PCBA技術 - SMTリフロー溶接プロセスの設定について

本文の冒頭で、SMTチップのリフロー溶接加工について多くのユーザーがよくできていないことに言及した。以下はよくある問題と誤りである。読者はこれらの問題が存在するかどうかを見たいかもしれない。

1.溶接ペースト供給業者が提供する温度曲線指標に基づいて炉温を正確に設定する

現在、ほとんどのユーザーは溶接温度を設定する根拠として、溶接ペースト供給業者から提供された情報のみを使用しています。これで2つの問題が提起された。まず、半田ペーストベンダーが提案する曲線は半田ペーストの半田付け可能性だけを考慮しており、ユーザーのPCBAに対する他の要求を知ることはできない。したがって、カーブは参照としてのみ使用でき、標準としては使用できません。特に、溶接ゾーンの温度と時間については、ユーザーは通常、溶接ペーストを考慮しない。また、恒温域における半田ペースト供給業者の特性は、半田ペースト供給業界の特性と関係があるため、正確ではないことが多い。そのため、ユーザーの溶接プロセス設定を最適化することはできません。

2.「プロセスウィンドウ」の概念の欠如

エンジニアリングプロジェクトでは、「ウィンドウ」、「上下限」、「許容差」の概念が欠けていることを非常に忌み嫌っています。これにより、技術的特徴パラメータを最適化し、制御することができなくなります。リフロー溶接プロセスも同様である。

上の図2で原理を説明しましたが、カーブインジケータは1つしか使用していません。しかし、実際の作業では、プロセスフィーチャーパラメータごとに上限と下限を設定しなければなりません。つまり、操作できる明確な「プロセスウィンドウ」があります。

3.ホットスポットとコールドスポットの誤審

プロセスウィンドウを通じて、PCBA上の各点の温度がこのウィンドウ内で適切であることを確認します。実際の作業では、各溶接点を測定することはできません。そこで、リフロー溶接プロセスの設定の重点は、PCBA上の最も寒い点と最も暑い点をどのように決定するかである。プロセス調整によってこの2つの要件を満たすことができれば、他の溶接点も同時に満たすことができます。従来の実施では、ユーザは通常、デバイスのサイズを観察することによって温度測定熱電対の設置位置を決定する。これは非常に古いやり方です。過去には、赤外線溶接技術は少し信頼できるかもしれない。、しかし、熱風溶接における信頼性は小さい。読者は、両端の温度差が8度に達する小さな長方形部品、例えば0603、QFPピン周りの温度差が13度に達したり、異なる回路内の同じデバイスの溶接点位置の綴りで20度に達したりするのを見たことがある場合、この観察と予測方法は絶対に受け入れられないと思います。

4.不明

溶接プロセスの設定と調整を行う際に、設計が難しい製品に遭遇することがあります。基板上のコンポーネントの選択とレイアウトのため、これらの製品の熱容量には大きな違いがある可能性があります。使用されているリフロー炉の能力がそれほど強くない場合、または使用されている溶接ペーストの溶接窓への耐性がそれほど高くない場合、プロセス変調はすべての溶接点の品質を考慮できない可能性があります。この場合、溶接点の品質を考慮しなければなりません。DFM/DFR（製造可能性/信頼性設計）が不足しているか、あるいは生産部門が製品上の各材料/溶接点の寿命要求に対する理解が不足しているため、多くのユーザーは有効な選択をすることができない。多くのユーザーはこのプロセス変調と最適化方法を全く知らない。

5.5つのプロセスを1つのプロセスと誤解する

本明細書で前述したように、SMTチップ加工リフロー溶接は、実際には加熱、恒温、溶接、ろう付け、冷却を含む5つのプロセスのセットを含む。この重要な部分を無視すると、プロセス問題の解決に困惑したり、誤った意思決定をしたりする可能性があります。例えば、溶接ボールの問題を処理して、溶接ボールの問題は加熱、恒温または溶接過程の処理が適切でない時に発生する可能性があるが、原因は異なる。加熱過程による半田ボールの問題の多くはガス爆発によるものであり、その大部分は材料の品質、在庫時間と条件及び半田ペースト印刷技術と関係がある（注3）。しかし、恒温過程によるものであれば、主に温度/時間の設定が不適切であるか、あるいは半田ペーストの劣化に関係している。溶接プロセスに関連しています。これは高度な酸化と温度/時間の設定の不適切さによるものです。場合によって出現する溶接ボールの外観が異なり、加工方法も異なる。異なるプロセスと異なるメカニズムとして分析しない場合は、SMTデバイスを選択せずに調整するか、盲目的に試みるしかありません。