Zgornji nasveti za preprečevanje praznin v BGA spajkanju z reflow pečico

Če želite preprečiti praznine pri spajkanju BGA pri uporabi opreme pri proizvajalcu pečice na Kitajskem , je pomembno, da nastavite natančen profil reflowa. Izberite kakovostno spajkalno pasto in previdno nadzorujte raven vlage. Vedno sledite najboljšim praksam za ravnanje z materiali in upravljanje procesov. V sodobnih tovarnah elektronike so praznine v spajkalnih sklepih BGA običajno pod 25%, da se zagotovi zanesljive zmogljivosti. Velike ali grozdne praznine lahko oslabijo spajkalne sklepe in zmanjšajo življenjsko dobo , zlasti med spajkanjem BGA v postopku reflowa. Ključnega pomena je, da natančno spremljate vsak korak, saj lahko lokacija in velikost praznin vplivata tako na kakovost kot tudi trajnost vašega spajkanja. Številni proizvajalci pečice na Kitajskem zdaj ponujajo napredne rešitve za pomoč pri čim manjše praznine med spajkanjem BGA.

Ključni odvzemi

· Nastavite profil za refleksijo s pravo toploto in časom. To pomaga znižati praznine in izdeluje močne spajke sklepe. Uporabite dobro spajkalno pasto in z njo ravnajte pravilno. To preprečuje, da bi se plini in voda ujeli in povzročajo praznine. Oblikovati šablone, tako da lahko plini med spajkanjem pobegnejo. To pomaga ustaviti velike praznine pod BGA. Vlažnost naj bo nizka in pecite dele pred spajkanjem. To odstrani vodo in preprečuje, da bi sklepi razpokali. Preverite spajkalne spoje z rentgenskimi orodji, da najdete skrite praznine. Za boljšo zanesljivost ohranite ravni nihanj pod predlaganimi mejami.

BGA spajkanje: prepreči praznine

Zakaj praznine so pomembne

Ko se spajkate BGA, morate paziti na praznine. Praznine so drobni žepi plina ali toka znotraj spajkalnega sklepa. Te praznine lahko naredijo skupno šibkejšo in povzročijo, da kasneje ne uspe. Prazništvo spajkanja otežuje, da se spoj premika toploto in elektriko. Če ignorirate praznine BGA spajkalnikov, vaša naprava morda ne bo delovala dobro ali bi lahko prenehala delovati. Številni proizvajalci elektronike postavljajo stroga pravila za razveljavitev, da bodo stvari zanesljive. Vedno poskusite ustaviti praznine in ohraniti praznine spajkalnih sklepov pod dovoljeno mejo.

Nasvet: Pogosto preverite svoje delo, da zgodaj poiščete praznine BGA spajkalnikov in ustavite skupne napake v BGA.

Glavni vzroki za spajke BGA

Če veste, kako se zgodijo, lahko bolje ustavite praznine. BGA spajkalne praznine se običajno začnejo med postopkom reflowa. Ko se spajkalnik topi, se poskuša prilepiti na blazinico in spajkalno pasto. Včasih se tok v pasti ujame, če se zunanja stran udarca drži hitreje kot notranjost. Ta ujeti tok se spremeni v hlape in vzpostavi pritisk, vendar spajka morda ne bo ostala dovolj dolgo, da bi se hlapi ušli. Zaradi tega BGA spajkalna praznina znotraj sklepa.

Glavni razlogi za praznine so:

1. Napake pri tiskanju spajke paste, ki postavljajo preveč ali premalo paste na blazinico.

2. Slabi profili pečice, ki ne dajejo dovolj časa, da bi plini zapustili.

3. Uporaba spajkalnih past z visokimi točkami vrelišča, ki lovijo hlape.

4. Umazani deli ali PCB, ki preprečujejo, da bi spajkalnik prilepil desno.

5. Ne shranjevanje ali ravnanje s spajkalno pasto pravilno, kar jo spremeni in povzroča več praznin.

Praznine lahko znižate tako, da popravite svoj profil za refleksijo , izberete nizko vsestranske spajkalne paste in ohranite čist postopek. Številni strokovnjaki pravijo, da uporabijo počasno temperaturno rampo in daljši čas namakanja. Za spajkanje BGA brez svinca si prizadevate za najvišjo temperaturo približno 245 ° C za deske z deli na njih. Vakuumsko podprto reflow vam lahko pomaga tudi ustaviti praznine z izvlekom ujetih plinov. Vedno preverite svoj postopek in materiale, da ostanejo nizke praznine BGA, in sklepi trajajo dlje.

Optimizacija profila Profil

Vir slike: Pexels

Izboljšanje profila za refleksijo je odličen način za znižanje praznjenja spajcev v sklopih BGA. Med spajkanjem prelivanja morate gledati temperaturo, čas in zrak. To vam pomaga, da dobite močne in zanesljive sklepe. Če natančno spremenite nastavitve temperature refleksa, lahko dobite manj praznin in naredite svoj postopek bolj enakomeren.

