Reflow soldering არის პროცესი, რომლის დროსაც შედუღების პასტა (ფხვნილისა და ნაკადის წებოვანი ნარევი) გამოიყენება ერთი ან რამდენიმე ელექტრული კომპონენტის დროებით დასამაგრებლად მათ საკონტაქტო ბალიშებზე, რის შემდეგაც მთელი შეკრება ექვემდებარება კონტროლირებად სითბოს, რომელიც დნება შედუღებას. , მუდმივად აკავშირებს სახსარს.გათბობა შეიძლება განხორციელდეს ასამბლეის გადასხმის ღუმელში ან ინფრაწითელი ნათურის ქვეშ ან ცალკეული სახსრების შედუღებით ცხელი ჰაერის ფანქრით.
Reflow soldering არის ყველაზე გავრცელებული მეთოდი ზედაპირული სამონტაჟო კომპონენტების მიკროსქემის დაფაზე მიმაგრების, თუმცა ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხვრელების კომპონენტებისთვის, ხვრელების შევსებით და კომპონენტის მილების პასტის მეშვეობით.იმის გამო, რომ ტალღის შედუღება შეიძლება იყოს უფრო მარტივი და იაფი, გადამუშავება ჩვეულებრივ არ გამოიყენება სუფთა ხვრელების დაფებზე.როდესაც გამოიყენება SMT და THT კომპონენტების ნაზავს დაფებზე, ხვრელის გადამუშავება საშუალებას აძლევს ტალღის შედუღების საფეხურს აღმოიფხვრას შეკრების პროცესიდან, რაც პოტენციურად ამცირებს შეკრების ხარჯებს.
გადამუშავების პროცესის მიზანია შედუღების დნობა და მიმდებარე ზედაპირების გაცხელება, ელექტრო კომპონენტების გადახურებისა და დაზიანების გარეშე.ჩვეულებრივი ხელახალი შედუღების პროცესში, როგორც წესი, არის ოთხი ეტაპი, სახელწოდებით "ზონები", თითოეულს აქვს განსხვავებული თერმული პროფილი: წინასწარ გათბობა, თერმული გაჟღენთვა (ხშირად შემცირებულია მხოლოდ გაჟღენთვამდე), ხელახალი გადინება და გაგრილება.
წინასწარ გახურების ზონა
მაქსიმალური დახრილობა არის ტემპერატურა/დრო კავშირი, რომელიც ზომავს რამდენად სწრაფად იცვლება ტემპერატურა ბეჭდური მიკროსქემის დაფაზე.წინასწარ გაცხელების ზონა ხშირად ყველაზე გრძელია ზონებს შორის და ხშირად ადგენს რემპის სიჩქარეს.აწევის სიჩქარე ჩვეულებრივ არის 1.0 °C-დან 3.0 °C-მდე წამში, ხშირად ეცემა 2.0 °C-დან 3.0 °C-მდე (4 °F-დან 5 °F-მდე) წამში.თუ სიჩქარე აღემატება მაქსიმალურ დახრილობას, შეიძლება მოხდეს კომპონენტების დაზიანება თერმული შოკის ან ბზარისგან.
შედუღების პასტს ასევე შეიძლება ჰქონდეს დაფქვის ეფექტი.წინასწარ გახურების განყოფილება არის ადგილი, სადაც პასტის გამხსნელი იწყებს აორთქლებას და თუ აწევის სიჩქარე (ან ტემპერატურის დონე) ძალიან დაბალია, ნაკადის აქროლადი ნივთიერებების აორთქლება არასრულია.
თერმული გაჟღენთის ზონა
მეორე განყოფილება, თერმული გაჟღენთვა, ჩვეულებრივ არის 60-დან 120 წამამდე ექსპოზიცია შედუღების პასტის აქროლადი ნივთიერებების მოსაშორებლად და ნაკადების გააქტიურებისთვის (იხ. ნაკადი), სადაც ნაკადის კომპონენტები იწყებენ ჟანგვის შემცირებას კომპონენტის მილებსა და ბალიშებზე.ძალიან მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს შედუღებამდე გაწურვა ან ბურთულა, ასევე პასტის, დამაგრების ბალიშების და კომპონენტების შეწყვეტის დაჟანგვა.
ანალოგიურად, ნაკადები შეიძლება სრულად არ გააქტიურდეს, თუ ტემპერატურა ძალიან დაბალია.გაჟღენთილი ზონის ბოლოს სასურველია მთლიანი შეკრების თერმული წონასწორობა განმეორებითი ზონის წინ.შემოთავაზებულია გაჟღენთილი პროფილის შესამცირებლად ნებისმიერი დელტა T სხვადასხვა ზომის კომპონენტებს შორის ან თუ PCB კრებული ძალიან დიდია.ასევე რეკომენდირებულია გაჟღენთილი პროფილი, რათა შემცირდეს სიცარიელე ფართო მასივის ტიპის პაკეტებში.
