Спеціальна піч оплавлення залишається найбільш керованим варіантом для складання повної друкованої плати за допомогою паяльної пасти. Однак розробникам прототипів і технікам з ремонту може знадобитися обробити невелику дошку або замінити один компонент без доступу до виробничої печі.
Нагрівач-з контрольованою температурою або попередній нагрівач друкованої плати може підтримувати роботу прототипу вибраної-плати. Електронна станція гарячого-повітря-з контрольованою-температурою та{4}}повітряним повітрям зазвичай використовується для локального ремонту. Це різні завдання, і їх не слід розглядати як взаємозамінні виробничі процеси.
Основне рішення:Використовуйте широке нижнє-нагрівання для вибраного невеликого прототипу, локалізоване гаряче повітря для визначеної зони доопрацювання та профільовану піч оплавлення, коли повторюваність, приховані з’єднання чи висока надійність мають значення.
Читачі, яким спочатку потрібен повний робочий процес, можуть переглянутияк користуватися паяльною пастою, від кондиціонування та осадження до нагрівання та перевірки.
Посібник із швидкого прийняття рішень
| завдання | Бажаний спосіб запуску | Основна причина |
|---|---|---|
| Зберіть повний маленький односторонній-прототип | Термо{0}}контрольована гаряча плита або попередній нагрівач друкованої плати | Широке нижнє-нагрівання без потоку повітря |
| Замініть один видимий{0}}компонент SMD | Термоповітряна-станція з керованою електронікою | Локалізований нагрів навколо цільового пакету |
| Переробити термічно важку локальну область | Нижній попередній нагрів плюс контрольоване гаряче повітря | Зменшує різницю температур між цілі та рештою друкованої плати |
| Зберіть щільну багатошарову плиту або прихований{0}}з’єднувальний пакет | Профільна піч оплавлення або професійна система переробки | Вимагає постійного розподілу температури та ефективного контролю |
| Повторіть процес для всіх виробничих кількостей | Перевірений процес оплавлення | Ручне нагрівання дуже-залежить від оператора |
Ані побутову плиту, ані -конструкційну теплову гармату загального призначення не слід розглядати як контрольований інструмент SMT.
Яке обладнання підходить?
| Обладнання | Відповідне використання | Основне обмеження |
|---|---|---|
| Підігрівач друкованої плати | Контрольоване нижнє{0}}попереднє нагрівання та підтримка локальної переробки | Без додаткового джерела тепла може не завершитися верхня{0}}оплавка |
| Плита лабораторна зі стабільним контролем | Вибрані невеликі плоскі односторонні-дошки прототипів | Температура поверхні не дорівнює температурі шва |
| Термоповітряна паяльна-станція електроніки | Видалення, заміна або перекомпонування локалізованого компонента | Повітряний потік і положення сопла можуть переміщати частини або створювати гарячі точки |
| Теплова гармата будівельна | Загалом не підходить для контрольованої SMD роботи | Широкий потік повітря та обмежений контроль процесу |
| Плита побутова | Не рекомендується як інструмент-контролю процесу | Невідома однорідність, поведінка поверхні та повторюваність |
Вибір нагрівального обладнання має відповідати вимогам до плати, компонентів і матеріалів-, а не максимальній температурі, надрукованій на інструменті.
Безпека та налаштування робочої станції
Ручне оплавлення друкованої плати включає гарячі поверхні, розплавлений сплав, випари флюсу та електрично чутливі компоненти. Перед нагріванням:
- використовувати ефективну місцеву вентиляцію або витяжку;
- працювати на жаростійкій, негорючій поверхні;{0}}
- тримайте кабелі, серветки, розчинники та упаковку подалі від гарячого обладнання;
- використовуйте засоби контролю електростатичного розряду, відповідні для збірки;
- підтримувати або закріплювати друковану плату, щоб вона не могла ковзати під час нагрівання;
- зберігайте відповідні інструменти для роботи з платою після охолодження;
- дотримуватися паспорта безпеки паяльної пасти та інструкції з обладнання;
- не торкайтеся та не рухайте вузол, поки припій залишається розплавленим.
