"Hold Zone" και "Reflow Zone" στο SMT Soldering: NeoDen IN6 Temperature Curve Setup Guide

Πολλοί μηχανικοί Ε&Α ή προσωπικό παραγωγής που είναι νέος στη συναρμολόγηση SMT συχνά αντιμετωπίζουν ελαττώματα συγκόλλησης, όπως ατελής επαναροή, λιθοδομή, αποχρωματισμό PCB ή οπτανθρακοποίηση ροής. Αυτό το άρθρο συνδυάζει τοΕγχειρίδιο χρήσης φούρνου ανανέωσης NeoDen IN6με τα χαρακτηριστικά του υλικού για να εξηγήσει πώς να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση της διαδικασίας διαμορφώνοντας σωστά τις παραμέτρους εμποτισμού και επαναροής.

smt production line

Για να βαθμονομήσετε τις κατάλληλες παραμέτρους θερμοκρασίας, πρέπει πρώτα να κατανοήσετε τις φυσικές και χημικές αλλαγές που συμβαίνουν στην πάστα συγκόλλησης σε διαφορετικές ζώνες θερμοκρασίας.

NeoDen IN6 Desktop Reflow Oven

Σύμφωνα με το θεωρητικό μοντέλο στο εγχειρίδιο χρήσης NeoDen IN6, η ζώνη εμποτισμού ακολουθεί συνήθως τη ζώνη προθέρμανσης και προηγείται του σημείου τήξης. Για τυπική πάστα συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο-, αυτή η ζώνη είναι γενικά ρυθμισμένη μεταξύ 150 μοιρών και 190 μοιρών . Σε αυτό το στάδιο, το PCB υφίσταται δύο βασικές διαδικασίες:

Μείωση της θερμικής ανοχής της σανίδας:Ένα PCB περιέχει όχι μόνο μικροσκοπικές αντιστάσεις και πυκνωτές (όπως εξαρτήματα 0402), αλλά και εξαρτήματα που απορροφούν θερμότητα-όπως καλύμματα θωράκισης ή τσιπ BGA. Η ζώνη εμποτισμού επιτρέπει σε ολόκληρη την πλακέτα να παραμείνει σε αυτή τη θερμοκρασία για 60–120 δευτερόλεπτα, επιτρέποντας στα μεγάλα εξαρτήματα να απορροφούν πλήρως τη θερμότητα, ελαχιστοποιώντας τις πλευρικές διαφορές θερμοκρασίας και προετοιμάζοντας την σανίδα για είσοδο στη ζώνη επαναροής.
Ενεργοποίηση ροής:Η ροή αρχίζει να ενεργοποιείται στους 150 βαθμούς, βρέχοντας τα μαξιλαράκια και τα καλώδια και αφαιρώντας το στρώμα οξειδίου από τις μεταλλικές επιφάνειες. Εάν ο ισόθερμος χρόνος παραμονής είναι πολύ μικρός, η ροή δεν θα αντιδράσει πλήρως, με αποτέλεσμα κενά ή κακή διαβροχή. Εάν ο ισόθερμος χρόνος παραμονής είναι πολύ μεγάλος, η ροή θα εξατμιστεί πρόωρα, προκαλώντας δευτερογενή οξείδωση του μετάλλου και οδηγώντας σε ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης ή οπτάνθρακα.

Η ζώνη επαναροής είναι η περιοχή με την υψηλότερη θερμοκρασία στο εσωτερικό του φούρνου. Το θεωρητικό σημείο τήξης του SAC305 είναι 217 μοίρες. Μόλις το υπόστρωμα εισέλθει σε αυτή τη ζώνη, η θερμοκρασία του υπερβαίνει γρήγορα το σημείο τήξης, φτάνοντας σε μέγιστη θερμοκρασία 240 μοίρες – 250 μοίρες.

