Litavimas iš naujo – tai procesas, kurio metu litavimo pasta (lipnus lydmetalio miltelių ir srauto mišinys) laikinai pritvirtinama prie jų kontaktinių trinkelių vienam ar keliems elektros komponentams, o po to visas mazgas yra veikiamas kontroliuojamo karščio, dėl kurio lydmetalis ištirpsta. , nuolat jungiantis jungtį.Šildymas gali būti atliktas perleidžiant agregatą per reflow orkaitę arba po infraraudonųjų spindulių lempa arba lituojant atskiras jungtis karšto oro pieštuku.
Litavimas iš naujo yra labiausiai paplitęs paviršinio montavimo komponentų tvirtinimo prie plokštės būdas, nors jis taip pat gali būti naudojamas komponentams per skylutes užpildant skylutes litavimo pasta ir įkišant komponentų laidus per pasta.Kadangi banginis litavimas gali būti paprastesnis ir pigesnis, grynos skylės plokštėse reflow paprastai nenaudojamas.Naudojant plokštes, kuriose yra SMT ir THT komponentų mišinio, perpylimas per angą leidžia pašalinti banginio litavimo etapą iš surinkimo proceso, o tai gali sumažinti surinkimo išlaidas.
Perpildymo proceso tikslas – išlydyti litą ir įkaitinti besiribojančius paviršius, neperkaitinant ir nepažeidžiant elektrinių komponentų.Įprastiniame litavimo procese paprastai yra keturi etapai, vadinami „zonomis“, kurių kiekvienas turi skirtingą šiluminį profilį: išankstinis pašildymas, terminis mirkymas (dažnai sutrumpinamas iki tiesiog mirkyti), pakartotinis srautas ir aušinimas.
Pakaitinimo zona
Didžiausias nuolydis yra temperatūros ir laiko santykis, matuojantis, kaip greitai kinta spausdintinės plokštės temperatūra.Įkaitinimo zona dažnai yra ilgiausia iš zonų ir dažnai nustato rampą.Padidėjimo greitis paprastai yra nuo 1,0 °C iki 3,0 °C per sekundę, dažnai nukrenta nuo 2,0 °C iki 3,0 °C (4 °F–5 °F) per sekundę.Jei greitis viršija didžiausią nuolydį, komponentai gali būti pažeisti dėl terminio šoko arba įtrūkimų.
Lydmetalio pasta taip pat gali turėti purslų efektą.Pakaitinimo sekcija yra ta vieta, kur pastos tirpiklis pradeda išgaruoti, o jei kilimo greitis (arba temperatūros lygis) yra per mažas, srauto lakiosios medžiagos išgaruoja nepilnai.
Terminis mirkymas zona
Antroji sekcija, terminis mirkymas, paprastai yra 60–120 sekundžių ekspozicija, skirta lydmetalio pastos lakioms dalelėms pašalinti ir srautams suaktyvinti (žr. srautą), kai srauto komponentai pradeda oksiduoti ant komponentų laidų ir trinkelių.Per aukšta temperatūra gali sukelti lydmetalio taškymąsi arba rutuliavimą, taip pat pastos, tvirtinimo pagalvėlių ir komponentų galų oksidaciją.
Panašiai srautai gali visiškai neįsijungti, jei temperatūra yra per žema.Baigiant mirkymo zoną, norima, kad šiluminė pusiausvyra būtų visame mazge prieš pat perpylimo zoną.Siūlomas mirkymo profilis, siekiant sumažinti delta T tarp įvairaus dydžio komponentų arba jei PCB mazgas yra labai didelis.Taip pat rekomenduojamas mirkymo profilis, siekiant sumažinti tuštumą ploto masyvo tipo pakuotėse.
Reflow zona
Trečioji sekcija, pakartotinio srauto zona, taip pat vadinama „laiku virš tekėjimo“ arba „laiku virš skysčio“ (TAL) ir yra proceso dalis, kurioje pasiekiama maksimali temperatūra.Svarbus aspektas yra didžiausia temperatūra, kuri yra didžiausia leistina viso proceso temperatūra.Įprasta didžiausia temperatūra yra 20–40 °C aukštesnė už likvidumą. Šią ribą nustato mazgoje esantis komponentas, turintis mažiausią aukštų temperatūrų toleranciją.Standartinė rekomendacija yra atimti 5 °C iš didžiausios temperatūros, kurią gali išlaikyti labiausiai pažeidžiamas komponentas, kad būtų pasiekta maksimali proceso temperatūra.Svarbu stebėti proceso temperatūrą, kad ji neviršytų šios ribos.
Be to, aukšta temperatūra (virš 260 °C) gali pažeisti vidinius SMT komponentų štampus, taip pat paskatinti tarpmetalinį augimą.Ir atvirkščiai, nepakankamai karšta temperatūra gali trukdyti pastai tinkamai išsilieti.
Laikas virš skysčio (TAL) arba laikas virš tekėjimo matuoja, kiek laiko lydmetalis yra skystis.Srautas sumažina paviršiaus įtempimą metalų sandūroje, kad būtų atliktas metalurginis sujungimas, todėl atskiros litavimo miltelių sferos gali susijungti.Jei profilio laikas viršija gamintojo specifikaciją, rezultatas gali būti priešlaikinis srauto aktyvavimas arba sunaudojimas, efektyviai „išdžiovinantis“ pastą prieš formuojant litavimo jungtį.Nepakankamas laiko ir temperatūros santykis sumažina srauto valymo efektyvumą, dėl to prastai sudrėkinama, netinkamai pašalinamas tirpiklis ir srautas, o litavimo jungtys gali būti sugedusios.
