie sprawdzona. Do produkcji nie należy stosować płytek PCB o słabej lutowalności;

Zwraca się pełną uwagę na współpłaszczyznowość komponentów, a urządzenia o słabej współpłaszczyznowości nie powinny być stosowane w produkcji.

W lutowaniu rozpływowym na podczerwień, organiczny topnik w podłożu PCB i lutowie jest dobrym medium pochłaniającym podczerwień, podczas gdy szpilki mogą częściowo odbijać podczerwień. Dlatego lut jest preferencyjnie topiony, a zdolność zwilżania lutowia i podkładki jest ograniczona. Będzie większa niż siła zwilżania pomiędzy lutem a ołowiem, więc lut nie będzie się unosił wzdłuż ołowiu, więc prawdopodobieństwo zjawiska knotowania jest znacznie mniejsze.

5. Mostkowanie

Mostkowanie to jedna z częstych wad produkcji SMT. Spowoduje to zwarcia między komponentami i należy je naprawić, gdy wystąpi zmostkowanie.

Istnieje wiele powodów tworzenia mostów, a są cztery najczęstsze:

Jakość pasty lutowniczej.

Zawartość metalu w paście lutowniczej jest zbyt wysoka, szczególnie po zbyt długim czasie drukowania zawartość metalu prawdopodobnie wzrośnie, prowadząc do mostkowania styków IC;

Pasta lutownicza ma niską lepkość i wypływa z podkładki po wstępnym podgrzaniu;

Pasta lutownicza słabo opada i po podgrzaniu wypływa z podkładki.

Rozwiązanie: Dostosuj stosunek pasty lutowniczej lub użyj dobrej jakości pasty lutowniczej.

System drukowania.

Maszyna drukująca ma słabą powtarzalność i niewspółosiowość (płyta stalowa nie jest dobrze wyrównana, płytka drukowana nie jest dobrze wyrównana), co powoduje, że pasta lutownicza jest drukowana poza podkładką, co jest najczęściej widoczne w produkcji QFP o drobnym skoku ;

Projekt rozmiaru okienka i grubości płyty stalowej jest nieprawidłowy, a powłoka stopu Sn-Pb na płytce PCB jest nierówna, co powoduje dużą ilość pasty lutowniczej.

Rozwiązanie: Dostosuj drukarkę, aby poprawić warstwę powłoki podkładki PCB.

Napisz i umieść.

Nadmierne ciśnienie umieszczania i zalewanie pasty lutowniczej pod ciśnieniem są częstymi przyczynami w produkcji. Ponadto dokładność umieszczenia jest niewystarczająca, elementy są przesunięte, a piny IC są zdeformowane. Łatwo jest również spowodować mostkowanie.

Rozgrzej.

Szybkość nagrzewania pieca rozpływowego jest zbyt duża, a rozpuszczalnik w paście lutowniczej jest zbyt późno, aby ulatniał się.

Rozwiązanie: Dostosuj wysokość osi Z maszyny do układania i szybkość ogrzewania pieca rozpływowego.

Link do tego artykułu: Co to jest lutowanie rozpływowe

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Co to jest lutowanie rozpływowe?PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjnyAerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.