EN
Түсіну қайта ерітіп дәнекерлеу процестері беттік орнатылатын технологиялық жинақтауға қатысатын кез келген адам үшін маңызды. Сіз бірінші рет PCB дизайнын жасайсыз ба немесе қазіргі өндіріс желісін жетілдіресіз бе — қайта ерітіп дәнекерлеу процестері сіздің аяқталған платаңыздың сапасын, сенімділігін және өткізу қабілетін анықтайды. Дәнекерлік пастаны қолданудан бастап соңғы салқындатуға дейін әрбір қадам дәлдікті және жылу динамикасын терең түсінуді талап етеді.
Қайта ерітіп дәнекерлеу процестері қазіргі заманғы SMT өндірісінің негізі болып табылады. Арқылы-тесік компоненттерге арналған толқынды дәнекерлеуге қарамастан, қайта ерітіп дәнекерлеу процестері сенімді дәнекерлік қосылыстарды қалыптастыру үшін бақыланатын жылу әсерін талап ететін беттік орнатылатын компоненттерге арналған. Жақсы орындалған қайта ерітіп дәнекерлеу процесі ақауларды азайтады, қосылыстардың біркелкілігін жақсартады және қазіргі заманғы электроника қойып отырған жоғары тығыздықтағы PCB дизайнын қолдайды. Бұл нұсқаулық сіз осы әдістерді сеніммен қолдана алуыңыз үшін әрбір маңызды кезеңді қадам-қадам қарастырады.
Қайта ерітіп дәнекерлеу процестерінің негізгі кезеңдері
Дәнекерлеу пастасын қолдану және компоненттерді орналастыру
Рефлоу-пайындау процесінің әрбір сәтті орындалуы дәл қалыңдығымен жағылған қолданылатын қосылғыштың тұрақтылығынан басталады. Асылындағы PCB-ге арналған шаблон (төзімді болаттан жасалған) орналастырылады, ал қосылғыштың қабырғалары арқылы оны қысып шығару үшін скребер пластинасы қолданылады. Қосылғыштың көлемі, құрамы және басылу сапасы рефлоу-пайындау процесінің кейінгі сатыларында қалай орындалатынын тікелей анықтайды. Қосылғыштың аз мөлшері әлсіз қосылыстарға әкеледі; ал көп мөлшері — қайта өңдеуге қымбат тұратын қосылу ақауларына себепші болады.
Қосылғышты басқаннан кейін пик-энд-плейс машинасы беттік орнатылатын компоненттерді қосылғыштың жерлеріне жоғары жылдамдықпен және дәлдікпен орналастырады. Қосылғыштың жабысқақ қасиеті компоненттерді плата печьке енгізілгенше орындарында ұстайды. Рефлоу-пайындау процесі компоненттердің қыздыру кезінде орындарынан ығысуын болдырмау үшін осы механикалық тұрақтылыққа сүйенеді. Бұл кезеңде болған кез келген дәлсіздік — қосылғыш еріп, рефлоу процесі басталғаннан кейін сақталады және одан да нашарлайды.
Рефлоу-пайындау процесіндегі жылулық профильдің құрылуы
Жылулық профилі — рефлоу әдісімен қолданылатын қосылатын қоспаларды балқыту процесін басқаратын ең маңызды айнымалы. Стандартты профиль төрт аймақтан тұрады: алдын-ала қыздыру, тұрақтандыру, рефлоу және салқындату. Әрбір аймақ температураның өсу жылдамдығын, ең жоғарғы температураны және сұйықтық күйінен жоғары температурада ұстау уақытын бақылайды. Жаман жобаланған профильдер рефлоу әдісімен қосылатын қоспаларды балқыту процесінде қабырғаға тұру (тамбыстонинг), қосылатын қоспаның шарлары мен суық қосылыстар сияқты ақаулардың негізгі себебі болып табылады.
