PCBA-Technologie - SMT zur Mischmontage von bleifreiem und bleifreiem BGA

1 Einleitung

Die SMT bleifreies Verfahren wurde weit verbreitet, aber das bleihaltige Verfahren wird immer noch in der militärischen Elektronikfertigung verwendet, aber die Komponenten können nicht mit Blei gekauft werden. Es gibt ein Phänomen der Koexistenz von Blei und Bleifrei. Zur Zeit, Ich habe alles Blei/Bleifreie BGA-Geräte werden häufig in der Gelenkmontage eingesetzt, und weil sich der Schmelzpunkt bleifreier Lötkugeln von dem bleifreier Lötkugeln unterscheidet, zum Beispiel, Der Schmelzpunkt von bleifreiem BGA unter Verwendung von Sn-Ag-Cu Legierung ist 217 Grad Celsius höher, Sn63-37Pb Der Schmelzpunkt der Lötkugel des legierten bleihaltigen BGA beträgt 183 Grad Celsius. Wenn die Temperaturkurve von Sn63-37Pb Lot verwendet wird, Die Spitzentemperatur beträgt im Allgemeinen 210～230 Grad Celsius. Vorausgesetzt, die Spitzentemperatur eines PBGA beträgt 220 Grad Celsius, Die Sn-37Pb Lötpaste, die auf dem Pad gedruckt wird, beginnt bei 183 Grad Celsius zu schmelzen. Zur Zeit, die Sn-Ag-Cu-Lötkugeln des bleifreien PBGA nicht geschmolzen sind; wenn die Temperatur auf 220° Celsius ansteigt, Die Temperatur beginnt entsprechend dem Bleiprozess zu sinken Das Löten ist beendet, und die bleifreien Lötkugeln sind gerade geschmolzen. Obwohl der Nennschmelzpunkt der Sn-Ag-Cu-Legierung 217 Grad Celsius beträgt, in der Tat, Die Sn-Ag-Cu-Legierung ist keine echte eutektische Legierung. Der Temperaturbereich der Liquiduslinie beträgt 216～220 Grad Celsius. Daher, Die Temperatur am Ende des Bleiprozesses Kühlung und Erstarrung ist genau dann, wenn die bleifreie Sn-Ag-Cu Lötkugel gerade geschmolzen ist, und es befindet sich in einem Pastenzustand, in dem sowohl feste als auch flüssige Phasen koexistieren. Wenn die Lötkugel schmilzt, aufgrund der Schwerkraft des Gerätes, die Lötkugel beginnt zu sinken. Während des Sinkens der Vorrichtung, Es gibt eine leichte Vibration oder leichte Verformung der Leiterplatte, die ursprüngliche Lötschnittstelle an der Seite der PBGA-Komponente zerstört, und kein neues Schnittstellenmetall kann gebildet werden. Die Zwischenlegierungsschicht verursacht wahrscheinlich einen Ausfall des PBGA und einer Seite der Lötstelle. Aus dem oben genannten, Es ist ersichtlich, dass die Temperatureigenschaften der beiden Löte im Blei berücksichtigt werden sollten./bleifreies Mischmontageverfahren, und das kleine Prozessfenster ist schwieriger.

Um zuverlässige Schweißprodukte in gemischter Montage zu erhalten, sollten Sie sich nicht nur auf die Montage- und Schweißverbindungen konzentrieren, sondern sollten von der Vorderseite, Mitte und Rückseite der Baugruppe beginnen, um die gesamte Prozesssteuerung zu stärken, sie je nach spezifischer Situation unterschiedlich zu behandeln und den Montageproduktionsplan rechtzeitig zu modulieren, um ihn mehr Relevanz zu machen. damit zuverlässige Produkte erhalten werden können. Im Folgenden wird ein Prozesstest als Beispiel genommen und jeweils die Punkte aufgelistet, die beachtet werden sollten, um die Kontrolle in jedem Link zu stärken.