Зберігання та кондиціонування також мають значення. Дотримуйтеся поточних інструкцій продукту та посібника зТермін придатності та поводження з паяльною пастоюперед застосуванням тепла.
Гаряче повітря проти плити
| Фактор | Конфорка з-регулюванням температури | Контрольоване гаряче повітря |
|---|---|---|
| Основний напрямок тепла | З нижньої сторони друкованої плати | З боку компонентів |
| Найкраще початкове використання | Маленькі цілі-прототипи плати | Переробка локалізованого компонента |
| Обігрівається площа | Більша частина або вся дошка | Вибрана область |
| Ризик потоку повітря | Жодного | Може переміщати пасту або легкі компоненти |
| Розподіл температури | Залежить від контакту, плоскості плати та розподілу міді | Залежить від потоку повітря, сопла, відстані, руху та нижнього попереднього нагрівання |
| Двостороння-дошка | Нижні частини можуть стикатися з поверхнею або знову оплавлятися | Сусідні частини можуть отримати ще один цикл тепла |
| Повторюваність | Обмежено без кріплень і вимірювань | Сильно залежить від техніки оператора та контролю обладнання |
| Виробнича придатність | Низький | Низька для всієї{0}}складання плати |
Порівняння полягає не лише в тому, який інструмент стає гарячішим. Йдеться про те, як тепло досягає найхолоднішого необхідного з’єднання, не перегріваючи найбільш чутливе місце.
Спосіб 1: оплавлення прототипу всієї-плати за допомогою гарячої плити
Для вибраних невеликих плоских односторонніх прототипів із видимими компонентами й помірним розподілом міді-може бути практичним-гаряча плита чи друкована плата з контрольованою температурою.
Цей метод стає менш придатним, якщо плата містить важкі роз’єми, великі площини заземлення, чутливі до тепла-нижні компоненти або приховані з’єднання, які неможливо перевірити належним чином.
Керований робочий процес гарячої-пластини
- Перегляньте документи.Перевірте TDS пасти, сплав, історію зберігання, ліміти компонентів і вимоги-до чутливого до вологи поводження.
- Огляньте та підтримайте друковану плату.Переконайтеся, що дошка чиста, рівна та придатна для нижнього-нагріву.
- Контролюйте депозит.Використовуйте трафарет або інший повторюваний метод, якщо обсяг депозиту має значення. Посібник поспособи нанесення паяльної пастипояснює основні варіанти.
- Акуратно розмістіть компоненти.Розплавлений припій може сприяти обмеженому само{0}}вирівнюванню, але він не може виправити кожне зміщення.
- Встановити термопари.За можливості виміряйте репрезентативний холодний шов і тепло{0}}чутливе місце.
- Поступово нагрівайте дошку.Уникайте використання найвищого значення замість вимірюваного процесу.
- Повне оплавлення та охолодження.Підтвердьте коалесценцію та змочування, а потім тримайте друковану плату стабільною, доки припій не затвердіє.
- Перевірте перед-увімкненням.Перевірте видимі з’єднання, положення компонентів і стан плати.
Переміщення або нерівномірна опора друкованої плати, коли припій залишається розплавленим, може порушити компоненти або з’єднання. Виміряна характеристика плати важливіша, ніж циферблат гарячої-панелі.
Спосіб 2: Локалізована переробка за допомогою гарячого повітря
Паяльна станція- та повітряного потоку-з контрольованою електронікою більше підходить для заміни одного компонента або нагрівання обмеженої ділянки колодки на наявному вузлі.
Потік повітря створює механічну силу. Залежно від потоку повітря, конструкції сопла, відстані та руху маленьке сопло може створити концентровану гарячу область, а не більш безпечний процес.
Контрольований робочий-потік гарячого повітря
- Підтвердьте, що локалізована переробка доречна.Приховані-спільні або високо{1}}небезпечні пакети можуть вимагати спеціального обладнання та перевірки.
