EN
Razumevanje Procesima povratnog lemljenja je od suštinskog značaja za svakoga ko se bavi montiranjem tehnologije za površinsko montiranje. Bilo da prvi put dizajnirate PCB ili optimizirate postojeću proizvodnu liniju, procesi ponovnog lemljenja definiraju kvalitet, pouzdanost i prolaznost vaših gotovih ploča. Od nanosa paste za lemljenje do konačnog hlađenja, svaki korak zahteva preciznost i jasno razumijevanje toplotne dinamike.
Proces povratnog lemljenja je okosnica moderne proizvodnje SMT-a. Za razliku od valnog lemljenja, koje odgovara kroz-rupu komponentama, procesima ponovnog lemljenja su posebno dizajnirani za površinski postavljene komponente koje zahtijevaju kontrolisanu izloženost toploti da bi formirale pouzdane spojeve za lemljenje. Dobro izvršen proces ponovnog lemljenja smanjuje defekte, poboljšava konzistenciju zglobova i podržava PCB dizajne visoke gustoće koje zahtijevaju moderne elektronike. Ovaj vodič vodi kroz svaku kritičnu fazu tako da možete koristiti ove tehnike sa poverenjem.
Osnovne faze procesa povratnog lemljenja
Upotreba ljuljačke mase i postavljanje komponente
Svaki uspješan proces ponovnog lemljenja počinje sa preciznim ugradnjom paste za lemljenje. Na golim PCB-om se usmeri šablon od nehrđajućeg čelika, a pasta se gura kroz otvorove pomoću oštrice za brisanje. Volumen mase, sastav i konzistencija štampe direktno utiču na to koliko dobro se procesi povratnog lemljenja izvode nizvodno. Previše malo paste dovodi do slabosti zglobova; previše dovodi do defekta na mostovima koji su skupi za popravak.
Nakon štampanja, mašina za odabir i postavljanje postavlja komponente na površinu na depozite paste sa velikom brzinom i preciznošću. Ljepljiva priroda ljepljene mase drži komponente na mjestu prije nego što ploča uđe u pećnicu. Proces povratnog lemljenja oslanja se na ovu mehaničku stabilnost kako bi se osigurala da se komponente ne pomeraju tokom zagrevanja. Svaka nepravilna poravnanost u ovoj fazi će se zadržati i možda pogoršati kada se ljepljiva topi i ponovo teče.
Dizajn toplotnog profila u procesima povratnog lemljenja
Termalni profil je najvažnija varijabla koja upravlja procesima povratnog lemljenja. Standardni profil se sastoji od četiri zone: zagrijavanje, namakanje, povratak i hlađenje. Svaka zona kontroliše temperaturne stope, vrhunske temperature i vrijeme iznad tekućine. Loši dizajnirani profili su glavni uzrok nedostataka kao što su grobni kamen, lepljenje i hladni spojevi u procesima lepljenja.
Tokom zagrevanja, temperatura ploče se postepeno povećava obično na 1 do 3 stepena Celzijusa u sekundi kako bi se izbjegao toplotni šok osjetljivih komponenti. Zona za umakanje stabilizuje temperaturu na celoj ploči, osiguravajući da je aktivacija toka završena prije zone za vrhunski povratak. U procesima povratnog lemljenja koji koriste legure bez olova kao što je SAC305, temperature vrhunca obično dosežu između 235 i 250 stepeni Celzijusa. Održavanje ovih preciznih uslova je ono što razdvaja pouzdane procese za lepljenje povratnim tokom od onih koji su skloni defektima.
Vrste peći i njihov uticaj na procese povratnog lemljenja
Konvekcijske peći za povratni protok
Konvekcijske peći za povratni protok su industrijski standard za izvršavanje procesa povratnog lemljenja u velikoj meri. Ove peći koriste zagrevan vazduh ili azot gas koji se prisiljava kroz mlaznice kako bi se toplotna energija jednako prenosila preko površine PCB-a. Peći sa dušikovom atmosferom smanjuju oksidaciju tokom procesa povratnog lemljenja, što je posebno važno za komponente fine visine i BGA-e gdje je zajedničko proveravanje teško nakon montaže. Konvekcijske peći sa više zona pružaju inženjerima fleksibilnost da prilagode svaku zonu nezavisno, omogućavajući visoko optimizovane procese povratnog lemljenja.
Metode za praćenje u fazi pare i infracrvenom struju
Refluj u fazi pare je alternativni pristup u široj porodici procesa reflujnog lemljenja. Koristi latentnu toplotu isparavane tečnosti za zagrijavanje PCB-a, pružajući izuzetno ravnomernu raspodjelu temperature. Ova metoda je korisna za procese povratnog lemljenja koji uključuju složene skupove sa komponentama različite toplotne mase, gdje konvekcijske peći mogu imati problema da jednako zagreju sva područja. Infracrveni reflow, iako je stariji, još uvijek se koristi u nekim procesima ponovnog lemljenja za troškove osjetljive ili aplikacije male zapremine, iako zahtijeva pažljivo upravljanje selektivnim efektima zagrevanja na različitim materijalima ploča.