Алдын-ала қыздыру кезінде плата температурасы әдетте секундына 1–3 градус Цельсийге дейін бавасыз өседі — бұл сезімтал компоненттерге жылулық шок тудырмас үшін. Тұрақтандыру аймағында плата бойынша температура біркелкі тұрақтандырылады, осылайша флюстың толық белсенділенуі рефлоу аймағындағы ең жоғарғы температураға жетер алдында қамтамасыз етіледі. SAC305 сияқты қорғасыз қоспаларды қолданатын рефлоу әдісімен қосылатын қоспаларды балқыту процестерінде ең жоғарғы температура әдетте 235–250 градус Цельсий аралығында болады. Осы нақты шарттарды сақтау — сенімді рефлоу әдісімен қосылатын қоспаларды балқыту процестерін ақаулы процестерден ажыратады.
Пішіріш пешілерінің түрлері және олардың рефлоу қолданысына әсері
Конвекциялық рефлоу пешілері
Конвекциялық рефлоу пешілері – рефлоу қолданысын масштабда орындау үшін саладағы стандарт болып табылады. Бұл пешілер қыздырылған ауа немесе азот газын арнайы тесіктер арқылы PCB бетіне біркелкі жылу энергиясын беру үшін қолданады. Азот атмосферасы бар пешілер рефлоу қолданысы кезінде тотығуды азайтады, бұл әсіресе жинақталған компоненттер мен BGA-лар үшін маңызды, өйткені олардың қосылуын жинақтаудан кейін тексеру қиын болады. Көп аймақты конвекциялық пешілер инженерлерге әрбір аймақты жеке реттеуге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде рефлоу қолданысын ең тиімді түрде оптимизациялауға болады.
Булану фазасы және инфрақызыл рефлоу әдістері
Буын фазасында қайта балқыту — қайта балқыту арқылы дәнекерлеу процестерінің кеңірдегі отбасындағы альтернативті тәсіл. Ол PCB-ны қыздыру үшін сұйықтың буындағы жасырын жылуын пайдаланады, ол өте біркелкі температура таратуын қамтамасыз етеді. Бұл әдіс әртүрлі жылу массасы бар компоненттерден тұратын күрделі жинақтарды қайта балқыту процестері үшін маңызды, себебі конвекциялық пештер барлық аймақтарды біркелкі қыздыруда қиындыққа ұшырайды. Инфрақызыл қайта балқыту әдісі ескіріп қалғанымен, құны төмен немесе төмен көлемді қолданыстар үшін әлі де кейбір қайта балқыту арқылы дәнекерлеу процестерінде қолданылады, бірақ тақтадағы әртүрлі материалдарға таңдалған қыздыру әсерлерін мұқият бақылауды талап етеді.
Қайта балқыту арқылы дәнекерлеу процестеріндегі жиі кездесетін ақаулықтар мен сапаны бақылау
Қайта балқыту ақаулықтарын анықтау және олардың пайда болуын болдырмау
Ақаулықтарды болдырмау — рефлоу қосылу процестерінің орталық мәселесі болып табылады. Томбстоунинг — компоненттің бір падда тік қалыпта тұруы — рефлоу қосылу процестері кезінде кіші пассивті компоненттерге тең емес жылған күштерін туғызғанда пайда болады. Бұл әдетте тепе-теңдіксіз пад дизайндары немесе қалыпты емес паста түсірілуінен туындайды. BGA қораптарындағы «басы дәрігердің жастығында» ақаулығы — рефлоу қосылу процестері қатты иілу немесе жеткіліксіз шың температурасы салдарынан толық қосылуға жетпегенде пайда болады. Қосылу аралығы — артық паста көлемі мен рефлоу қосылу процестерінің балқыған қосылуды пад шекарасынан тыс ығытуы нәтижесінде пайда болады.