- Захистіть суміжні частини.Перегляньте пластикові роз’єми, кабелі, мікрофони, камери, оптичні пристрої та дрібні компоненти поблизу.
- Застосуйте контрольоване джерело припою.Використовуйте лише об’єм пасти або флюсу, необхідний для визначеного процесу повторної обробки.
- Якщо можливо, попередньо нагрійте друковану плату.Попередній нагрів знизу може зменшити енергію, яку потрібно застосовувати зверху.
- Контролюйте положення сопла та потік повітря.Рівномірно нагрівайте ділянку упаковки, а не тримайте потік на одному проводі чи куті.
- Виміряйте фактичний тепловий відгук.Не використовуйте задане значення станції як доказ температури компонента.
- Зупиніть, коли передбачувані шви оплавляться.Продовження через те, що таймер не минув, може призвести до перегріву області.
- Утримуйте збірку нерухомо під час застигання.Огляньте після того, як область безпечно охолоне.
Офіційна особа Infineonрекомендації зі складання плати для вбудованих безвивідних пакетівстверджують, що температурні профілі повторної обробки повинні бути записані, і що сусідні компоненти можуть зазнати ще одного впливу оплавлення.
Чи можна поєднати нижній попередній нагрів і гаряче повітря?
так У вузлах з високою температурою попередній нагрівач друкованої плати може підвищити загальну температуру плати до того, як контрольоване верхнє-гаряче повітря постачатиме додаткову енергію, необхідну для цільового корпусу.
Серед потенційних переваг:
- менш концентроване верхнє{0}}нагрівання;
- зменшені перепади температури в цільовій зоні;
- коротший вплив інтенсивного гарячого повітря;
- більш ефективний нагрів колодок, підключених до великих мідних площин.
Ця комбінація ще потребує вимірювання. Нижній нагрів може впливати на нижні компоненти, тоді як оператор спостерігає лише за верхньою стороною, а гаряче повітря може рухати пакет після того, як паста розм’якшиться.
Зрозумійте етапи профілю Reflow
Ця стаття не містить універсальних значень температури. Фактичні обмеження повинні виходити з поточного TDS паяльної пасти, документації компонентів і підтвердженого профілю плати.
Контрольований профіль оплавлення зазвичай передбачає чотири етапи:
- Попередній нагрів:Підвищуйте температуру друкованої плати без зайвого теплового удару.
- Термічне вирівнювання або замочування:Зменште різницю температур між компонентами та мідними ділянками під час розвитку системи потоку.
- Час вище ліквідусу:Тримайте необхідні з’єднання над рівнем ліквідусу сплаву достатньо довго для коалесценції та змочування, без надмірного впливу.
- Контрольоване охолодження:Дозвольте припою затвердіти без руху компонентів або теплового стресу, якого можна уникнути.
Офіційний список публікацій IPC визначаєIPC-7530B, Рекомендації щодо профілювання температури для процесів масового паяння, як поточні вказівки-профілювання температури. Процес ручного прототипу не стає еквівалентним оплавленню маси, але принцип вимірювання температури в часі залишається актуальним.
Розміщення термопари: вимірюйте друковану плату, а не інструмент
Термопара повинна вимірювати місце цілі, а не гаряче повітря, що її оточує.
- підтримувати надійний контакт з обраною прокладкою, суглобом або місцем розміщення пакета;
- запобігати переміщенню дроту, коли починається потік повітря або флюс;
- уникайте залишати чутливий з'єднання підвішеним над друкованою платою;
- уникайте методів кріплення, які суттєво змінюють місцеву теплову реакцію;
- включають ймовірну холодну точку, таку як площадка, з’єднана з великою мідною площиною;
- включити чутливе-до тепла місце, коли обмеження компонентів критичні;
- запишіть спосіб кріплення та положення термопари для повторюваності.
Товщина друкованої плати, розподіл міді, положення упаковки та сусідні компоненти можуть змінювати температуру з’єднання. Тому те саме налаштування обладнання може дати різні результати на іншій платі.