2 Verfahrensprüfung

2.1 Einführung in den Test

Es gibt zwei Situationen für die Mischmontage von bleifreiem BGA. Eines ist, dass die Anzahl der bleifreien Geräte die Mehrheit ist, oder es gibt große bleifreie BGA-Geräte, und die kompatible Lötprozesskurve wird zum Löten verwendet, die die bleifreie Prozesskurve ist. Erhöhen Sie die Temperatur angemessen auf der Grundlage von, so dass die Spitzentemperatur im Bereich von 230-235 Grad Celsius gesteuert wird, so dass die bleifreie BGA-Vorrichtung nicht beschädigt wird, während die Reflow-Temperatur für die bleifreie BGA-Vorrichtung erfüllt wird, um ein besseres Löten zu erzielen; Die zweite ist die Anzahl der bleifreien Vorrichtungen In den meisten Fällen und die bleifreie BGA Vorrichtung ist klein in der Größe, kann die bleifreie Vorrichtung durch den Kugelpflanzprozess in eine bleifreie Vorrichtung umgewandelt werden, und dann kann die bleifreie Prozesskurve zum Löten verwendet werden.

In diesem Experiment, Es werden zwei Arten von Testplatinen verwendet: PCB 2, PCB4, die size of the test board ist 100*150 mm, Das Gerät verwendet Sn63-37Pb Zinn-Blei und Sn-Ag-Cu Lötkugel Material bleifreie PBGA Dummy Sheet, the Leiterplattendicke is 1.6 mm.

2.1.1 Auswahl der Prüftafel

2.1.2 Gerätesituation

PCB2: D2, D3, D5 sind bleifreie Dummy-Blätter, und D1 und D6 sind bleifreie Dummy-Blätter zum Löten nach dem Einpflanzen von Kugeln.

PCB4: D2, D3, D7 sind bleifreie Dummy-Blätter, D1, D5, D6 und D8 sind bleifreie Dummy-Blätter.

2.2 Vorbereitung vor der Montage

Die Leiterplatte und das BGA-Gerät selbst sollten vor der Montage überprüft werden. Die spezifischen Inspektionsinhalte sind wie folgt:

(1) Printed Board: Es sollte keine offensichtliche Verzug auf der Brettoberfläche sein; Es sollte kein Kurzschluss oder offener Stromkreis auf dem Pad geben; Es sollte keine Zeichen, Lötmaske und andere Verschmutzung auf dem Pad sein; für schwere Oxidation, schlechte Verarbeitungsqualität und schwere Oberflächenverschmutzung Und Leiterplatten mit anderen Qualitätsproblemen können nicht als unqualifizierte Produkte montiert und behandelt werden (wie in Abbildung 2 gezeigt); Für Leiterplatten mit schmutzigen Oberflächen mit saugfähigen Wattebauschen, die vor dem Löten in absolutes Ethanol getaucht sind, trocken drücken. Nach der Reinigung 2~3 Mal, um sicherzustellen, dass die Oberfläche der Leiterplatte vor dem Löten sauber und sauber ist.

(2) BGA-Komponenten: Die zu montierenden BGA-Komponenten unterscheiden sich von bleifrei und die BGA-Lötkugeln werden auf Oxidation und Defekte überprüft.

2.3 Montage

(1) Um die negativen Auswirkungen zu beseitigen, die durch die Verdampfung von Feuchtigkeit in der Schweißhochtemperatur verursacht werden, ist es notwendig, die BGA-Geräte und -Platten vorzubacken. Die spezifische Methode ist: Legen Sie das BGA-Gerät in einen Ofen bei 120 Grad Celsius für 48 h; Druckplatte 110 Grad Celsius, 4 h.

(2) Beim Drucken von Lötpaste sollte die Lötpaste mehr als 75% der Fläche des Pads abdecken, und die Oberfläche der Lötpaste sollte glatt, gleichmäßig, ohne Hohlräume und nicht mit Kurzschluss der benachbarten Pads verbunden sein und nicht am Substrat um die Pads kleben. Und die Wartezeit zwischen dem Druck der Lötpaste und dem Reflow-Löten wird innerhalb von 2 h gesteuert.

(3) Schweißkurve einstellen

Es ist zu beachten, dass die unten aufgeführten Parameter der Schweißprozesskurve während der Prüfung der in diesem Test verwendeten Leiterplatte erhalten werden. In der Produktion sollte es auf der tatsächlichen Brettsituation basieren: wie Plattengröße, Anzahl der Schichten, Gerätetypen, Anzahl der Komponenten, Verteilung usw. werden umfassend betrachtet, um die Schweißkurve einzustellen und einzustellen.

Für iPCB, Die Anzahl der bleifreien BGA-Geräte auf der Platine ist größer als die Anzahl der bleifreien BGA-Geräte, Überlegen Sie also, die Kompatibilitätskurve für das Löten einzustellen, und die Parameter nach mehreren Tests und Anpassungen der Kurve bestimmen