Σχηματισμός του στρώματος IMC:Η υγρή συγκόλληση αντιδρά με το υπόστρωμα χαλκού για να σχηματίσει διαμεταλλικές ενώσεις (στρώμα IMC, όπως Cu6Sn5). Το ιδανικό πάχος στρώσης IMC θα πρέπει να ελέγχεται μεταξύ 1 και 3 μικρομέτρων για να διασφαλιστεί η μηχανική αντοχή και η ηλεκτρική αξιοπιστία των αρμών συγκόλλησης.
Χρόνος αναμονής υγρού (TAL):Ο χρόνος που το PCB παραμένει σε ή πάνω από 217 μοίρες θα πρέπει συνήθως να ελέγχεται μεταξύ 45 και 90 δευτερολέπτων. Οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες αιχμής ή το υπερβολικά μεγάλο TAL θα έχουν ως αποτέλεσμα ένα υπερβολικά παχύ στρώμα IMC (που υπερβαίνει τα 5 μικρόμετρα), με αποτέλεσμα η ένωση συγκόλλησης να γίνει εύθραυστη. Εάν η θερμοκρασία ή ο χρόνος είναι ανεπαρκείς, το IMC δεν θα σχηματιστεί σωστά, γεγονός που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης.

NeoDen IN6Ο φούρνος ανανέωσης διαθέτει σχέδιο με 6 ζώνες θέρμανσης (3 επάνω και 3 κάτω). Σε συνδυασμό με θερμαντικές πλάκες με πλήρη θερμό-αέρα και κράμα αλουμινίου, μπορεί να ελέγξει τις πλευρικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εντός ±1 βαθμού. Ο πίνακας ελέγχου υποστηρίζει 16 σετ προγραμματιζόμενων προφίλ θερμοκρασίας.

Συμβουλές για παραμέτρους λεπτομερούς-συντονισμού:Μετά την ενεργοποίηση του "Dynamic Preheating Control" στο σύστημα IN6, η θερμική ισορροπία επιτυγχάνεται σε περίπου 25 λεπτά, με ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας ±0,2 μοίρες. Ο μεταφορικός ιμάντας υποστηρίζει ρύθμιση ταχύτητας από 5 έως 30 cm/min. Δεδομένου ότι το καθαρό μήκος του θαλάμου θέρμανσης είναι 680 mm, ο συνολικός χρόνος στο φούρνο (min) υπολογίζεται ως 68,0 cm / ταχύτητα μεταφορικής ταινίας (cm/min). Όταν δοκιμάζετε πλακέτες{10}}πολλαπλών στρώσεων υψηλής{11}}πυκνότητας και διαπιστώνετε ότι η σταθερή-ζώνη θερμοκρασίας είναι πολύ μικρή, η πιο βολική μέθοδος προσαρμογής είναι να μειώσετε την ταχύτητα του μεταφορικού ιμάντα κατά 1–2 cm/min στην οθόνη αφής, επεκτείνοντας έτσι αναλογικά την τιμή απορρόφησης του υποστρώματος, χωρίς να χρειάζεται να τροποποιήσετε την τιμή απορρόφησης θερμότητας μεμονωμένα για κάθε ζώνη.

Με βάση τον πίνακα ανάλυσης ελαττωμάτων συγκόλλησης στο αρχικό εγχειρίδιο κατασκευαστή, τα ζητήματα παραμέτρων διεργασίας μπορούν να εντοπιστούν και να διορθωθούν αναλύοντας την εμφάνιση των αρμών συγκόλλησης μετά την έξοδό τους από τον φούρνο.

Απανθράκωση ροής και κιτρίνισμα των αρμών συγκόλλησης:Υποδεικνύει υπερθέρμανση εντός του φούρνου. Αυτό συνήθως προκαλείται από μια ρύθμιση θερμοκρασίας αιχμής που είναι πολύ υψηλή στη ζώνη επαναροής ή από μια ταχύτητα μεταφορικής ταινίας που είναι πολύ αργή, με αποτέλεσμα υπερβολικό χρόνο παραμονής. Η λύση είναι να αυξηθεί η ταχύτητα του μεταφορικού ιμάντα ή να μειωθεί η καθορισμένη θερμοκρασία.
Ενώσεις ψυχρής συγκόλλησης ή ελλιπείς ενώσεις συγκόλλησης:Αυτό υποδηλώνει ανεπαρκή συνολική απορρόφηση θερμότητας εντός του θαλάμου ή "φαινόμενο σκιάς θερμού αέρα" που προκαλείται από-εξαρτήματα μεγάλου όγκου. Η λύση είναι πρώτα να μειωθεί η ταχύτητα του μεταφορέα για να παραταθεί ο χρόνος θέρμανσης. εάν εξακολουθούν να υπάρχουν εντοπισμένα νεκρά σημεία, αυξήστε κατάλληλα την αναλογία της κάτω ζώνης θέρμανσης για να μετριαστεί η επίδραση της σκιάς χρησιμοποιώντας τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του επάνω και του κάτω μέρους.