Česti nedostaci i kontrola kvaliteta u procesima povratnog lemljenja
Identifikacija i sprečavanje defekta povratnog toka
Prevencija nedostataka je centralna briga u procesima povratnog lemljenja. Tombstoning gdje komponenta stoji uspravno na jednoj podlozi javlja se kada procesi povratnog lemljenja stvaraju neujednačene sile vlaženja na male pasivne komponente. To je obično uzrokovano neravnotežnim dizajnom podloga ili nekonzistentnim naslagama paste. Defecti u BGA pakovanjima nastaju kada procesi ponovnog lemljenja ne postignu potpunu koalezansu lemljenja zbog deformacije ili nedovoljne vrhunske temperature. Spajkavanje spoja rezultira višim volumenom paste u kombinaciji sa procesima ponovnog spajanja koji guraju topljenu spoju izvan granica podloge.
Automatska optička inspekcija ili AOI i rendgenska inspekcija su standardni alati koji se koriste za procjenu izlaza procesa povratnog lemljenja. AOI ispituje vidljivu geometriju zglobova i brzo otkriva nedostatke na površini. Rentgenska inspekcija je ključna za procese ponovnog lemljenja koji uključuju pakete sa površinskim nizom gdje su spojevi skriveni ispod tijela komponente. Kombinacija oba metoda inspekcije osigurava da procesi ponovnog lemljenja ispunjavaju standarde kvalitete koje zahtijevaju industrije kao što su proizvodnja automobilskih, medicinskih i aerospacijalnih elektronika.
Strategije optimizacije procesa
Kontinuirano poboljšanje procesa povratnog lemljenja uključuje profiliranje svakog novog dizajna ploče pre punog proizvodnog rada. Koristeći ploče za profilisanje opremljene termokoplima, inženjeri mjere stvarne temperature na više lokacija kako bi potvrdili da se procesi povratnog lemljenja usklađuju sa namijenjenim toplotnim profilom. Statistička kontrola procesa primenjena na dodavanje podataka o inspekciji i rezultata AOI pomaže u prepoznavanju trendova prije nego što postanu problemi s prinosom. Najbolje performanse imaju procesi ponovnog lemljenja koji tretiraju upravljanje toplotnim profilom kao živ dokument, ažurirajući ga svaki put kada se dizajn ploče, mješavina komponenti ili specifikacije legure promene.
Često postavljana pitanja
U slučaju da je to moguće, treba da se koristi i za proizvodnju električne energije.
Zona za upijanje u procesima ponovnog lemljenja služi dvije glavne funkcije: izjednačava temperaturu u cijelom sastavu ploče i aktivira tok u pasta za lemljenje. Pravo aktiviranje toka uklanja oksidaciju sa površina podloga i vodova komponenti, omogućavajući čistu formaciju spoja lemova kada ploča uđe u zonu vrhunskog povratnog toka. Prebacivanje ili skraćivanje zone za upakovanje u procesima ponovnog lemljenja često dovodi do lošeg vlaženja i povećane stope praznine u gotovim spojevima.
Kako lovljenje bez olova utiče na procese povratnog zavarivanja?
Spojke za lemljenje bez olova zahtijevaju veće temperature u procesima ponovnog lemljenja u poređenju sa tradicionalnim formulacijama od metala i olova. To stvara veći toplotni pritisak na komponente i PCB supstrate, što čini precizan dizajn toplotnog profila još kritičnijim. Proces povratnog lemljenja bez olova mora da dovede do potpunog tečnosti i da spreči oštećenje toplotno osetljivih uređaja. Peći sa dušikovom atmosferom češće se koriste u procesima povratnog lemljenja bez olova kako bi se sprečila oksidacija na ovim povišenim temperaturama.
Može li se proces povratnog lemljenja koristiti za komponente sa prolaznim rupama?
Da, tehnika koja se zove "intruzivni povratni tok" ili "pin-in-paste" omogućava procesima povratnog lemljenja da se pojedine komponente kroz rupu lemiraju zajedno sa dijelovima koji se nalaze na površini u jednom prolazu peći. Plojačka pasta se štampa u prolazne rupe pre uvođenja komponente, a procesi ponovnog spajanja zatim topiju pasta kako bi se formirao spoj. Ovaj pristup dobro funkcioniše za konektor i druge dijelove sa prolaznim rupama sa vodovima koji mogu da podnesu temperaturu povratnog toka, što pojednostavljuje proizvodnju smanjujući potrebu za odvojenim operacijama lemljenja talasima.