„Zona de reținere” și „Zona de refluere” în lipirea SMT: Ghid de configurare a curbei de temperatură NeoDen IN6

Introducere

Mulți ingineri de cercetare și dezvoltare sau personal de producție nou la asamblarea SMT se confruntă adesea cu defecte de lipire, cum ar fi reflow incomplet, tombstoneing, decolorarea PCB sau cocsificare cu flux. Acest articol combinăManual de utilizare cuptor NeoDen IN6 reflowcu caracteristicile sale hardware pentru a explica cum să îmbunătățiți eficient randamentul procesului prin configurarea corectă a parametrilor de înmuiere și reflux.

Rolurile de proces ale „zonei de înmuiere” și „zonei de refluere”

Pentru a calibra parametrii corespunzători de temperatură, trebuie să înțelegeți mai întâi modificările fizice și chimice care apar în pasta de lipit în diferite zone de temperatură.

1. Zona de înmuiere: Echilibrul termic și activarea fluxului

Conform modelului teoretic din manualul de utilizare NeoDen IN6, zona de înmuiere urmează de obicei zona de preîncălzire și precede punctul de topire. Pentru pasta de lipit fără plumb-standard, această zonă este setată în general între 150 de grade și 190 de grade . În această etapă, PCB trece prin două procese cheie:

• Reducerea toleranței termice a plăcii:Un PCB conține nu numai rezistențe și condensatori minuscule (cum ar fi componentele 0402), ci și componente care absorb-caldura, cum ar fi capacele de ecranare sau cipurile BGA. Zona de înmuiere permite întregii plăci să rămână la această temperatură timp de 60-120 de secunde, permițând componentelor mari să absoarbă complet căldura, minimizând diferențele laterale de temperatură și pregătind placa pentru intrarea în zona de reflow.
• Activarea fluxului:Fluxul începe să se activeze la 150 de grade, umezind plăcuțele și cablurile și îndepărtând stratul de oxid de pe suprafețele metalice. Dacă timpul de păstrare izotermă este prea scurt, fluxul nu va reacționa complet, rezultând goluri sau umezire slabă. Dacă timpul izoterm de stație este prea lung, fluxul se va evapora prematur, provocând oxidarea secundară a metalului și ducând la îmbinări de lipit la rece sau cocsificare.

2. Zona de refluere: formarea îmbinărilor de lipit fiabile

Zona de reflux este zona cu cea mai ridicată temperatură din interiorul cuptorului. Punctul de topire teoretic al SAC305 este de 217 grade; odată ce substratul intră în această zonă, temperatura acestuia depășește rapid punctul de topire, atingând o temperatură de vârf de 240-250 de grade.

• Formarea stratului IMC:Lipitura lichidă reacționează cu substratul de cupru pentru a forma compuși intermetalici (stratul IMC, cum ar fi Cu6Sn5). Grosimea ideală a stratului IMC trebuie controlată între 1 și 3 micrometri pentru a asigura rezistența mecanică și fiabilitatea electrică a îmbinărilor de lipit.
• Timp de reținere a lichidului (TAL):Timpul în care PCB rămâne la sau peste 217 grade ar trebui de obicei controlat între 45 și 90 de secunde. Temperaturile de vârf excesiv de ridicate sau TAL excesiv de lung vor avea ca rezultat un strat IMC prea gros (depășind 5 micrometri), ceea ce face ca îmbinarea de lipire să devină fragilă. Dacă temperatura sau timpul sunt insuficiente, IMC-ul nu se va forma corespunzător, ceea ce poate duce cu ușurință la îmbinări de lipit la rece.

Ghid de configurare a parametrilor NeoDen IN6

NeoDen IN6Cuptorul de reflow are un design cu 6 zone de încălzire (3 superioare și 3 inferioare). În combinație cu convecția completă cu aer cald-și plăci de încălzire din aliaj de aluminiu, poate controla variațiile laterale ale temperaturii până la ±1 grad . Panoul de control acceptă 16 seturi de profiluri de temperatură programabile.