რეflow ზონა
მესამე განყოფილებას, გადადინების ზონას, ასევე მოიხსენიებენ, როგორც „დროს გადადინების ზემოთ“ ან „დრო ლიკვიდუსზე ზემოთ“ (TAL) და არის პროცესის ნაწილი, სადაც მიიღწევა მაქსიმალური ტემპერატურა.მნიშვნელოვანი განხილვა არის პიკური ტემპერატურა, რომელიც არის მთელი პროცესის მაქსიმალური დასაშვები ტემპერატურა.ჩვეულებრივი პიკური ტემპერატურაა 20–40 °C სითხეზე მაღალი. ეს ზღვარი განისაზღვრება ასამბლეაზე არსებული კომპონენტით, რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი ტოლერანტობა მაღალი ტემპერატურის მიმართ (კომპონენტი, რომელიც ყველაზე მგრძნობიარეა თერმული დაზიანების მიმართ).სტანდარტული სახელმძღვანელო არის 5 °C-ის გამოკლება მაქსიმალურ ტემპერატურაზე, რომელიც ყველაზე დაუცველ კომპონენტს შეუძლია შეინარჩუნოს პროცესისთვის მაქსიმალურ ტემპერატურამდე მისასვლელად.მნიშვნელოვანია პროცესის ტემპერატურის მონიტორინგი, რათა არ გადააჭარბოს ამ ზღვარს.
გარდა ამისა, მაღალმა ტემპერატურამ (260 °C-ს მიღმა) შეიძლება გამოიწვიოს SMT კომპონენტების შიდა ნაკვთების დაზიანება და ასევე ხელი შეუწყოს მეტალთაშორის ზრდას.პირიქით, ტემპერატურა, რომელიც არ არის საკმარისად ცხელი, ხელს უშლის პასტის ადეკვატურად გადინებას.
ლიკვიდუსზე მაღლა (TAL) ან ხელახალი გადინების ზევით დრო ზომავს რამდენ ხანს არის შედუღება სითხეში.ნაკადი ამცირებს ზედაპირულ დაძაბულობას ლითონების მიჯნაზე, რათა მოხდეს მეტალურგიული შეკავშირება, რაც საშუალებას აძლევს ცალკეული შედუღების ფხვნილის სფეროებს გაერთიანდეს.თუ პროფილის დრო აღემატება მწარმოებლის სპეციფიკაციას, შედეგი შეიძლება იყოს ნაკადის ნაადრევი გააქტიურება ან მოხმარება, პასტის ეფექტურად „გაშრობა“ შედუღების სახსრის წარმოქმნამდე.დრო/ტემპერატურის არასაკმარისი ურთიერთობა იწვევს ნაკადის გამწმენდი მოქმედების შემცირებას, რაც იწვევს ცუდად დატენიანებას, გამხსნელისა და ნაკადის არაადეკვატურ მოცილებას და, შესაძლოა, დეფექტურ შემაერთებელს.
ექსპერტები, როგორც წესი, გვირჩევენ უმოკლეს TAL-ს, თუმცა, პასტების უმეტესობა განსაზღვრავს მინიმუმ 30 წამის TAL-ს, თუმცა, როგორც ჩანს, ამ კონკრეტული დროის მკაფიო მიზეზი არ არსებობს.ერთი შესაძლებლობა არის ის, რომ PCB-ზე არის ადგილები, რომლებიც არ იზომება პროფილირების დროს და, შესაბამისად, მინიმალური დასაშვები დროის 30 წამზე დაყენება ამცირებს გაუზომავი არეალის ხელახალი გადინების შანსებს.მაღალი მინიმალური გადამუშავების დრო ასევე უზრუნველყოფს უსაფრთხოების ზღვარს ღუმელის ტემპერატურის ცვლილების წინააღმდეგ.დატენიანების დრო იდეალურად რჩება 60 წამზე ნაკლები სითხის ზემოთ.ლიკვიდუსის ზემოთ დამატებითმა დრომ შეიძლება გამოიწვიოს მეტათაშორისი ზრდა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სახსრების მტვრევადობა.დაფა და კომპონენტები ასევე შეიძლება დაზიანდეს დიდი ხნის განმავლობაში ლიკვიდუსის დროს და კომპონენტთა უმეტესობას აქვს კარგად განსაზღვრული ვადა, თუ რამდენ ხანს შეიძლება ექვემდებარებოდნენ ტემპერატურას მოცემულ მაქსიმუმზე.
ლიკვიდუსზე ზედმეტად მცირე დრომ შეიძლება შეიკავოს გამხსნელები და ნაკადი და შექმნას ცივი ან მოსაწყენი სახსრების, აგრეთვე შედუღების სიცარიელეების პოტენციალი.
გაგრილების ზონა
ბოლო ზონა არის გაგრილების ზონა დამუშავებული დაფის თანდათანობით გაგრილებისა და შედუღების სახსრების გასამაგრებლად.სათანადო გაგრილება აფერხებს ჭარბი მეტალების წარმოქმნას ან თერმულ დარტყმას კომპონენტებზე.გაგრილების ზონაში ტიპიური ტემპერატურა მერყეობს 30-100 °C (86-212 °F).სწრაფი გაგრილების სიჩქარე არჩეულია, რათა შეიქმნას წვრილი მარცვლეული სტრუქტურა, რომელიც ყველაზე მექანიკურად გამართულია.
