Introducció
Molts enginyers d'R+D o personal de producció novells en el muntatge de SMT sovint es troben amb defectes de soldadura, com ara un reflux incomplet, la decoloració de la PCB o el coquatge de flux. Aquest article combina elManual d'usuari del forn de reflux NeoDen IN6amb les seves característiques de maquinari per explicar com millorar eficaçment el rendiment del procés configurant correctament els paràmetres de remull i reflux.
Les funcions del procés de la "zona de remull" i la "zona de refluig"
Per calibrar els paràmetres de temperatura adequats, primer cal entendre els canvis físics i químics que es produeixen a la pasta de soldadura en diferents zones de temperatura.
1. Zona de remull: Equilibri tèrmic i activació del flux
Segons el model teòric del manual d'usuari de NeoDen IN6, la zona de remull normalment segueix la zona de preescalfament i precedeix el punt de fusió. Per a la pasta de soldadura sense plom-estàndard, aquesta zona generalment s'estableix entre 150 i 190 graus . Durant aquesta etapa, el PCB passa per dos processos clau:
- Reducció de la tolerància tèrmica del tauler:Una PCB no només conté resistències i condensadors petits (com ara components 0402), sinó també components que absorbeixen la calor-com ara les cobertes de blindatge o els xips BGA. La zona de remull permet que tot el tauler es mantingui a aquesta temperatura durant 60-120 segons, permetent que els components grans absorbeixin completament la calor, minimitzant les diferències laterals de temperatura i preparant el tauler per entrar a la zona de refluig.
- Activació del flux:El flux comença a activar-se a 150 graus, humitejant els coixinets i els cables i eliminant la capa d'òxid de les superfícies metàl·liques. Si el temps d'estada isotèrmica és massa curt, el flux no reaccionarà completament, donant lloc a buits o humectació deficient. Si el temps d'estada isotèrmica és massa llarg, el flux s'evaporarà prematurament, provocant una oxidació secundària del metall i donant lloc a juntes de soldadura en fred o coquització.
2. Zona de reflux: formant juntes de soldadura fiables
La zona de reflux és la zona amb la temperatura més alta dins del forn. El punt de fusió teòric de SAC305 és de 217 graus; un cop el substrat entra en aquesta zona, la seva temperatura supera ràpidament el punt de fusió, arribant a una temperatura màxima de 240 graus -250 graus.
- Formació de la capa IMC:La soldadura líquida reacciona amb el substrat de coure per formar compostos intermetàl·lics (capa IMC, com ara Cu6Sn5). El gruix ideal de la capa IMC s'ha de controlar entre 1 i 3 micròmetres per garantir la resistència mecànica i la fiabilitat elèctrica de les juntes de soldadura.
- Temps de retenció de líquid (TAL):El temps que el PCB roman a 217 graus o per sobre s'ha de controlar normalment entre 45 i 90 segons. Les temperatures màximes excessivament altes o el TAL massa llarg donaran lloc a una capa IMC massa gruixuda (superior als 5 micròmetres), fent que la junta de soldadura es torni trencadissa. Si la temperatura o el temps són insuficients, l'IMC no es formarà correctament, cosa que pot provocar fàcilment juntes de soldadura en fred.
Guia de configuració de paràmetres NeoDen IN6
NeoDen IN6El forn de reflux presenta un disseny amb 6 zones de calefacció (3 superiors i 3 inferiors). Combinat amb la convecció d'aire calent-total i les plaques de calefacció d'aliatge d'alumini, pot controlar les variacions laterals de temperatura fins a ± 1 grau. El tauler de control admet 16 conjunts de perfils de temperatura programables.
