Technologie PCB - Analyse du processus de refroidissement par soudage des composants PCB

Analyse du processus de refroidissement de la soudure d'assemblage de PCB analyse du processus de refroidissement de la soudure d'assemblage de PCB parle principalement de l'analyse du processus de dissipation de chaleur de la soudure d'assemblage de PCB. Ci - dessous, jetez un coup d'œil à ce que les ingénieurs en électronique de centenaire ont présenté en détail.

(1) soudage des composants PCB de la température de pointe au point de congélation.

Cette zone est une zone de phase liquide, une vitesse de refroidissement trop lente équivaut à prolonger le temps au - dessus de la ligne de phase liquide, ce qui non seulement épaissit rapidement l'IMC, mais nuit également à la formation de la microstructure du point de soudure et a une grande influence sur la qualité du point de soudure. Par exemple, lorsqu'un matériau sans plomb Sn - Ag - Cu est soudé avec des plots de PCB imprégnés d'un revêtement SN ou Cu / OSP, une vitesse de refroidissement plus lente augmentera la production d'ag3sn et de cu6sn5; Les soudures Sn - Ag - Cu et les Plots enig peuvent faciliter la formation de nisn4. Une vitesse de refroidissement plus rapide favorise la réduction de la vitesse de formation de l'IMC.

Un refroidissement rapide au voisinage du point de solidification (entre 220°C et 200°C) permet de réduire la plage de temps de plasticité lors de la solidification de la soudure amorphe sans plomb. Par example, une soudure Sn - Ag - Cu a un point de fusion compris entre 20°C et 216°c et une plage de temps de plasticité très courte. La solidification par refroidissement rapide favorise la formation de fines particules cristallines et la structure la plus dense, favorisant l'amélioration de la résistance des points de soudure SMT. La réduction du temps d'exposition des plaques d'assemblage de PCB à des températures élevées est également bénéfique pour réduire les dommages aux composants chauds.

Certaines études ont mené une série d'expériences de processus sur diverses rampes de refroidissement, dont l'une était telle; Les plaques d'assemblage spécifiques sont divisées en deux groupes et soudées à reflux en utilisant deux vitesses de refroidissement différentes. Les vitesses de chauffage et les temps de préchauffage des deux premières zones de température de ces deux groupes sont exactement les mêmes, sauf que deux vitesses de refroidissement complètement différentes sont utilisées dans la zone liquide. Le premier groupe utilise un refroidissement lent, le second un refroidissement rapide, puis une comparaison est effectuée.

Comme le montre le tableau, dans la zone de phase liquide, un refroidissement rapide peut réduire le temps de phase liquide, réduire la différence de température (t) entre les plus grands et les plus petits composants de la surface du PCB et inhiber la vitesse de croissance de l'IMC.

Expliquer la théorie selon laquelle un refroidissement rapide de la zone liquide peut réduire les composants les plus grands et les plus petits de la surface du PCB: dans le cas d'un refroidissement rapide, l'énergie thermique est dispersée dans le four, mais reste rarement dans la plaque d'assemblage, ce qui permet un refroidissement rapide de la plaque d'assemblage, Et il n'y a pas simultanément de phénomène de rétention des lignes thermiques internes dans la plaque. Pour un refroidissement lent, l'énergie thermique résiduelle dans les plaques Assemblées sera libérée dans l'environnement, et les plaques assemblées et les pièces apparemment refroidies continueront à être chaudes pendant un certain temps par rapport au refroidissement rapide. Bien que le t entre les deux courbes ne soit que de 1°C, il a également un certain impact sur la fenêtre de processus sans plomb des composants de PCB.

En outre, il est à noter que le refroidissement rapide augmente les contraintes internes sur les points de soudure, ce qui peut entraîner des fissures et des fissures de composants sur les points de soudure des puces SMT. Le coefficient de dilatation thermique (CTE) ou les propriétés thermiques sont très variables en raison des différents matériaux utilisés dans le processus de soudage (différentes soudures, matériaux PCB, alliages Cu, ni, Fe - ni), par example un Cte de 15,5 ½ 17,1 * 10 pour Sn - Ag - Cu moins la puissance quadratique / degré Celsius, 21 PPM / degré Celsius pour Sn - Pb - Cte et 5 ppm / degré Celsius pour céramique cte, Le matériau PCB fr - 4 a un cte horizontal de 11½ 15 * 10 moins six carrés / degré Celsius, un cte vertical de 60 - 80 PPM / °C et un cte également de 60 - 80 PPM / °C pour la résine époxy. Ainsi, lorsque le point de soudure se solidifie, les défauts de soudage tels que la rupture du revêtement de trou métallisé PCB en raison de la fissuration du matériau concerné. La vitesse de refroidissement de l'alliage Sn - Ag - Cu depuis sa température de pointe jusqu'à son point de solidification (245½217°c) est généralement contrôlée à - 2½ - 6°c / S.

(2) du point de solidification (point de solidification) proche ou inférieur à celui de l'alliage de soudure jusqu'à 100 °C.

Il faut trop de temps pour passer du fil d'alliage de soudure (le point de solidification de l'alliage Sn - Ag - Cu est de 216 degrés Celsius) à 100 degrés Celsius. D'une part, il augmentera l'épaisseur de l'IMC. Bi - Coated Lead - free Components) peuvent être polarisés en raison de la formation de dendrites, ce qui peut facilement conduire à des défauts de décollement des points de soudure. Pour éviter la formation de dendrites, le refroidissement doit être accéléré, la vitesse de refroidissement de 216 ½ 100 degrés Celsius étant généralement contrôlée à - 2 ½ - 4 degrés Celsius / S.

(3) La température de sortie du four de soudage à reflux est de 100 °C.

La principale considération est la protection de l'opérateur, la température de sortie étant généralement inférieure à 60°C. Différents fours ont différentes températures de sortie. Les appareils avec des vitesses de refroidissement élevées et de longues zones de refroidissement ont des températures de sortie nt plus basses. En outre, la communauté théorique croit que l'épaisseur de l'IMC augmente pendant le vieillissement des points de soudure sans plomb. Ainsi, si le temps de passage de 100°C à la sortie du four de reflux est trop long, l'épaisseur de l'IMC augmentera légèrement.

En bref, la vitesse de refroidissement a un impact important sur la qualité du soudage de l'assemblage de PCB. En raison de la microstructure interne des points de soudure et des défauts dans les points de soudure, les composants et les cartes de circuits imprimés, ils ne peuvent pas être détectés par une inspection visuelle. Cela affectera la fiabilité à long terme des produits électroniques. Il est donc très important de contrôler le refroidissement; En particulier pour la soudure amorphe sans plomb, la vitesse de refroidissement doit être strictement contrôlée. C'est tout ce qu'il y a à savoir sur l'analyse du processus de refroidissement de soudage de PCB Assembly, merci pour la lecture.