PCB Tecnico - Analisi del processo di raffreddamento della saldatura di assemblaggio PCB

Analisi del processo di raffreddamento della saldatura dell'assemblea PCB L'analisi del processo di raffreddamento della saldatura dell'assemblea PCB parla principalmente dell'analisi del processo di raffreddamento della saldatura dell'assemblea PCB. Di seguito, vedere il contenuto specifico introdotto dagli ingegneri elettronici Baiqiancheng.

(1) saldatura di assemblaggio PCB dalla temperatura di picco al punto di congelamento.

Questa area è la zona di fase liquida e una velocità di raffreddamento troppo lenta equivale a prolungare il tempo sopra la linea liquida, che non solo farà addensare rapidamente l'IMC, ma anche non favorisce la formazione della microstruttura del giunto di saldatura e ha un grande impatto sulla qualità del giunto di saldatura. Ad esempio, quando si saldano materiali Sn-Ag-Cu privi di piombo con pad PCB impregnati di rivestimento Sn o Cu / OSP, una velocità di raffreddamento più lenta aumenterà la produzione di Ag3sn e Cu6Sn5; Sn-Ag-Cu saldatura e cuscinetti ENIG Può promuovere la formazione di NiSn4. Una velocità di raffreddamento più veloce è utile per ridurre la velocità di formazione di IMC.

Il raffreddamento rapido vicino al punto di congelamento (tra 220°C e 200°C) è utile per ridurre l'intervallo di tempo di plasticità durante la solidificazione di saldature non eutettiche senza piombo. Ad esempio, il punto di fusione della saldatura Sn-Ag-Cu è compreso tra 20 ° C e 216 ° C e l'intervallo di tempo di plasticità è breve. Il raffreddamento e la solidificazione rapidi favoriscono la formazione di particelle sottili di cristallo e la struttura più densa, che favorisce il miglioramento della resistenza dei giunti di saldatura SMT. Ridurre il tempo in cui la scheda di montaggio PCB è esposta ad alte temperature è anche utile per ridurre i danni ai componenti termici.

Alcuni studi hanno fatto una serie di esperimenti di processo su vari pendii di raffreddamento, uno dei quali è così; una scheda di montaggio specifica è divisa in due gruppi e due diverse velocità di raffreddamento sono utilizzate per la saldatura a riflusso. La velocità di riscaldamento e il tempo di preriscaldamento delle prime due zone di temperatura di questi due gruppi sono esattamente gli stessi, tranne che due velocità di raffreddamento completamente diverse sono utilizzate nella zona liquida. Il primo gruppo adotta il raffreddamento lento, il secondo gruppo adotta il raffreddamento rapido e poi confrontato.

Si può vedere dalla tabella che nella zona di fase liquida, il raffreddamento rapido può accorciare il tempo di fase liquida, ridurre la differenza di temperatura (T) tra i componenti più grandi e più piccoli sulla superficie del PCB e inibire il tasso di crescita di IMC.

Spiegata la teoria che il raffreddamento rapido della zona liquida può ridurre i componenti più grandi e più piccoli sulla superficie PCB: nel caso di raffreddamento rapido, l'energia termica viene dispersa nel forno, ma raramente rimane nel pannello di montaggio, in modo che il pannello di montaggio si raffreddi rapidamente, e non esiste allo stesso tempo Il fenomeno che le linee interne di energia termica rimangono nella scheda. Per il raffreddamento lento, l'energia termica residua nella piastra di montaggio verrà rilasciata nell'ambiente e, rispetto al raffreddamento rapido, la piastra di montaggio e i componenti apparentemente raffreddati continueranno a mantenere alte temperature per un periodo di tempo. Anche se la T tra le due curve è di solo 1°C, ha anche un certo impatto sulla finestra di processo senza piombo del gruppo PCB.

Inoltre, va notato che il raffreddamento rapido aumenterà lo stress interno dei giunti di saldatura, che può causare crepe nei giunti di saldatura del chip SMT e delle crepe dei componenti. A causa dei vari materiali (saldature diverse, materiali PCB, leghe di Cu, Ni, Fe-Ni) durante il processo di saldatura, il coefficiente di espansione termica (CTE) o le proprietà termiche variano notevolmente, per esempio, il CTE di Sn-Ag-Cu è 15.5～17.1 * 10 meno sesta potenza / grado Celsius, Sn-Pb CTE è 21ppm / grado Celsius, ceramica CTE è 5ppm / grado Celsius, Il materiale PCB FR-4 direzione orizzontale CTE è 11～15 * 10 meno sesto potere / grado Celsius, il CTE nella direzione verticale è 60-80 ppm /  ° C e il CTE della resina epossidica è anche 60-80 ppm /  ° C. Pertanto, quando il giunto di saldatura è solidificato, a causa della rottura dei materiali correlati, le fratture di placcatura del foro di metallizzazione PCB e altri difetti di saldatura. La velocità di raffreddamento della lega Sn-Ag-Cu dalla temperatura di picco al punto di congelamento (245～217 gradi Celsius) è generalmente controllata a -2～-6 gradi Celsius/s.

(2) Da vicino al punto di congelamento (punto di congelamento) della lega di saldatura a 100°C.

Ci vuole troppo tempo dal filo della lega di saldatura (il punto di congelamento della lega Sn-Ag-Cu è 216 gradi Celsius) a 100 gradi Celsius. Da un lato, aumenterà lo spessore di IMC. Componenti privi di piombo bicoperti) possono segregarsi a causa della formazione di dendriti, che possono facilmente portare a difetti di peeling dei giunti di saldatura. Per evitare la formazione di dendriti, il raffreddamento dovrebbe essere accelerato e la velocità di raffreddamento a 216～100 gradi Celsius è generalmente controllata a -2～-4 gradi Celsius/s.

(3) L'uscita del forno di riflusso è 100Â ° C.

La considerazione principale è quella di proteggere gli operatori, e la temperatura di uscita è generalmente richiesta per essere inferiore a 60°C. I forni differenti hanno diverse temperature di uscita. La temperatura di uscita nt dell'apparecchiatura con alta velocità di raffreddamento e lunga area di raffreddamento è più bassa. Inoltre, i teorici ritengono che lo spessore dell'IMC aumenterà durante il processo di invecchiamento dei giunti saldati senza piombo. Pertanto, se ci vuole troppo tempo da 100°C all'uscita del forno a riflusso, lo spessore dell'IMC aumenterà leggermente.

In breve, la velocità di raffreddamento ha un'influenza importante sulla qualità della saldatura di assemblaggio PCB. A causa della microstruttura interna dei giunti di saldatura e dei difetti dei giunti di saldatura, dei componenti e delle schede stampate, non possono essere rilevati dall'ispezione visiva. Ciò inciderà sull'affidabilità a lungo termine dei prodotti elettronici. Pertanto, è molto importante controllare il raffreddamento; specialmente per la saldatura amorfa senza piombo, la velocità di raffreddamento dovrebbe essere rigorosamente controllata. Questo è l'intero contenuto dell'analisi del processo di raffreddamento della saldatura di assemblaggio PCB, grazie per la lettura.