PCB 기술 - PCB 어셈블리 용접 냉각 프로세스 분석

PCB 그룹 용접 냉각 과정 분석 PCB 그룹 용접 냉각 과정 분석은 주로 PCB 그룹 용접의 냉각 과정 분석을 말한다.다음은 백천정 전자 엔지니어가 소개한 구체적인 내용을 보십시오.

(1) PCB 어셈블리 용접은 피크 온도에서 빙점까지.

이 영역은 액상 영역으로 너무 느린 냉각 속도는 액상선 이상의 시간을 연장하는 것과 같으며 IMC를 빠르게 두껍게 만들 뿐만 아니라 용접점의 미시적 구조 형성에 불리하며 용접점의 품질에 큰 영향을 미칩니다.예를 들어, Sn 또는 Cu/OSP 코팅이 침전된 PCB 용접 디스크로 무연 Sn-Ag-Cu 재료를 용접할 때 느린 냉각 속도가 Ag3sn 및 Cu6Sn5의 생산량을 증가시킵니다.Sn-Ag-Cu 및 ENIG 용접 디스크는 NiSn4의 형성을 촉진합니다.냉각 속도가 빨라지면 IMC의 형성 속도가 낮아집니다.

응고점 부근(220°C~200°C 사이)에서 빠르게 냉각하면 비공정 무연 용접재의 응고 과정 중의 가소성 시간 범위를 줄이는 데 유리하다.예를 들어, Sn-Ag-Cu 용접의 용접점은 20 ° C에서 216 ° C 사이이며 플라스틱 시간 범위는 짧습니다.급속 냉각 경화는 미세한 결정 입자와 가장 촘촘한 구조를 형성하는 데 도움이 되며 SMT 용접점의 강도를 높이는 데 도움이됩니다.PCB 조립판이 고온에 노출되는 시간을 줄이는 것도 열 부품에 대한 손상을 줄이는 데 도움이 된다.

일부 연구자들은 서로 다른 냉각 비탈에서 일련의 공예 실험을 진행했는데, 그 중 하나는 이렇다;특정 조립판을 두 그룹으로 나누고 두 가지 다른 냉각 속도를 사용하여 리버스 용접합니다.이 두 그룹의 처음 두 온도 영역의 가열 속도와 예열 시간은 완전히 동일하지만 액체 영역에서 완전히 다른 두 가지 냉각 속도를 사용했습니다.첫 번째 그룹은 느린 냉각, 두 번째 그룹은 빠른 냉각을 사용한 다음 비교합니다.

표에서 볼 수 있듯이 액상 영역에서 급속 냉각은 액상 시간을 단축하고 PCB 표면의 최대와 최소 부품 간 온도차(T)를 낮추며 IMC의 성장 속도를 억제한다.

액체 영역의 급속 냉각은 PCB 표면의 최대 및 최소 부품을 줄일 수 있다는 이론을 설명합니다. 급속 냉각의 경우 열은 난로 속으로 분산되지만 조립판에 거의 머물지 않아 조립판을 빠르게 냉각합니다.내부 열선이 보드에 남아 있는 현상도 없습니다.완속 냉각의 경우, 조립판의 잔여 열에너지는 환경에 방출되며, 조립판과 냉각된 것처럼 보이는 부품은 빠른 냉각에 비해 일정 기간 동안 계속 고온을 유지할 것이다.두 커브 사이의 T는 1 ° C에 불과하지만 PCB 어셈블리의 무연 프로세스 창에도 영향을 미칩니다.

또한 빠른 냉각은 SMT 칩의 용접점에 균열과 부품 균열이 발생할 수 있는 용접점의 내응력을 증가시킬 수 있다는 점에 유의해야 합니다.용접 과정 중의 각종 재료 (서로 다른 용접재, PCB 재료, Cu, Ni, Fe-Ni 합금) 로 인해 열팽창계수 (CTE) 또는 열성능의 변화가 매우 크다. 예를 들어 Sn-Ag-Cu의 CTE는 15.5ï½ 17.1*10에서 6차방/도를 빼면 Sn-Pb-CTE는 21ppm/도, 세라믹 CTE는 5ppm/도,PCB 재료 FR-4의 수평 방향 CTE는 11 ï½ 15 * 10에서 섭씨 6차방/도를 뺀 수직 방향의 CTE는 60-80 ppm/°C이며 에폭시 수지의 CTE도 60-80 ppm/°C입니다.따라서 용접점이 고착될 때 관련 재료의 갈라짐으로 인해 PCB 금속화공 도금층이 끊어지는 등 용접 결함이 있다.Sn-Ag-Cu 합금의 피크 온도에서 응고점 (245 ℃ ½ 217 ℃) 까지의 냉각 속도는 일반적으로 -2 ℃ ½ -6 ℃ /s로 제어됩니다.

(2) 용접재 합금에 가깝거나 낮은 응고점(응고점)부터 100°C까지.

용접 합금 선 (Sn-Ag-Cu 합금의 응고점은 216도) 에서 100도까지는 너무 오래 걸립니다.대신 IMC의 두께가 증가합니다.Bi 코팅 무연 부품) 는 결정의 형성으로 인해 편석될 수 있으며, 이는 용접점 박리 결함을 초래하기 쉽다.결정의 형성을 피하기 위해서는 냉각을 가속화해야 한다. 216℃ ½ 100도의 냉각 속도는 보통 -2℃ ½ -4℃/s로 조절된다.

(3) 환류용접로의 수출온도는 100°C이다.

주로 작업자를 보호하는 것을 고려하며, 수출 온도는 일반적으로 60 ° C 미만이어야 합니다.오븐마다 출구 온도가 다르다.냉각 속도가 높고 냉각 면적이 긴 설비 nt의 수출 온도가 비교적 낮다.또한 무연 용접점의 노화 과정에서 IMC의 두께가 증가할 것으로 이론계에서는 보고 있다.따라서 100°C에서 환류로 수출까지 시간이 너무 오래 걸리면 IMC의 두께는 약간 증가합니다.

결론적으로, 냉각 속도는 PCB 조립 용접의 품질에 중요한 영향을 미칩니다.용접점의 내부 미시적 구조와 용접점, 어셈블리 및 인쇄판의 결함으로 인해 눈으로 확인할 수 없습니다.이것은 전자 제품의 장기적인 신뢰성에 영향을 줄 것이다.따라서 냉각을 제어하는 것이 중요합니다.특히 비결정 무연 용접재의 경우 냉각 속도를 엄격히 조절해야 한다.PCB 조립 용접 냉각 과정 분석의 전부입니다. 읽어 주셔서 감사합니다.