BGA pārstrādāšanas profili

BGA pārstrādei ir jāiestata temperatūras līkne atbilstoši dažādām lodēšanas pastas līknēm, lai temperatūras līkne pie paliktņa būtu tuvu lodēšanas pastas līknei. Parasti tiek pieņemta vairāku temperatūru zonu sildīšanas metode, kas parādīta (1. attēlā), un temperatūras līkne ir sadalīta priekšsildīšanas zonā, aktīvajā zonā, pārplūdes zonā un dzesēšanas zonā.

                                                      1. attēls

1. priekšsildīšanas zona

Priekšsildīšanas stadija (priekšsildīšanas stadija), ko sauc arī par slīpuma zonu, paaugstina temperatūru no apkārtējās vides temperatūras līdz lodēšanas aktivizācijas temperatūrai, iznīcina metāla oksīda plēvi un attīra lodēšanas sakausējuma pulvera virsmu, kas veicina lodmetāla un lodēšanas infiltrācijas procesu. lodēšanas savienojumu sakausējuma veidošanās. Temperatūras paaugstināšanās ātrums šajā zonā jākontrolē atbilstošā diapazonā. Ja tas ir pārāk ātrs, var rasties termiskais šoks, kā arī substrāts un ierīces var tikt bojātas; ja tas ir pārāk lēns, PCB nepietiks laika, lai sasniegtu aktīvo temperatūru, kā rezultātā šķīdinātāja iztvaikošana būs nepietiekama. , kas ietekmē metināšanas kvalitāti. Parasti maksimālā temperatūra ir norādīta kā 4 grādi sekundē, un temperatūras ātrums parasti ir no 1 līdz 3 grādiem sekundē.

2. aktīvā zona

Aktīvā zona (Soak stadija), ko dažreiz sauc par siltuma saglabāšanas zonu, attiecas uz procesu, kurā temperatūra paaugstinās no 140 grādiem līdz 170 grādiem. Galvenais mērķis ir panākt, lai PCB komponentu temperatūra būtu vienmērīga un samazinātu temperatūras starpību; lai ļautu aktivizēt plūsmu, paliktni, oksīdu noņemšanu no lodēšanas lodītēm un komponentu vadiem. Šis apgabals parasti veido 33–50 procentus no apkures kanāla, un šis posms aizņem 40–120 sekundes.

3. reflow zona

Pārplūdes posma galvenais mērķis ir novērst lodmetāla vai metāla oksidēšanās turpināšanu, palielināt lodēšanas plūstamību, vēl vairāk uzlabot mitrināšanas spēju starp lodmetālu un paliktni un paaugstināt PCB komplekta temperatūru no aktīvās temperatūras. līdz ieteicamai maksimālās vērtības temperatūrai. Reflukss šajā posmā nedrīkst būt pārāk garš, parasti 30-60s augstā temperatūrā. Temperatūras ātrums paaugstinās līdz 3 grādiem/s, tipiskā maksimālā temperatūra parasti ir 205-230 grādi, un laiks, lai sasniegtu maksimumu, ir 10-20 s. Dažādu lodmetālu kušanas temperatūra ir atšķirīga, piemēram, 63Sn37Pb ir 183 grādi C, bet 62Sn/36Pb/2Ag ir 179 grādi C, tāpēc, iestatot parametrus, jāņem vērā lodēšanas pastas veiktspēja. Aktivizācijas temperatūra vienmēr ir nedaudz zemāka par sakausējuma kušanas temperatūru, un maksimālā temperatūra vienmēr ir kušanas punktā.

4. dzesēšanas zona

Dzesēšanas stadija (dzesēšanas stadija), alvas-svina pulveris šajā lodēšanas pastas sadaļā ir izkusis un pilnībā samitrinājis pievienojamo virsmu, to vajadzētu pēc iespējas ātrāk atdzesēt, kas palīdzēs iegūt spilgtas lodēšanas vietas, un laba integritāte un zems kontakta leņķis. Tomēr pārāk ātra dzesēšana izraisīs pārāk augstu temperatūras gradientu starp komponentu un pamatni, kā rezultātā radīsies termiskās izplešanās nesakritība, kā rezultātā lodēšanas savienojums un spilventiņš sadalās un pamatne deformējas. Parasti maksimālo pieļaujamo dzesēšanas ātrumu nosaka komponenta reakcija uz karstumu. Atkarīgs no triecienizturības. Pamatojoties uz iepriekš minētajiem faktoriem, dzesēšanas ātrums dzesēšanas zonā parasti ir aptuveni 4 grādi sekundē.

1. attēlā redzamā līkne ir ļoti plaši izmantota, un to var saukt par apkures-noturēšanas tipa līkni. Lodēšanas pasta ātri paaugstinās no sākotnējās temperatūras līdz noteiktai priekšsildīšanas temperatūrai 140-170 grādu diapazonā un saglabā to apmēram 40-120 s kā siltuma saglabāšanu. zonā, pēc tam ātri uzkarsē līdz pārplūdes zonai un, visbeidzot, ātri atdzesē un ieejiet dzesēšanas zonā, lai pabeigtu lodēšanu.

Reflow profils ir galvenais, lai nodrošinātu BGA lodēšanas kvalitāti. Pirms atkārtotas plūsmas līknes noteikšanas ir jāprecizē: lodēšanas pastai ar atšķirīgu metāla saturu ir dažādas temperatūras līknes. Pirmkārt, tas jāiestata saskaņā ar temperatūras līkni, ko ieteicis lodēšanas pastas ražotājs, jo lodēšanas pastas lodēšanas sakausējums nosaka kušanas temperatūru, bet plūsma nosaka temperatūras līkni. Aktivizācijas temperatūra. Turklāt lodēšanas pastas līkne ir jāpielāgo lokāli atbilstoši materiāla veidam, biezumam, slāņu skaitam un PCB izmēram.

BGA pārstrādes stacijas temperatūras kontroles sistēmai ir jānodrošina, ka demontāžas un lodēšanas laikā nevar tikt bojāti pārstrādājamie komponenti, apkārtējās sastāvdaļas vai komponenti un PCB spilventiņi. Reflow lodēšanas sildīšanas metodes parasti var iedalīt divos veidos: karstā gaisa sildīšana un infrasarkanā apkure. Karstā gaisa apkure ir vienmērīga nelielā platībā, un lielā teritorijā būs lokāla aukstā zona; kamēr infrasarkanā apkure ir vienmērīga lielā platībā, trūkums ir tāds, ka objekta krāsas dziļuma dēļ absorbētais un atstarotais siltums nav vienmērīgs. Tā kā BGA pārstrādes darbstacijas apjoms ir ierobežots, tās temperatūras kontroles sistēmai ir jāpieņem īpašs dizains.