• Sfaturi pentru -parametrii de reglare fină:După activarea „Control dinamic de preîncălzire” pe sistemul IN6, echilibrul termic este atins în aproximativ 25 de minute, cu o precizie de control al temperaturii de ±0,2 grade. Banda transportoare permite reglarea vitezei de la 5 la 30 cm/min. Având în vedere că lungimea netă a camerei de încălzire este de 680 mm, timpul total în cuptor (min) este calculat ca 68,0 cm/viteza benzii transportoare (cm/min). Când se testează plăci cu mai multe straturi de înaltă densitate și se constată că zona de temperatură constantă este prea scurtă, cea mai convenabilă metodă de ajustare este reducerea vitezei benzii transportoare cu 1–2 cm/min pe ecranul tactil, extinzând astfel proporțional timpul de absorbție a căldurii substratului în fiecare zonă setată, fără a modifica în mod individual valoarea temperaturii în cuptor.

Depanarea defectelor comune și întreținerea de rutină

Pe baza tabelului de analiză a defectelor de lipire din manualul original al producătorului, problemele legate de parametrii procesului pot fi identificate și corectate prin analizarea aspectului îmbinărilor de lipit după ce acestea ies din cuptor.

1. Contramăsuri pentru defecțiuni

• Carbonizarea fluxului și îngălbenirea îmbinărilor de lipit:Indică supraîncălzirea în cuptor. Acest lucru este cauzat în mod obișnuit de o setare a temperaturii de vârf care este prea mare în zona de reflux sau de o viteză prea mică a benzii transportoare, ceea ce are ca rezultat un timp de permanență excesiv. Soluția este creșterea vitezei benzii transportoare sau scăderea temperaturii setate.
• Îmbinări de lipit la rece sau îmbinări de lipire incomplete:Aceasta indică o absorbție totală insuficientă de căldură în cameră sau un „efect de umbră a aerului fierbinte” cauzat de componente cu volum mare-. Soluția este să reduceți mai întâi viteza transportorului pentru a prelungi timpul de încălzire. dacă există încă puncte moarte localizate, creșteți în mod corespunzător proporția zonei de încălzire inferioară pentru a atenua efectul de umbră utilizând diferența de temperatură dintre partea de sus și de jos.

2. Instrucțiuni pentru întreținerea hardware-ului în stare stabilă-

Stabilitatea-de control al temperaturii pe termen lung a asistem complet de lipit-fierbinte-aer reflowdepinde de întreținerea corectă a hardware-ului.

• Ungerea rulmenților de antrenare:Deoarece interiorul cuptorului este expus în mod constant la-radiații de temperatură ridicată, uleiul de lubrifiere obișnuit tinde să se carbonizeze și să formeze depuneri, provocând griparea rulmenților. Rulmenții gripați pot provoca vibrarea centurii de plasă. în timpul scurt în care pasta de lipit este într-o stare eutectică lichidă, chiar și vibrațiile ușoare pot provoca cu ușurință deplasarea componentelor sau deteriora structura fragilă IMC. Manualul necesită în mod explicit aplicarea periodică a uleiului de lubrifiere-înaltă. Se recomandă întreținerea rulmenților la fiecare 100 de ore de funcționare folosind unsoare pentru temperatură înaltă de 300 de grade sau mai mare.
• Întreținerea sistemului de filtrare a fumului:Durata de viață standard a cartuşului de filtru cu cărbune activ-încorporat este de 8 luni. Un cartuş filtrant saturat sau înfundat va cauza o presiune inversă crescută în conducta de aer şi o scădere a vitezei fluxului de aer cald în interiorul camerei. Acest lucru nu numai că are ca rezultat o distribuție neuniformă a căldurii, ci și ca algoritmul de control al temperaturii PID al microprocesorului să răspundă lent, ceea ce duce la fluctuații ale curbei de temperatură. Pentru a înlocui cartușul filtrului, pur și simplu scoateți cele 12 șuruburi din spatele echipamentului.

Concluzie

Calibrarea corectă a parametrilor pentru zona de temperatură constantă-și zona de reflux este fundamentală pentru a asigura fiabilitatea îmbinărilor de lipit SMT. Prin pârghieNeoDen IN6 Arhitectura hardware cu mai multe-temperaturi-zone și sistem de control al temperaturii, standardizând gradienții de temperatură și vitezele benzii transportoare și respectând cu strictețe inspecțiile zilnice ale echipamentelor, puteți controla eficient fluctuațiile procesului și puteți îmbunătăți randamentul de lipire în timpul producției de probă de loturi mici-.