PCBA 기술 - 납과 무연 BGA를 혼합하여 조립한 SMT

1 소개

SMT 무연공법은 이미 널리 응용되였지만 군사전자제조분야에서는 납함유공법이 여전히 사용되고있지만 부속품은 납으로 구매할수 없다.납과 무연이 공존하는 현상이 있다.현재, 나는 모든 납/무연 BGA 부품을 커넥터 조립에 자주 사용하고 있으며, 무연 용접구의 용접점이 무연 용접구와 다르기 때문에, 예를 들어, Sn-Ag-Cu 합금을 사용하는 무연 BGA의 용접점은 217도 이상이고, Sn63-37Pb 합금의 납 BGA의 용접점은 183도이다.Sn63-37Pb 용접 재료의 온도 곡선을 사용하는 경우 피크 온도는 일반적으로 섭씨 210ï½230도입니다.PBGA의 피크 온도가 220도라고 가정하면 용접판에 인쇄된 Sn-37Pb 용접고가 183도에서 녹기 시작할 때까지 온도가 상승한다.이때 무연 PBGA의 Sn-Ag-Cu 용접구는 아직 녹지 않았습니다.온도가 섭씨 220도까지 올라가면 납 공정에 따라 온도가 내려가기 시작한다. 용접이 끝나면 무연 용접구가 막 녹는다.Sn-Ag-Cu 합금의 공칭 용해점은 217도이지만 실제로 Sn-Ag-구리 합금은 진정한 공정 합금이 아닙니다.액상선의 온도 범위는 섭씨 216ï½ 220도이다.그러므로 납공예의 냉각과 고화가 끝날 때의 온도는 마침 무연 Sn-Ag-Cu 용접구가 금방 용해될 때의 온도이며 고상과 액상이 공존하는 풀상태이다.용접구가 녹으면 장비의 중력으로 인해 용접구가 가라앉기 시작합니다.부품이 가라앉는 과정에서 PCB에 경미한 진동이나 경미한 변형이 발생하여 PBGA 부품 측면의 기존 용접재 인터페이스 구조를 파괴하여 새로운 인터페이스 금속을 형성할 수 없다.합금 중간층은 PBGA와 용접점의 한쪽을 무력화할 수 있습니다.위에서 볼 수 있듯이 납/무연 혼합 조립 공정에서는 두 가지 용접재의 온도 특성을 고려해야 하며 작은 공정 창은 더욱 어렵다.

혼합 조립에서 신뢰할 수 있는 용접 제품을 얻으려면 조립과 용접 단계뿐만 아니라 조립의 전, 중, 후 세 부분부터 시작하여 전 과정 통제를 강화하고 구체적인 상황에 따라 차별하며 조립 생산 계획을 제때에 조정하여 더욱 목적성이 있게 해야 한다.따라서 신뢰할 수 있는 제품을 얻을 수 있습니다.다음은 프로세스 테스트를 예로 들면, 각 단계에서 통제를 강화할 때 주의해야 할 요점을 각각 열거했다.

2 공정시험

2.1 시험 소개

납/무연 BGA의 혼합 조립에는 두 가지 상황이 있다.하나는 무연 부품의 수가 대다수를 차지하거나 큰 크기의 무연 BGA 부품이 있어 호환되는 용접 공정 곡선을 사용하여 용접하는 것이 무연 공정 곡선이다.의 기초에서 온도를 합리적으로 높여 피크 온도를 230-235도 범위에서 제어하여 무연 BGA 부품이 무연 BGA 설비에 필요한 환류 온도를 만족시키는 동시에 손상을 입지 않도록 함으로써 더 나은 용접을 실현한다;둘째, 지시선 부품의 수가 대부분의 경우 무연 BGA 부품의 크기가 작기 때문에 볼 재배 공정을 통해 무연 부품을 지시선 부품으로 변환한 후 지시선 공정 곡선을 사용하여 용접할 수 있다.

이 실험에서는 PCB2, PCB4, 시험판의 크기는 100 * 150mm, 부품은 Sn63-37Pb 주석연과 Sn-Ag-Cu 용접구 재료인 무연 PBGA 가설편을 사용하여 PCB 두께는 1.6mm의 두 가지 시험판을 사용했다.

2.1.1 테스트 보드 선택

2.1.2 설비 상황

PCB2: D2, D3, D5는 무연 가설판이고, D1과 D6는 공을 심은 후 용접을 위한 무연 가설판이다.

PCB4: D2, D3, D7은 무연 파편, D1, D5, D6, D8은 무연 파편이다.

2.2 조립 전 준비

조립하기 전에 인쇄회로기판과 BGA 설비 자체를 검사해야 한다.구체적인 검사 내용은 다음과 같다.

(1) 인쇄판: 판면이 뚜렷하게 구부러져서는 안된다.용접판에는 합선이나 개로가 없어야 합니다.용접판에 문자, 용접 필름 등 오염이 있어서는 안 된다;산화가 심하고 가공품질이 떨어지며 표면오염이 심각하고 기타 품질문제가 있는 인쇄회로기판을 조립할수 없으며 불합격제품에 따라 처리한다 (그림2와 같다).표면이 더러운 인쇄회로기판의 경우 용접 전 무수 에탄올이 스며든 흡수면으로 짜서 말린다. 2~3회 청소한 후 인쇄회로기판 표면을 용접 전 깨끗하게 청소한다.

(2) BGA 어셈블리: 조립할 BGA 어셈블리를 납/무연과 구분하고 BGA 용접구의 산화 및 결함 여부를 확인합니다.

2.3 조립

(1) 용접 고온에서 수분 증발로 인한 악영향을 제거하기 위해 BGA 부품과 회로기판을 미리 구울 필요가 있다.구체적인 방법은 섭씨 120도의 건조기에 BGA 장치를 48시간 동안 넣는 것이다.인쇄판 섭씨 110도, 4시간.

(2) 용접고를 인쇄할 때, 용접고는 용접판의 75% 이상의 면적을 덮어야 하며, 용접면의 표면은 매끄럽고 균일하며 빈틈이 없어야 하며, 인접한 용접판을 단락시키거나 용접판 주위의 기판에 붙이지 않도록 연결되지 않아야 한다.또한 용접의 플롯과 플롯 용접 사이의 대기 시간이 2시간 이내로 제어됩니다.

(3) 용접 커브 설정

다음 용접 프로세스 커브 매개변수는 이 시험에 사용된 인쇄판을 시험할 때 얻어진다는 점에 유의해야 합니다.생산에서 판재의 실제 상황, 예를 들어 판재 사이즈, 층수, 설비 유형, 부품 수량, 분포 등을 종합적으로 고려하여 용접 곡선을 조정하고 설정해야 한다.

iPCB의 경우 보드에 납이 없는 BGA 부품의 수가 납이 함유된 부품의 수보다 많기 때문에 용접의 호환성 곡선을 설정하고 곡선을 여러 차례 테스트하고 조정한 후 매개변수를 확정하는 것을 고려한다