Reflow ofn Lóðun

Reflow lóðun er algengasta aðferðin til að festa yfirborðsfestingaríhluti við hringrásartöflu, þó það sé einnig hægt að nota það fyrir gegnumholuíhluti með því að fylla götin með lóðmálmi og stinga íhlutunum í gegnum límið.Vegna þess að bylgjulóðun getur verið einfaldari og ódýrari er endurflæði almennt ekki notað á hreinum gegnumholuborðum.Þegar það er notað á borðum sem innihalda blöndu af SMT og THT íhlutum, gerir endurflæði í gegnum holu kleift að fjarlægja bylgjulóðunarskrefið úr samsetningarferlinu, sem gæti hugsanlega dregið úr samsetningarkostnaði.

Markmið endurflæðisferlisins er að bræða lóðmálið og hita aðliggjandi yfirborð, án þess að ofhitna og skemma rafmagnsíhlutina.Í hefðbundnu endurflæðislóðunarferlinu eru venjulega fjögur stig, kölluð „svæði“, sem hvert um sig hefur sérstakan varmasnið: forhitun, hitauppstreymi (oft stytt í bleyti), endurflæði og kælingu.

 

Forhitunarsvæði

Hámarkshalli er hita/tíma samband sem mælir hversu hratt hitastigið á prentplötunni breytist.Forhitunarsvæðið er oft lengsta svæðanna og ákvarðar oft rampahraðann.Uppbyggingarhraði er venjulega einhvers staðar á milli 1,0 °C og 3,0 °C á sekúndu, oft á milli 2,0 °C og 3,0 °C (4 °F til 5 °F) á sekúndu.Ef hraðinn fer yfir hámarkshalla getur skemmdir orðið á íhlutum vegna hitaáfalls eða sprungna.

Lóðmálmur getur einnig haft skvettandi áhrif.Forhitunarhlutinn er þar sem leysirinn í deiginu byrjar að gufa upp og ef hækkunarhraði (eða hitastig) er of lágt er uppgufun rokgjarnra flæðiefna ófullkomin.

 

Varma bleyti svæði

Annar hlutinn, hitauppstreymi, er venjulega 60 til 120 sekúndna útsetning til að fjarlægja rokgjörn lóðmálmpasta og virkjun flæðisins (sjá flæði), þar sem flæðishlutirnir hefja oxun á leiðum og púðum íhluta.Of hátt hitastig getur leitt til þess að lóðmálmur skvettist eða kúlur sem og oxun á deiginu, festingapúðunum og endum íhlutanna.

Á sama hátt getur flæði ekki virkjast að fullu ef hitastigið er of lágt.Í lok bleytisvæðisins er óskað eftir hitajafnvægi á öllu samsetningunni rétt fyrir endurrennslissvæðið.Mælt er með bleytisniði til að minnka hvaða delta T sem er á milli íhluta af mismunandi stærðum eða ef PCB samsetningin er mjög stór.Einnig er mælt með bleytisniði til að minnka tómarúm í pökkum af svæðisfylki.

 

Endurrennslissvæði

Þriðji hlutinn, endurrennslissvæðið, er einnig nefnt „tíminn fyrir ofan endurrennsli“ eða „tíminn fyrir ofan vökva“ (TAL), og er sá hluti ferlisins þar sem hámarkshiti er náð.Mikilvægt atriði er hámarkshiti, sem er hámarks leyfilegt hitastig í öllu ferlinu.Algengt hámarkshitastig er 20–40 °C fyrir ofan vökva. Þessi mörk eru ákvörðuð af íhlutnum á samsetningunni með lægsta umburðarlyndi fyrir háan hita (þátturinn sem er mest viðkvæmur fyrir hitaskemmdum).Staðlað viðmið er að draga 5 °C frá hámarkshitastiginu sem viðkvæmasti hluti þolir til að ná hámarkshitastigi fyrir vinnslu.Það er mikilvægt að fylgjast með ferlishitastigi til að koma í veg fyrir að það fari yfir þessi mörk.

