BGA perdirbimo profiliai

BGA pertvarkymas turi nustatyti temperatūros kreivę pagal skirtingas litavimo pastos kreives, kad temperatūros kreivė prie padėklo būtų artima litavimo pastos kreivei. Paprastai naudojamas kelių temperatūrų zonų šildymo metodas, parodytas (1 pav.), o temperatūros kreivė padalijama į pakaitinimo zoną, aktyviąją zoną, pakartotinio srauto zoną ir aušinimo zoną.

                                                      1 paveikslas

1. pakaitinimo zona

Pakaitinimo stadija (išankstinio pašildymo stadija), dar vadinama nuolydžio zona, pakelia temperatūrą nuo aplinkos temperatūros iki litavimo aktyvavimo temperatūros, sunaikina metalo oksido plėvelę ir nuvalo lydmetalio lydinio miltelių paviršių, kuris skatina lydmetalio įsiskverbimą ir lydmetalio lydinio susidarymas. Temperatūros kilimo greitis šioje srityje turi būti kontroliuojamas atitinkamame diapazone. Jei jis bus per greitas, įvyks terminis šokas, gali būti pažeistas pagrindas ir įrenginiai; jei jis yra per lėtas, PCB neužteks laiko pasiekti aktyvią temperatūrą, todėl tirpiklis išgaruoja nepakankamai. , turinčios įtakos suvirinimo kokybei. Paprastai nurodoma, kad maksimali temperatūra yra 4 laipsniai per sekundę, o temperatūros greitis paprastai yra nuo 1 iki 3 laipsnių per sekundę.

2. aktyvioji sritis

Aktyvioji zona (mirkymo stadija), kartais vadinama šilumos išsaugojimo zona, reiškia procesą, kurio metu temperatūra pakyla nuo 140 laipsnių iki 170 laipsnių. Pagrindinis tikslas yra užtikrinti, kad PCB komponentų temperatūra būtų vienoda ir būtų sumažintas temperatūros skirtumas; kad būtų galima suaktyvinti srautą, padą, oksido pašalinimą nuo litavimo rutulių ir komponentų laidų. Ši sritis paprastai sudaro 33–50 procentų šildymo kanalo, o šis etapas trunka 40–120 sekundžių.

3. reflow zona

Pagrindinis perpylimo etapo tikslas yra neleisti lydmetaliui ar metalui toliau oksiduotis, padidinti lydmetalio sklandumą, dar labiau pagerinti drėkinimo gebėjimą tarp lydmetalio ir padėklo ir padidinti PCB agregato temperatūrą nuo aktyvios temperatūros. iki rekomenduojamos didžiausios vertės temperatūros. Šiame etape refliuksas neturėtų būti per ilgas, paprastai 30-60s esant aukštai temperatūrai. Temperatūros greitis pakyla iki 3 laipsnių per sekundę, tipinė didžiausia temperatūra paprastai yra 205-230 laipsnis, o laikas pasiekti piką yra 10-20 s. Skirtingų lydmetalių lydymosi temperatūra skiriasi, pvz., 63Sn37Pb yra 183 laipsniai C, o 62Sn/36Pb/2Ag – 179 laipsniai C, todėl nustatant parametrus reikia atsižvelgti į litavimo pastos našumą. Aktyvinimo temperatūra visada yra šiek tiek žemesnė už lydinio lydymosi temperatūrą, o didžiausia temperatūra visada yra lydymosi taške.

4. aušinimo zona

Aušinimo stadija (aušinimo stadija), alavo ir švino milteliai šioje litavimo pastos sekcijoje ištirpo ir visiškai sudrėkino jungiamą paviršių, jį reikia kuo greičiau atvėsinti, o tai padės gauti ryškias litavimo jungtis. geras vientisumas ir mažas kontaktinis kampas. Tačiau per greitas aušinimas sukels per didelį temperatūros gradientą tarp komponento ir pagrindo, dėl to šiluminio plėtimosi neatitikimas, dėl kurio suskils litavimo jungtis ir padas ir deformuosis pagrindas. Paprastai didžiausias leistinas aušinimo greitis nustatomas pagal komponento reakciją į šilumą. Priklauso nuo smūgio tolerancijos. Remiantis pirmiau nurodytais veiksniais, aušinimo greitis aušinimo zonoje paprastai yra apie 4 laipsnius per sekundę.

1 paveiksle parodyta kreivė yra labai plačiai naudojama ir gali būti vadinama šildymo-laikymo tipo kreive. Lydmetalio pasta greitai pakyla nuo pradinės temperatūros iki tam tikros pakaitinimo temperatūros 140-170 laipsnio diapazone ir palaiko ją maždaug 40-120s kaip šilumos išsaugojimą. zoną, tada greitai įkaitinkite iki pakartotinio srauto zonos, galiausiai greitai atvėsinkite ir įeikite į aušinimo zoną, kad užbaigtumėte litavimą.

Reflow profilis yra raktas, užtikrinantis BGA litavimo kokybę. Prieš nustatant pakartotinio srauto kreivę, reikia išsiaiškinti: litavimo pasta su skirtingu metalo kiekiu turi skirtingas temperatūros kreives. Pirmiausia jį reikėtų nustatyti pagal litavimo pastos gamintojo rekomenduojamą temperatūros kreivę, nes lydmetalio pastoje esantis lydmetalio lydinys lemia lydymosi temperatūrą, o srautas – temperatūros kreivę. Aktyvinimo temperatūra. Be to, litavimo pastos kreivė turėtų būti koreguojama vietoje, atsižvelgiant į medžiagos tipą, storį, sluoksnių skaičių ir PCB dydį.

BGA perdirbimo stoties temperatūros valdymo sistema turi užtikrinti, kad išmontuojant ir lituojant nebūtų pažeisti perdirbami komponentai, aplinkiniai komponentai ar komponentai ir PCB trinkelės. Reflow litavimo šildymo būdus paprastai galima suskirstyti į du tipus: šildymą karštu oru ir infraraudonųjų spindulių šildymą. Šildymas karštu oru yra vienodas mažame plote, o dideliame plote bus vietinis šaltas plotas; Nors infraraudonųjų spindulių šildymas yra vienodas dideliame plote, trūkumas yra tas, kad dėl objekto spalvos gylio absorbuojama ir atspindima šiluma nėra vienoda. Dėl riboto BGA pertvarkymo darbo vietos tūrio, jos temperatūros valdymo sistema turi būti specialios konstrukcijos.