- Consells per a-afinar els paràmetres:Després d'habilitar el "Control de preescalfament dinàmic" al sistema IN6, s'aconsegueix l'equilibri tèrmic en aproximadament 25 minuts, amb una precisió de control de temperatura de ± 0,2 graus. La cinta transportadora admet l'ajust de velocitat de 5 a 30 cm/min. Atès que la longitud neta de la cambra de calefacció és de 680 mm, el temps total al forn (min) es calcula com a 68,0 cm / velocitat de la cinta transportadora (cm/min). Quan es proveu taulers d'alta-densitat multi-capes- i es descobreix que la zona de-temperatura constant és massa curta, el mètode d'ajust més convenient és reduir la velocitat de la cinta transportadora en 1-2 cm/min a la pantalla tàctil, ampliant així proporcionalment el temps d'absorció de calor del substrat a la zona del forn sense haver de modificar el valor individual de la temperatura del forn de manera individual.
Resolució de defectes comuns i manteniment rutinari
A partir de la taula d'anàlisi de defectes de soldadura del manual original del fabricant, es poden identificar i corregir els problemes dels paràmetres del procés analitzant l'aspecte de les juntes de soldadura després de sortir del forn.
1. Contramesures de defecte
- Carbonització del flux i groguenc de les juntes de soldadura:Indica un sobreescalfament dins del forn. Això sol ser causat per una configuració de temperatura màxima massa alta a la zona de refluig o per una velocitat de la cinta transportadora massa lenta, donant lloc a un temps de permanència excessiu. La solució és augmentar la velocitat de la cinta transportadora o reduir la temperatura establerta.
- Juntes de soldadura en fred o juntes de soldadura incompletes:Això indica una absorció de calor total insuficient dins de la cambra o un "efecte ombra d'aire calent" causat per components de gran-volum. La solució és reduir primer la velocitat del transportador per allargar el temps d'escalfament. si encara hi ha punts morts localitzats, augmenteu adequadament la proporció de la zona de calefacció inferior per mitigar l'efecte d'ombra utilitzant la diferència de temperatura entre la part superior i la inferior.
2. Directrius per al manteniment de maquinari en estat estable-
L'estabilitat-del control de temperatura a llarg termini d'asistema de soldadura per reflux d'aire-calent-completdepèn del manteniment adequat del maquinari.
- Lubricació dels coixinets d'accionament:Atès que l'interior del forn està exposat constantment a la radiació d'alta-temperatura, l'oli lubricant normal tendeix a carbonitzar-se i formar dipòsits, fent que els coixinets s'enganxin. Els coixinets agafats poden fer que el cinturó de malla vibri. durant el breu moment en què la pasta de soldadura es troba en estat eutèctic líquid, fins i tot les lleugeres vibracions poden provocar fàcilment el desplaçament dels components o danyar la fràgil estructura IMC. El manual requereix explícitament l'aplicació periòdica d'oli lubricant d'alta-temperatura. Es recomana fer el manteniment dels coixinets cada 100 hores de funcionament amb greix-d'alta temperatura amb una classificació de 300 graus o més.
- Manteniment del sistema de filtració de fums:La vida útil estàndard del-cartutx de filtre de carbó actiu integrat és de 8 mesos. Un cartutx de filtre saturat o obstruït augmentarà la contrapressió al conducte d'aire i disminuirà la velocitat del flux d'aire calent dins de la cambra. Això no només provoca una distribució desigual de la calor, sinó que també fa que l'algoritme de control de temperatura PID del microprocessador respongui lentament, donant lloc a fluctuacions en la corba de temperatura. Per substituir el cartutx del filtre, només cal treure els 12 cargols de la part posterior de l'equip.
Conclusió
El calibratge adequat dels paràmetres de la zona de-temperatura constant i de la zona de reflux és fonamental per garantir la fiabilitat de les juntes de soldadura SMT. Aprofitant elNeoDen IN6's L'arquitectura de maquinari de diverses -temperatura-zona i el sistema de control de temperatura, estandarditzant els gradients de temperatura i les velocitats de la cinta transportadora i complint estrictament les inspeccions diàries d'equips, podeu controlar eficaçment les fluctuacions del procés i millorar el rendiment de la soldadura durant la producció d'assaig per lots petits-.