Автоматтандырылған оптикалық бақылау (АОБ) және рентген-сәулелік бақылау — рефлоу пайындау процестерінің нәтижесін бағалау үшін қолданылатын стандартты құралдар. АОБ көрінетін қосылыс геометриясын зерттейді және беттік ақаулықтарды тез анықтайды. Рентген-сәулелік бақылау компоненттің денесінің астында жасырылған қосылыстары бар аймақтық массивтік қораптармен жұмыс істеген кезде рефлоу пайындау процестері үшін маңызды болып табылады. Екі бақылау әдісін біріктіру автомобиль, медициналық және әуе-ғарыш электроникасын өндіру сияқты салалардың сапа стандарттарына сай рефлоу пайындау процестерін қамтамасыз етеді.
Процесті оптимизациялау стратегиялары
Қайта балқыту арқылы дайындалатын пайдалану процестерін үнемі жақсарту үшін толық өндіріс сериясына кірмей тұрып әр жаңа плата дизайнын профилдеу керек. Термопара болатын профилдеу платаларын қолдана отырып, инженерлер қайта балқыту процесінің нақты температуралық профиліне сәйкестігін тексеру үшін бірнеше орындағы нақты температураны өлшейді. Паста тексеру деректері мен AOI нәтижелеріне статистикалық процес бақылауын қолдану ақаулардың шығымға әсер етуіне дейін олардың заңдылықтарын анықтауға көмектеседі. Ең жоғары нәтиже беретін қайта балқыту процестері — бұл жылулық профильді басқаруды өзгерістерге ұшыраған кезде (плата дизайны, компоненттердің құрамы немесе қорытпаның сапасы өзгерген кезде) жаңартылатын «тірі құжат» ретінде қарастыратын процестер.
Жиі қойылатын сұрақтар
Қайта балқыту арқылы дайындалатын пайдалану процестеріндегі ұстап тұру аймағының мақсаты қандай?
Рефлоу-пайындағы ылғалдану аймағы екі негізгі қызмет атқарады: барлық тақтаның жинақталуы бойынша температураны теңестіреді және паялдық қоспаның флюсын белсендіреді. Дұрыс флюс белсендіруі тақтаның бетіндегі тотығуды және компоненттердің өткізгіштерін жояды, сондықтан тақта рефлоу пайының ең жоғарғы аймағына кіргенде таза паялдық қосылыстары пайда болады. Рефлоу-пайындағы ылғалдану аймағын өткізу немесе қысқарту жиі паялдық қосылыстарында нашар ылғалдану мен қуыс пайда болуының жиілігін арттырады.
Қорғасыз паялдық қоспа рефлоу-пайын қалай әсер етеді?
Қорғасынсыз қолданылатын қоспалардың рефлоу қосылу процесінде пайдаланылатын шың температуралары дәстүрлі қорғасын-қалайы қоспаларға қарағанда жоғары болуы тиіс. Бұл компоненттер мен PCB негіздеріне қосымша жылулық кернеу тудырады, сондықтан дәл жылулық профильді құру тағы да маңызды болып табылады. Қорғасынсыз қоспаларды қолданатын рефлоу қосылу процестері толық сұйықтық күйге жету мен жылуға сезімтал құрылғыларға зиян келтірмеу арасында теңдік орнатуы керек. Жоғары температурада тотығуды болдырмау үшін қорғасынсыз рефлоу қосылу процестерінде азот атмосферасы бар пештер жиі қолданылады.
Рефлоу қосылу процестерін тесікті компоненттер үшін қолдануға бола ма?
Иә, интрузивті рефлоу немесе «құбыр ішіне паста» деп аталатын әдіс арқылы беттік орнатылатын бөлшектермен қатар кейбір өткізгіштік тесікті компоненттерді бір пеш өтісінде рефлоу қолданып дайындауға болады. Компоненттерді орнатуға дейін құбыр ішіне қолданылатын қалайы қоспасы басылады, содан кейін рефлоу қолданысы қоспаны ерітеді және қосылу құрылады. Бұл әдіс рефлоу температурасына төзімді өткізгіштері бар қосқыштар мен басқа өткізгіштік тесікті бөлшектер үшін жақсы жұмыс істейді, өндірісті жақсартып, толқынды қолданып қосу операцияларының қажеттілігін азайтады.