Η μακροπρόθεσμη-σταθερότητα ελέγχου θερμοκρασίας του απλήρες-σύστημα συγκόλλησης ζεστού-αναρροής αέραεξαρτάται από τη σωστή συντήρηση του υλικού.

Λίπανση ρουλεμάν μετάδοσης κίνησης:Δεδομένου ότι το εσωτερικό του φούρνου είναι συνεχώς εκτεθειμένο σε ακτινοβολία υψηλής{{0} θερμοκρασίας, το συνηθισμένο λιπαντικό τείνει να ενανθρακώνεται και να σχηματίζει εναποθέσεις, προκαλώντας τη σύλληψη των ρουλεμάν. Τα κολλημένα ρουλεμάν μπορεί να προκαλέσουν δόνηση του ιμάντα πλέγματος. κατά τη σύντομη στιγμή που η πάστα συγκόλλησης βρίσκεται σε υγρή ευτηκτική κατάσταση, ακόμη και ελαφριές δονήσεις μπορούν εύκολα να προκαλέσουν μετατόπιση του εξαρτήματος ή να καταστρέψουν την εύθραυστη δομή IMC. Το εγχειρίδιο απαιτεί ρητά την περιοδική εφαρμογή λιπαντικού λαδιού υψηλής{4} θερμοκρασίας. Συνιστάται το σέρβις των ρουλεμάν κάθε 100 ώρες λειτουργίας χρησιμοποιώντας γράσο υψηλής θερμοκρασίας 300 βαθμούς ή υψηλότερη.
Συντήρηση συστήματος φιλτραρίσματος καπνού:Η τυπική διάρκεια ζωής του ενσωματωμένου-φυσιγγίου φίλτρου ενεργού άνθρακα είναι 8 μήνες. Ένα κορεσμένο ή φραγμένο φυσίγγιο φίλτρου θα προκαλέσει αυξημένη αντίθλιψη στον αγωγό αέρα και μείωση της ταχύτητας ροής ζεστού αέρα μέσα στο θάλαμο. Αυτό όχι μόνο έχει ως αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας, αλλά προκαλεί επίσης αργή απόκριση του αλγόριθμου ελέγχου θερμοκρασίας PID του μικροεπεξεργαστή, οδηγώντας σε διακυμάνσεις στην καμπύλη θερμοκρασίας. Για να αντικαταστήσετε την κασέτα φίλτρου, απλώς αφαιρέστε τις 12 βίδες στο πίσω μέρος του εξοπλισμού.

factory

Η σωστή βαθμονόμηση των παραμέτρων για τη ζώνη σταθερής- θερμοκρασίας και τη ζώνη επαναροής είναι θεμελιώδης για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας των αρμών συγκόλλησης SMT. Με τη μόχλευση τουNeoDen IN6's Αρχιτεκτονική υλικού και σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας πολλαπλών-θερμοκρασίας-ζωνών, τυποποίησης των κλίσεων θερμοκρασίας και των ταχυτήτων του μεταφορικού ιμάντα και με αυστηρή τήρηση των καθημερινών επιθεωρήσεων του εξοπλισμού, μπορείτε να ελέγξετε αποτελεσματικά τις διακυμάνσεις της διαδικασίας και να βελτιώσετε την απόδοση συγκόλλησης κατά τη διάρκεια δοκιμαστικής παραγωγής μικρής{{2} παρτίδας.