Реологія пасти та реакція на нагрівання також пов’язані. Дивіться посібник дофізичні властивості паяльної пастидля міркувань в'язкості, липкості та текучості.
Чи безпечна-низькотемпературна паяльна паста оплавлення вручну?
Нижче{0}}плавкий сплав може зменшити теплову потребу процесу, але він не виправляє погану рівномірність температури, неконтрольований потік повітря, надмірний об’єм осадів або невідповідну конструкцію з’єднання.
Низькотемпературні-рецептури також мають-особливий сплав, флюс, механічні особливості та надійність. Перегляньте актуальну документацію для вибраногонизькотемпературна паяльна паста,-без свинцюа не перенесення налаштувань з іншого сплаву.
Ілюстративні сценарії
Наведені нижче приклади демонструють процес прийняття рішень і не представляють виміряні результати виробництва.
Сценарій 1: маленький односторонній-прототип датчика
Невеликий плоский прототип містить видимі резистори, конденсатори та мікросхему зі свинцями з одного боку. Нижня сторона не містить компонентів, а розподіл міді помірний.
Гаряча плита-з контрольованою температурою може бути розумним методом початку, якщо оператор може контролювати об’єм пасти, закріпити плату, приєднати термопари та перевірити кожне з’єднання. Процес все одно має бути зафіксований і не повинен вважатися придатним для виробництва.
Сценарій 2: Заміна QFP на заповненій платі контролера
Заповнена плата контролера потребує заміни одного видимого-проводу QFP. Роз’єми поблизу не витримують широкого нагрівання всієї-плати, тоді як велика площа землі збільшує локальне теплове навантаження.
Попереднє підігрівання знизу та контрольоване гаряче-повітря з верхньої сторони можуть бути більш доцільними, ніж лише конфорка. Оператор повинен захистити суміжні частини, виміряти ціль і прилеглі чутливі місця, а також перевірити кожен доступний кабель після охолодження.
Коли зупинитися та використовувати піч оплавлення або професійну систему переробки
Обробка на гарячій-плиті або гарячому-повітря вручну не є кращим шляхом, якщо збірка містить:
- великі масиви BGA або пакунки з нижніми-закінченнями, що потребують прихованого-спільного прийняття;
- Пакети QFN або SON із критичним об’ємом припою-центральної площадки;
- щільна багатошарова конструкція і великі температурні градієнти;
- важкі компоненти з обох сторін друкованої плати;
- оптичні пристрої чи термо{0}}чутливі пластикові деталі;
- чутливі-до вологи компоненти без записів про контрольоване поводження;
- вимоги до -безпеки або високої-надійності;
- обсяг виробництва, який вимагає перевіреної повторюваності;
- немає надійного способу виміряти температуру чи перевірити результат.
Спеціальні вказівки щодо пакета- від Infineon рекомендують оплавлення-конвекційної печі для інтегрованої збірки QFN і SON і зазначають, що звичайний оптичний огляд обмежено для з’єднань, утворених переважно під пакетом.
Спеціалізованінапівпровідникова паяльна пастаслід вибирати та перевіряти разом із процесом упаковки, трафарету, нагрівання та перевірки.
Поширені дефекти та перші перевірки
| Спостережений дефект | Можлива причина | Перша перевірка |
|---|---|---|
| Надгробний компонент | Нерівномірне нагрівання або неоднакове зволоження | Порівняйте температуру прокладки та відкладення пасти |
| Паяний міст | Надлишок пасти або рух компонентів | Об'єм, розміщення та потік повітря |
| Припійні кульки | Надлишки пасти, забруднення або агресивне нагрівання | Стан пасти, нанесений об'єм і швидкість нагрівання |
| Відкритий суглоб | Недостатня кількість пасти або холодний тампон | Термічна маса міді та фактична температура з’єднання |
| Зміщений компонент | Потік повітря або рух, коли припій рідкий | Контроль форсунок і стабільність охолодження |
| Неповне зрощення | Недостатній термічний вплив або пошкоджений матеріал | Виміряний профіль і вставити історію |
| Затемнена паяльна маска або ламінат | Надмірне місцеве опалення | Час впливу, відстань і вимірювана температура |
| Піднята колодка | Надмірна температура або механічна сила | Переробка обробки та час перебування |
Видимий дефект не слід автоматично звинувачувати в паяльній пасті. Перегляньте разом осадження, конструкцію плати, метод нагрівання та розміщення компонентів. Більш широкий посібник дляоцінка продуктивності припоюнадає додаткові тестові категорії.
