BGA Rework -profiilit

BGA-reworkin on asetettava lämpötilakäyrä eri juotospastakäyrien mukaan, jotta tyynyn lämpötilakäyrä on lähellä juotospastan käyrää. Yleensä käytetään (kuvassa 1) esitettyä usean lämpötilan vyöhykkeen lämmitysmenetelmää ja lämpötilakäyrä jaetaan esilämmitysvyöhykkeeseen, aktiiviseen vyöhykkeeseen, uudelleenvirtausvyöhykkeeseen ja jäähdytysvyöhykkeeseen.

                                                      Kuva 1

1. esilämmitysalue

Esilämmitysvaihe (esilämmitysvaihe), jota kutsutaan myös kaltevuusalueeksi, nostaa lämpötilan ympäristön lämpötilasta juotteen aktivointilämpötilaan, tuhoaa metallioksidikalvon ja puhdistaa juotosjauheen pinnan, mikä edistää juotteen ja juotteen tunkeutumista juotosliitoksen seoksen muodostuminen. Tämän alueen lämpötilan nousunopeutta tulee säätää sopivalla alueella. Jos se on liian nopea, tapahtuu lämpöshokki ja alusta ja laitteet voivat vaurioitua; jos se on liian hidas, PCB:llä ei ole tarpeeksi aikaa saavuttaa aktiivista lämpötilaa, mikä johtaa riittämättömään liuottimen haihtumiseen. , jotka vaikuttavat hitsauksen laatuun. Yleensä maksimilämpötilaksi määritetään 4 astetta/s, ja lämpötilan nopeus on yleensä 1-3 astetta/s.

2. aktiivinen alue

Aktiivinen vyöhyke (Soak-vaihe), jota joskus kutsutaan lämmönsuojavyöhykkeeksi, viittaa prosessiin, jossa lämpötila nousee 140 astetta 170 asteeseen. Päätarkoituksena on saada PCB-komponenttien lämpötila yleensä tasaiseksi ja minimoida lämpötilaero; mahdollistaa juoksutteen, tyynyn, oksidin poiston aktivoinnin juotepalloista ja komponenttien johtimista. Tämä alue muodostaa yleensä 33–50 prosenttia lämmityskanavasta, ja tämä vaihe kestää 40–120 sekuntia.

3. uudelleenvirtausalue

Reflow-vaiheen päätarkoitus on estää juotteen tai metallin hapettumisen jatkaminen, lisätä juotteen juoksevuutta, parantaa juotteen ja tyynyn välistä kostutuskykyä edelleen ja nostaa PCB-kokoonpanon lämpötilaa aktiivisesta lämpötilasta. suositeltuun huippulämpötilaan. Refluksointi tässä vaiheessa ei saa olla liian pitkä, yleensä 30-60s korkeassa lämpötilassa. Lämpötila nousee 3 asteeseen/s, tyypillinen huippulämpötila on yleensä 205-230 astetta ja aika huipulle on 10-20 s. Eri juotteiden sulamispistelämpötila on erilainen, kuten 63Sn37Pb on 183 astetta C ja 62Sn/36Pb/2Ag 179 astetta C, joten juotospastan suorituskyky tulee ottaa huomioon parametreja asetettaessa. Aktivointilämpötila on aina hieman alhaisempi kuin lejeeringin sulamispistelämpötila ja huippulämpötila on aina sulamispisteessä.

4. jäähdytysalue

Jäähdytysvaihe (jäähdytysvaihe), juotospastan tässä osassa oleva tina-lyijyjauhe on sulanut ja täysin kastunut liitettävän pinnan, se tulee jäähdyttää mahdollisimman nopeasti, mikä auttaa saamaan kirkkaita juotosliitoksia, ja hyvä eheys ja alhainen kosketuskulma. Liian nopea jäähdytys johtaa kuitenkin liian korkeaan lämpötilagradienttiin komponentin ja alustan välillä, mikä johtaa lämpölaajenemishäiriöön, mikä johtaa juotosliitoksen ja tyynyn halkeamiseen ja alustan muodonmuutokseen. Yleensä suurin sallittu jäähdytysnopeus määräytyy komponentin lämmönvasteen mukaan. Riippuu iskunsietokyvystä. Yllä olevien tekijöiden perusteella jäähdytysnopeus jäähdytysvyöhykkeellä on yleensä noin 4 astetta/s.

Kuvassa 1 esitetty käyrä on erittäin laajalti käytetty ja sitä voidaan kutsua lämmitys-pitotyyppiseksi käyräksi. Juotospasta kohoaa nopeasti alkulämpötilasta tiettyyn esilämmityslämpötilaan, joka on alueella 140-170 astetta, ja säilyttää sen noin 40-120 s lämmönsäilytyksenä. vyöhyke, kuumene sitten nopeasti takaisinvirtausvyöhykkeelle ja lopuksi jäähtyy nopeasti ja mene jäähdytysvyöhykkeelle viimeistelemään juotos.

Reflow-profiili on avain BGA-juotoksen laadun varmistamiseksi. Ennen uudelleenvirtauskäyrän määrittämistä se on selvitettävä: eri metallipitoisuuksilla juotospastalla on erilaiset lämpötilakäyrät. Ensinnäkin se tulee asettaa juotospastan valmistajan suositteleman lämpötilakäyrän mukaan, koska juotospastassa oleva juoteseos määrää sulamispisteen ja virtaus lämpötilakäyrän. Aktivointilämpötila. Lisäksi juotospastan käyrä tulee säätää paikallisesti materiaalityypin, paksuuden, kerrosten lukumäärän ja piirilevyn koon mukaan.

BGA-rework-aseman lämpötilansäätöjärjestelmän on varmistettava, että uudelleentyöstettävät komponentit, ympäröivät komponentit tai komponentit ja piirilevylevyt eivät pääse vaurioitumaan purkamisen ja juottamisen aikana. Reflow-juotoslämmitysmenetelmät voidaan yleensä jakaa kahteen tyyppiin: kuumailmalämmitys ja infrapunalämmitys. Kuumailmalämmitys on tasaista pienellä alueella ja paikallista kylmää aluetta tulee olemaan suurella alueella; vaikka infrapunalämmitys on tasaista suurella alueella, haittana on, että kohteen värin syvyyden vuoksi absorboitunut ja heijastuva lämpö ei ole tasaista. BGA-rework-työaseman rajoitetun tilavuuden vuoksi sen lämpötilansäätöjärjestelmän on omaksuttava erityinen rakenne.