Ekspertai paprastai rekomenduoja trumpiausią įmanomą TAL, tačiau dauguma pastų nurodo minimalų TAL 30 sekundžių, nors atrodo, kad nėra aiškios priežasties tam konkrečiam laikui.Viena iš galimybių yra ta, kad ant PCB yra vietų, kurios profiliavimo metu nėra matuojamos, todėl nustačius minimalų leistiną laiką iki 30 sekundžių sumažėja tikimybė, kad neišmatuotas plotas neišsilieja.Didelis minimalus perpylimo laikas taip pat suteikia saugumo ribą nuo orkaitės temperatūros pokyčių.Idealiu atveju drėkinimo laikas yra mažesnis nei 60 sekundžių virš skysčio.Papildomas laikas virš skysčio gali sukelti pernelyg didelį tarpmetalinį augimą, dėl kurio gali atsirasti sąnarių trapumas.Plokštė ir komponentai taip pat gali būti pažeisti ilgą laiką, palyginti su likvidumu, o dauguma komponentų turi tiksliai apibrėžtą laiko ribą, per kiek laiko jie gali būti veikiami aukštesnės nei nurodytos maksimalios temperatūros.
Per mažai laiko virš skysčio gali sulaikyti tirpikliai ir srautas, todėl gali susidaryti šaltos arba nuobodžios jungtys, taip pat gali susidaryti litavimo tuštumos.
Aušinimo zona
Paskutinė zona yra aušinimo zona, skirta palaipsniui vėsinti apdorotą plokštę ir sutvirtinti litavimo jungtis.Tinkamas aušinimas apsaugo nuo perteklinio intermetalinio susidarymo arba komponentų terminio šoko.Įprasta temperatūra aušinimo zonoje svyruoja nuo 30–100 °C (86–212 °F).Parenkamas greitas aušinimo greitis, kad būtų sukurta smulkiagrūdė struktūra, kuri būtų mechaniškai patikimiausia.
[1] Skirtingai nuo didžiausio padidinimo greičio, į greitį ir sumažinimą dažnai nepaisoma.Gali būti, kad viršijus tam tikrą temperatūrą rampos greitis yra ne toks svarbus, tačiau didžiausias leistinas bet kurio komponento nuolydis turėtų būti taikomas nepriklausomai nuo to, ar komponentas įkaista, ar vėsta.Paprastai siūlomas 4°C/s aušinimo greitis.Tai parametras, į kurį reikia atsižvelgti analizuojant proceso rezultatus.
Terminas „pertekėjimas“ vartojamas nurodant temperatūrą, kurią viršijus kieta lydmetalio masė tikrai išsilydys (o ne tik suminkštės).Jei atšaldoma žemiau šios temperatūros, lydmetalis netekės.Dar kartą pašildytas virš jo, lydmetalis vėl tekės – vadinasi, „iš naujo tekės“.
Šiuolaikiniai grandinės surinkimo būdai, kuriuose naudojamas pakartotinis litavimas, nebūtinai leidžia lydmetaliui tekėti daugiau nei vieną kartą.Jie garantuoja, kad lydmetalio pastoje esantis granuliuotas lydmetalis viršys naudojamo lydmetalio atpylimo temperatūrą.
Terminis profiliavimas
Grafinis terminio profilio proceso lango indekso vaizdas.
Elektronikos gamybos pramonėje terminio proceso tvirtumui įvertinti naudojamas statistinis matas, žinomas kaip proceso lango indeksas (PWI).PWI padeda įvertinti, kaip gerai procesas „telpa“ į vartotojo apibrėžtą proceso ribą, žinomą kaip specifikacijos riba. Kiekvienas terminis profilis vertinamas pagal tai, kaip jis „telpa“ proceso lange (specifikacija arba tolerancijos riba).
Proceso lango centras apibrėžiamas kaip nulis, o kraštutinis proceso lango kraštas yra 99%. PWI, didesnis nei 100 % arba lygus jai, rodo, kad profilis neapdoroja gaminio pagal specifikaciją.99 % PWI rodo, kad profilis apdoroja gaminį pagal specifikaciją, bet veikia proceso lango pakraštyje.60 % PWI rodo, kad profilis naudoja 60 % proceso specifikacijos.Naudodami PWI reikšmes, gamintojai gali nustatyti, kiek proceso lango sunaudoja tam tikras terminis profilis.Mažesnė PWI reikšmė rodo tvirtesnį profilį.
Siekiant maksimalaus efektyvumo, terminio profilio smailės, nuolydžio, pakartotinio srauto ir mirkymo procesams apskaičiuojamos atskiros PWI vertės.Kad būtų išvengta šiluminio smūgio, turinčio įtakos galiai, šiluminio profilio stačiausias nuolydis turi būti nustatytas ir išlygintas.Gamintojai naudoja specialiai sukurtą programinę įrangą, kad tiksliai nustatytų ir sumažintų šlaito statumą.Be to, programinė įranga taip pat automatiškai perkalibruoja PWI reikšmes piko, nuolydžio, pakartotinio srauto ir mirkymo procesams.Nustatydami PWI reikšmes, inžinieriai gali užtikrinti, kad litavimo perpylimo darbai neperkaistų arba per greitai neatvėstų.
Paskelbimo laikas: 2022-01-01