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PCBA技術

PCBA技術 - SMTリフローはんだ付け温度直線と曲線

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PCBA技術 - SMTリフローはんだ付け温度直線と曲線

SMTリフローはんだ付け温度直線と曲線

2021-11-09
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Author:Downs

全体のリフローはんだ付けプロセスの主なポイントは、温度と温度を制御することです PCBA, 温度曲線は、一般的に使用され、重要なプロセス管理ツールです.

基本的に、溶接端の温度を上昇させることができ、温度が上昇することがなく(製品の安全温度を超えることはない)、温度が上昇しない(熱衝撃損傷を避けるため)、制御された冷却の後、適切な時間(適切な熱を供給する)に維持することができる。溶接条件を満たすことが可能です。

実際、これは難しい。つの主要な問題があります。一つは,実際の製品には異なるデバイスと配線があり,それはpcba上の異なる点で熱容量の違いがあることを意味する。

それは、安全な温度を超えて、損害を引き起こすかもしれません。しかし、必要条件を満たすために温度を下げるならば、点Bで別のコールド溶接故障があるかもしれません。

第2の問題点は、実際のはんだ付けにおいて、はんだペースト中の無駄な成分を最初に処理し、完全に揮発させることである。この揮発プロセスは、異なるはんだペーストに対して異なる要件を有する。

PCBボード

しかし, 溶剤の存在により, 安定剤, 希釈剤, はんだペースト中の増粘剤, 各成分が揮発するのに要する時間と温度は異なる. 我々は、上記のホットスポットの制限の下で直線を渡すことができない場合があります. 仕上げ. In the case of uncomplicated product design (small heat capacity gap and large safety window), 我々は、加熱率を遅くすることによって、要件を満たすことができるかもしれません, but it generally takes about 200 degrees from room temperature to peak temperature (lead-free technology is higher). また、高速生産を必要とするユーザーのための問題です.

番目の問題は PCBA デザインには、多くの異なるデバイス材料およびパッケージが一般的に含まれる, そして、我々の前に使用するリフロー炉は大部分は熱気技術です. 空気自体は良い熱伝導体ではない, その熱伝達は対流に依存しなければならない. . 気流の制御は難しい過程である, それがこのような小さな面積精度に制御されなければならないことに言及しない SMT溶接 終わり, うまくやるのはほとんど不可能だ. コンポーネントのレイアウトの影響 PCBA 気流について, この点について、様々な点の温度と時間の関係を扱うことは難しい PCBA. This has caused us to have a ‘curve’ that can be flexibly set and adjusted if we want to solve all solder-related problems (such as solder balls, エアホール, すず吸収, etc.).

TIMGリフロー温度曲線

我々が上記の温度線形問題を避けたいならば、より良いプロセス能力を持ちます。リフローはんだ付けプロセス全体を5段階に分けることができる。つまり、1です。ウォームアップ定温度;半田付け溶接クールダウン

第1ステップの温度上昇の目的は、PCBA上の各点の温度を、製品を損傷させることなく、できるだけ早く作動状態にすることである。いわゆるワーキング状態は、はんだ付けに役立つはんだペースト部品の揮発化の始まりである。

恒温域は2つの役割を果たす。一つは一定の温度であり、ホットスポットの温度がホットスポットに追いつくのに十分な時間を与えることである。はんだ接合部の温度が熱風の温度に近づくと、加熱速度が遅くなる。寒冷地の温度を徐々にホットスポットの温度に近づけるためにこの現象を利用した。高温・低温スポットの温度を近づける目的は、フラックス接合部や溶接部に入る際のピーク温度差の振幅を小さくすることであり、半田接続の品質の制御を容易にし、一貫性を確保することである。定温度ゾーンの第2の機能は、はんだペースト中の無駄な化学成分を揮発することである。

ハンダ付け工程は、はんだペースト中の活性材料(フラックス)が再生されるときである。この瞬間の温度及び時間は、フラックスが酸化物を浄化するのに必要な活性化条件を与える。

温度が半田付け領域に入ると、半田ペーストの金属粒子を溶融するのに十分な熱が得られる。一般に、デバイスのはんだ付け端及びPCBパッドの材料として使用される材料は、はんだペーストよりも融点が高いので、このゾーンの開始温度は、半田ペーストの特性によって決まる。例えば、63 Sn 37はんだペーストでは、温度は183 OCである。この温度より上に温度が上昇した後、温度が上昇し続け、溶融半田ペーストが十分な濡れ性を有するために十分な時間を維持しなければならず、デバイスの半田端とPCBパッドとの間にIMCを形成することができる。

最終的な冷却領域は機能する。そして、次の操作を容易にするために室温にPCBAを戻すことに加えて、冷却速度はまた、ハンダ接合の内側の微結晶構造を制御できる。これは、はんだ接合の寿命に影響する。

リフローはんだ付けプロセスの故障と曲線の関係

上述の5リフローはんだ付け工程では、各部品がその役割を有し、関連する不良モードも異なる。これらのプロセスの問題に対処するための鍵は,理解と故障モードとプロセス間の関係を判断する方法である。

例えば、第1の加熱処理では、不適切な設定に起因する欠点としては、例えば、のこぎりのガス爆発の場合、錫のくぼみによって引き起こされたはんだボールが発生する。

恒温法による問題としては、「熱圧潰度」、「錫目」、「○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○」、「○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○}等のことがある。

半田付け工程に関する問題点としては、例えば、白目の半田ボールを用いている。

不適切な溶接プロセスの設定に関連する問題は、'不良吸収'、'錫吸収'、'錫収縮'、'はんだボール'、'不良IMC形成'、'墓石'、'過熱ダメージ'、'コールド溶接'、'コークス'、'溶接終了溶解'などがあります。

冷却によって引き起こされるかもしれない問題は、一般的により少なく、より軽い. しかし, 設定が不適切であるならば, また、はんだ接合部の寿命に影響を及ぼす. あなたが入るならば SMT洗浄プロセス 直ちに, 洗浄剤が浸透して清潔になることがあります.

最初の4つのプロセスが一貫していて、互いに関係がある点に注意しなければなりません。したがって、故障モードは必ずしも区別が容易ではない。例としては、このような問題を完全に解決するための総合的な調整が必要である。