Перевірка після оплавлення вручну
Для доступних стиків використовуйте відповідне збільшення, щоб перевірити:
- намокання як на колодці, так і на кінцевій частині;
- перемички і кульки припою;
- відкриті або частково змочені дроти;
- зсув або поворот компонента;
- недостатній обсяг припою;
- залишки за межами призначеної території;
- пошкодження паяльної маски, колодки або ламінату.
Електрична безперервність може ідентифікувати вибрані розриви та короткі замикання, але вона не може оцінити пустоти, зону зволоження, механічну міцність або кожне приховане з’єднання.
В офіційних інструкціях щодо упаковки Infineon описується рентгенівська перевірка як придатна для компонентів, які не можна належним чином перевірити оптичними методами. використанняПринципи перевірки паяльної пастиперед оплавленням і ефективний-метод перевірки оплавлення після цього.
Запишіть партію пасти, обладнання, положення термопар, історію виміряної температури, оператора, результати перевірки та остаточне розміщення.
FAQ
З: Чи можна оплавляти паяльну пасту за допомогою гарячого{0}}пістолета?
Відповідь: станція для ремонту електроніки- з керуванням-температурою та повітряним потоком може підійти для локальних робіт. Будівельна теплова гармата зазвичай не має контролю, необхідного для малих компонентів SMD.
Питання: чи може нагрівальна плита замінити духовку з оплавленням?
A: Він може підтримувати вибрані невеликі прототипи, але він не забезпечує контрольованих зон, повітряного потоку та повторюваності профільної виробничої печі.
Питання: для SMD пайки краще гаряче повітря чи гаряча плита?
A: Контрольована гаряча плита зазвичай є кращою відправною точкою для простого прототипу цілої-плати. Контрольоване гаряче повітря зазвичай краще для одного компонента або обмеженої зони переробки.
Q: Скільки термопар я повинен використовувати?
A: Використовуйте достатньо точок вимірювання, щоб відобразити ймовірний холодний шов і найбільш-теплочутливе місце. Для складних дощок можуть знадобитися додаткові бали.
З: Чи можна використовувати гарячу плиту для дво-сторонньої друкованої плати?
A: Лише у вибраних перевірених випадках. Нижні частини можуть стикатися з поверхнею, переплавлятися або рухатися, і може знадобитися кріплення.
З: Чи можна використовувати гаряче повітря для корпусів BGA або QFN?
A: Професійні системи можуть переробляти ці пакети, але неконтрольована ручна робота без профілювання, контролю розміщення та прихованої-спільної перевірки несе значну невизначеність.
Висновок
Паяльну пасту можна оплавляти без спеціальної печі для вибраних прототипів і ремонту, але метод нагрівання має відповідати завданню.
Використовуйте гарячу плиту-з контрольованою температурою або попередній нагрівач друкованої плати для вибраного невеликого прототипу цілої-плати та контрольоване гаряче повітря для локальної переробки. Використовуйте профільовану піч або професійну систему ремонту, коли йдеться про приховані з’єднання, складну термічну масу, повторюваність або високу надійність.
Найважливішим контролем є виміряний відгук друкованої плати та компонентів-, а не число, що відображається на інструменті. Відповідні матеріали можна переглянути вАсортимент паяльних паст YIHMA, а деталі процесу можна надіслати черезСторінка запиту YIHMA.
