PCBA技術 - 鉛と鉛フリーBGAの混合集合体上のSMT

1はじめに

The SMT鉛フリープロセス 広く使われている, しかし、リードされたプロセスはまだ軍事エレクトロニクス製造分野で使われている, しかし、部品は鉛で買えない. 鉛と鉛フリーの共存現象がある. 現在, 私はすべてリードしている/鉛フリーのBGAデバイスは、一般的には、ジョイントアッセンブリ, 鉛フリーはんだボールの融点は鉛フリーはんだボールの融点とは異なるので, 例えば, Sn - Ag - Cu系鉛フリーBGAの融点は217℃以上である, Sn 63 - 37 Pb合金棒のはんだボールの融点は183℃である. Sn 63 - 37 Pbはんだの温度曲線を使用すると, ピーク温度は、通常210. PBGAのピーク温度が220℃であるとする, パッド上に印刷されたSn−37 Pbはんだペーストに温度が上昇すると183℃で溶融し始める. この時に, 鉛フリーPBGAのSn−Ag−Cu半田ボールは溶解していない気温が220度になると, 温度が鉛プロセスによって低下し始めます, そして、鉛フリーのはんだボールは、ちょうど溶けた. Sn - Ag - Cu合金の名目融点は, 事実上, Sn‐Ag‐Cu合金は真の共晶合金ではない. 液化ラインの温度範囲は216. したがって, 鉛プロセスの冷却及び凝固の終了時の温度は、鉛フリーのSn−Ag−Cu半田ボールが溶融したときに正確である, そして、それは固体と液相の両方が共存するペースト状態にある. はんだボールが溶けると, 装置の重力のため, はんだボールが沈み始める. 装置の沈下中, PCBのわずかな振動またはわずかな変形があります, PBGAコンポーネントの側のオリジナルのはんだインターフェース構造を破壊する, 新しいインターフェース金属を形成できない. 合金間層は、PBGA及びはんだ接合部の一方の面の破壊を引き起こす. 上記から, つのはんだの温度特性を考慮に入れるべきである/無鉛混合組立工程, と小さいプロセスウィンドウは、より困難です.

混合アセンブリで信頼性の高い溶接製品を得るためには、アセンブリと溶接リンクに集中するだけでなく、アセンブリの前面、中央、背面から開始し、プロセスコントロール全体を強化し、特定の状況に応じて異なる処理を行い、アセンブリ生産計画をより適切にするためにタイムリーに調整する必要があります。信頼性の高い製品を得ることができます。以下に例としてプロセステストを行い、各リンクの制御を強化するために留意すべき点をそれぞれ列挙する。

2プロセステスト

テストへの2.1のIntroduction

鉛／鉛フリーbgaの混合組立には2つの状況がある。一つは、鉛フリーデバイスの数が多いこと、あるいは大きな鉛フリーBGAデバイスがあり、リードフリープロセス曲線であるはんだ付けには、はんだ付けプロセスカーブを用いることである。ピーク温度を230〜235℃の範囲で制御することにより、鉛フリーBGAデバイスに必要なリフロー温度に対応して鉛フリーBGAデバイスが損傷を受けないようにし、はんだ付けをより良好にするために、温度を合理的に上昇させる第2はリードデバイスの数であり、リードフリーのBGA装置は小型であり、リードフリー装置をボールディング工程によりリードデバイスに変換し、リードしたプロセスカーブを半田付けに用いることができる。

この実験では, 2種類のテストボードが使用されている。, PCB 4, the size of the test board は1です00*150 mm, デバイスはSn 63 - 37 Pb錫鉛とSn - Ag - Cuはんだボール材料を鉛フリーのPBGAダミーシートを使用する, the PCB厚 is 1.6 mm.

テストボードの2.1.1の選択

2.1.2 .デバイス状況

PCB 2：D 2，D 3，D 5は無鉛ダミーシートであり、D 1，D 6はボール植栽後のはんだ付け用の無鉛ダミーシートである。

PCB 4：D 2、D 3、D 7は無鉛ダミーシート、D 1、D 5、D 6、D 8は無鉛ダミーシートである。

2.2アセンブリ前の準備

プリント基板およびBGAデバイス自体は、アセンブリの前に検査されるべきである。具体的な検査内容は次の通りである。

（1）プリント基板：基板表面に明白な反りはない。パッド上の短絡回路または開放回路はないパッドの上のキャラクタ、ハンダ・マスクおよび他の汚染がなければならない重大な酸化に関しては、処理品質が悪く、また、他の品質の問題を有する深刻な表面汚染及びプリント回路基板を組み立てることができず、また、図2に示すように、未修飾の製品として扱うことができない汚れた表面によるプリント回路基板のために、印刷された回路基板の表面がはんだ付けの前にきれいできれいであることを確実とするために、2 - 3回を掃除した後に、はんだ付けの前に絶対的なエタノールで浸される吸収性の綿ボールで乾いて乾いてください。

（2）bgaコンポーネント：組み立てられるbga成分を鉛フリー／鉛フリーと区別し，bgaはんだボールを酸化・欠陥をチェックした。

2.3組立

（1）溶接高温での水分の蒸発による悪影響をなくすためには、BGA装置及び基板を予備焼成する必要がある。具体的な方法は、BGAデバイスをオーブンに120℃で48時間置くプリント基板110度、4 h。

（2）ハンダペーストを印刷する場合は、半田ペーストをパッドの面積の75 %以上カバーし、半田ペーストの表面を平滑で均一にし、空隙を持たないようにし、隣接するパッドを短絡するように接続せず、パッドの周囲の基板に密着させないようにする。そして、ハンダペーストの印刷とリフローはんだ付けとの間の待ち時間は2 H以内に制御される。

3）溶接曲線を設定する。

なお、以下に示す溶接工程曲線パラメータは、本試験で用いたプリント基板の試験中に得られる。生産においては，ボードサイズ，層数，装置種類，部品数，分布などの実際のボード状況に基づいて，溶接曲線を調整し設定することが総合的に考慮されるべきである。

For IPCB, ボード上の無鉛BGAデバイスの数は、リードされたデバイスの数以上です, そこで、はんだ付けのために互換性曲線を設定する, そして、複数のテストの後のパラメタとカーブ