[1] გაზრდის მაქსიმალური სიჩქარისგან განსხვავებით, რემპ-დაწევის სიჩქარე ხშირად იგნორირებულია.შესაძლოა, რამპის სიჩქარე გარკვეულ ტემპერატურაზე ნაკლებად კრიტიკულია, თუმცა, ნებისმიერი კომპონენტისთვის მაქსიმალური დასაშვები დახრილობა უნდა იყოს გამოყენებული, მიუხედავად იმისა, კომპონენტი თბება თუ გაცივება.ჩვეულებრივ რეკომენდებულია გაგრილების სიჩქარე 4°C/s.ეს არის პარამეტრი, რომელიც გასათვალისწინებელია პროცესის შედეგების გაანალიზებისას.
ტერმინი "გადამუშავება" გამოიყენება ტემპერატურის აღსანიშნავად, რომლის ზემოთაც მყარი მასა შედუღების შენადნობის დნებას (უბრალოდ დარბილებისგან განსხვავებით) აუცილებლად დნება.თუ ამ ტემპერატურაზე დაბლა გაგრილდება, შედუღება არ შემოვა.მის ზემოთ კიდევ ერთხელ გახურებული, შედუღება კვლავ შემოვა - შესაბამისად, "ხელახლა შემოვა".
მიკროსქემის აწყობის თანამედროვე ტექნიკა, რომელიც იყენებს ხელახლა შედუღებას, აუცილებლად არ იძლევა საშუალებას, რომ შედუღება მოხდეს ერთზე მეტჯერ.ისინი გარანტიას იძლევიან, რომ შედუღების პასტაში შემავალი გრანულირებული შედუღება აღემატება ჩართული შედუღების ტემპერატურას.
თერმული პროფილირება
პროცესის ფანჯრის ინდექსის გრაფიკული წარმოდგენა თერმული პროფილისთვის.
ელექტრონიკის წარმოების ინდუსტრიაში სტატისტიკური საზომი, რომელიც ცნობილია როგორც პროცესის ფანჯრის ინდექსი (PWI) გამოიყენება თერმული პროცესის გამძლეობის რაოდენობრივად შესაფასებლად.PWI ეხმარება გაზომოს, რამდენად კარგად „ჯდება“ პროცესი მომხმარებლის მიერ განსაზღვრულ პროცესის ლიმიტში, რომელიც ცნობილია როგორც სპეციფიკაციის ლიმიტი. თითოეული თერმული პროფილი ფასდება იმის მიხედვით, თუ როგორ „ჯდება“ პროცესის ფანჯარაში (დაზუსტება ან ტოლერანტობის ლიმიტი).
პროცესის ფანჯრის ცენტრი განისაზღვრება როგორც ნული, ხოლო პროცესის ფანჯრის უკიდურესი კიდე 99%. PWI 100%-ზე მეტი ან ტოლი მიუთითებს, რომ პროფილი არ ამუშავებს პროდუქტს სპეციფიკაციის ფარგლებში.PWI 99% მიუთითებს, რომ პროფილი ამუშავებს პროდუქტს სპეციფიკაციის ფარგლებში, მაგრამ მუშაობს პროცესის ფანჯრის კიდეზე.PWI 60% მიუთითებს, რომ პროფილი იყენებს პროცესის სპეციფიკაციის 60%-ს.PWI მნიშვნელობების გამოყენებით, მწარმოებლებს შეუძლიათ განსაზღვრონ პროცესის ფანჯრის რა ნაწილს იყენებს კონკრეტული თერმული პროფილი.ქვედა PWI მნიშვნელობა მიუთითებს უფრო მყარ პროფილზე.
მაქსიმალური ეფექტურობისთვის, PWI ცალკეული მნიშვნელობები გამოითვლება თერმული პროფილის პიკის, დახრილობის, გადადინებისა და გაჟღენთის პროცესებისთვის.თერმული დარტყმის გამომავალზე ზემოქმედების შესაძლებლობის თავიდან ასაცილებლად, თერმული პროფილის ყველაზე ციცაბო დახრილობა უნდა განისაზღვროს და გაათანაბროს.მწარმოებლები იყენებენ სპეციალურად აშენებულ პროგრამულ უზრუნველყოფას, რათა ზუსტად განსაზღვრონ და შეამცირონ ფერდობის ციცაბო.გარდა ამისა, პროგრამული უზრუნველყოფა ასევე ავტომატურად ახდენს PWI მნიშვნელობების კალიბრაციას პიკის, დახრილობის, გადადინების და გაჟონვის პროცესებისთვის.PWI მნიშვნელობების დაყენებით, ინჟინრებს შეუძლიათ უზრუნველყონ, რომ ხელახალი შედუღების სამუშაო არ გადახურდეს ან ძალიან სწრაფად არ გაცივდეს.
გამოქვეყნების დრო: მარ-01-2022