Að auki getur hár hiti (yfir 260 °C) valdið skemmdum á innri deyjum SMT íhluta auk þess að stuðla að vexti milli málma.Aftur á móti getur hitastig sem er ekki nógu heitt komið í veg fyrir að límið flæði nægilega vel aftur.

Tími yfir vökva (TAL), eða tími yfir endurflæði, mælir hversu lengi lóðmálmur er vökvi.Fluxið dregur úr yfirborðsspennu á mótum málma til að ná fram málmvinnslutengingu, sem gerir einstökum lóðmálmduftkúlum kleift að sameinast.Ef prófíltíminn fer yfir forskrift framleiðanda getur niðurstaðan verið ótímabær flæðisvirkjun eða neysla, sem í raun "þurrkar" límið áður en lóðmálmur myndast.Ófullnægjandi tengsl tíma/hita veldur því að hreinsunarvirkni flæðisins minnkar, sem leiðir til lélegrar bleytu, ófullnægjandi fjarlægingar leysis og flæðis og hugsanlega gallaðra lóðmálmsliða.

Sérfræðingar mæla venjulega með stystu TAL sem mögulega er, en flest líma tilgreinir að lágmarki TAL 30 sekúndur, þó að það virðist engin skýr ástæða fyrir þeim tíma.Einn möguleiki er sá að það eru staðir á PCB sem eru ekki mældir við prófílgreiningu og því dregur úr líkunum á að ómælt svæði flæði ekki aftur með því að setja leyfilegan lágmarkstíma í 30 sekúndur.Hár lágmarks endurflæðistími veitir einnig öryggi gegn breytingum á hitastigi ofnsins.Bætingartíminn helst undir 60 sekúndum fyrir ofan vökva.Viðbótartími fyrir ofan vökva getur valdið of miklum millimálmvexti, sem getur leitt til brothættu liðanna.Spjaldið og íhlutir geta einnig skemmst í langan tíma yfir liquidus og flestir íhlutir hafa vel skilgreind tímamörk fyrir hversu lengi þeir mega verða fyrir hitastigi yfir tilteknu hámarki.

Of stuttur tími fyrir ofan vökva getur innilokað leysiefni og flæði og skapað möguleika á köldum eða daufum samskeytum sem og lóðaholum.

 

Kælisvæði

Síðasta svæðið er kælisvæði til að kæla unnar borðið smám saman og storkna lóðmálmur.Rétt kæling hindrar umfram myndun millimálma eða hitalost í íhlutunum.Dæmigert hitastig á kælisvæðinu er á bilinu 30–100 °C (86–212 °F).Hraður kælihraði er valinn til að búa til fínkorna uppbyggingu sem er vélrænust.

[1] Ólíkt hámarkshækkunarhraða er oft hunsað niðurhækkunarhlutfallið.Það kann að vera að rampahraðinn sé minna mikilvægur yfir ákveðnum hitastigum, þó ætti hámarkshalli fyrir hvaða íhlut sem er að gilda hvort sem íhluturinn er að hitna eða kólna.Almennt er mælt með kælihraða 4°C/s.Það er færibreyta sem þarf að hafa í huga þegar niðurstöður ferlisins eru greindar.

Hugtakið „endurflæði“ er notað til að vísa til hitastigsins þar sem fastur massi af lóðmálmblöndu er viss um að bráðna (öfugt við að mýkjast eingöngu).Ef það er kælt undir þessu hitastigi mun lóðmálmur ekki renna.Hitað fyrir ofan það enn og aftur mun lóðmálið renna aftur — þess vegna „endurrennsli“.

Nútíma hringrásarsamsetningartækni sem notar endurrennslislóðun leyfa ekki endilega lóðmálminu að flæða oftar en einu sinni.Þeir tryggja að kornað lóðmálmur sem er í lóðmálminu fari yfir endurflæðishitastig viðkomandi lóðmálms.

Hitasnið