Nadzor temperature

Za vsak korak morate izbrati pravo temperaturo pri spajkanju. Začnite s počasno hitrostjo rampe, približno 1 ° C do 3 ° C na sekundo . To je varovana plošča pred toplotnim šokom in plini pusti oditi. Večina proizvajalcev pravi, da uporabijo hitrost rampe 1–2 ° C/s za majhno spajkalno pasto ali drobne BGA. To pomaga ustaviti težave, kot sta spajkanje žoge in nagrobništvo.

V fazi namakajte temperaturo med 155 ° C in 185 ° C 30 do 120 sekund. To omogoča, da se plošča in deli enakomerno segrejejo. Če pa se predolgo ali vroče namočite, lahko dobite več oksidacije in praznin. Za vrhovno fazo nastavite temperaturo med 230 ° C in 245 ° C za spajkanje brez svinca. Prepričajte se, da je vrh vsaj 15 ° C višji od tališča spajke. Držite to 45 sekund ali več. To dobro pomaga spajke in pusti plinom pobeg.

Nasvet: Termoelement postavite na različna mesta na BGA in PCB. To vam pomaga preveriti toploto in znižuje možnost praznine spajke.

Čas in prebivanje

Čas je zelo pomemben pri refleksni spajkanju. Čas nad Liquidusus (TAL) je najbolj pomemben za delo v toku in znižanje praznin. Poskusite ohraniti Tal med 60 in 90 sekundami. To daje toku čas za čiščenje oksidov in pusti plini, da se umaknejo, preden se spajkalnik strdi.

Ne hitite po stopnicah. Če greste prehitro v klančino ali namočite, ujamete pline v spoj. Če namakanje ali vrh trajate predolgo, lahko poškodujete občutljive dele ali povzročijo druge težave. Čas morate gledati na vsakem koraku in včasih poskusiti različne načine. Številni strokovnjaki pravijo, da je za popolno izvajanje profila praksa, vendar vam bodo ti nasveti pomagali doseči dobre rezultate.

Uporaba dušika in mravljične kisline

Zrak znotraj vaše reflow peči je pomemben za kakovost spajkalnih sklepov. Dušikov plin potisne kisik in ustavi oksidacijo. Zaradi tega je čistejši in močnejši spajkalni spoji. Nitrogen pomaga tudi pri širjenju spajkanja in zniža število praznin v sklopih BGA in drobnih stolčkov.

Para iz mravljinčenja je še en način za znižanje praznin med spajkanjem. Če uporabljate mravljično kislino v pečici za vakuumsko reflow , naredite reduciran zrak, ki očisti okside iz delov, spajkalnih spojev in površin PCB. To pomaga, da spajkalnik bolje prilepi in naredi manj praznin. To je zelo pomembno za napredno BGA embalažo. Velike industrije, kot sta vesoljski in avtomobilski, uporabljajo to metodo za izpolnjevanje strogih pravil za zanesljivost.

OPOMBA: Vedno preverite raven kisika in spremenite mravljično kislino in namoči čas, da dobite najnižje stopnje praznine.

Če nadzorujete temperaturo, čas in zrak, lahko znižate praznjenje spajcev in naredite svoje sklope BGA bolj zanesljive. Ne pozabite, da sta toplotno profiliranje in natančno prilagoditev vašega postopka potrebna za enakomerno kakovostno spajanje.

Spajkalna pasta in materiali

Formulacija paste

Nabiranje prave paste spajkalnika pomaga ustaviti praznine pri spajkanju BGA. Pasta mora imeti pravo kombinacijo topil . To omogoča, da se plini umaknejo, ko jih ogrejete. Preprečuje, da bi se zataknili v notranjosti. Dobro vlaženje pomeni, da lahko pasta dobro očisti blazinico. To pomaga narediti močne spajkalne kroglice. Če uporabljate pasto z dobro površinsko napetostjo, se bolje širi in naredi manj praznin. Tok ne bi smel imeti preveč nehlapnih stvari. Če jih je preveč, lahko prepreči spajkalne kroglice pred padci in lovilnimi plini. Poskusite najti spajkalno pasto z rozinom, ki se topi pri nizki temperaturi. To pomaga, da tok dobro deluje med pregledovanjem. Uporaba manj rozina kot običajno omogoča, da aktivatorji delujejo pravočasno. Prav tako prepreči, da bi se spajkalne kroglice prilepile skupaj.

Nasvet: Vedno preberite tehnični podatkovni list za svojo spajkalno pasto. Izdelovalec bo našteval stvari, ki pomagajo znižati praznine pri spajkanju BGA.

Shranjevanje in ravnanje

Shranjevanje in ravnanje spajkalnika na pravi način ohranja varovanje spojev BGA spajkalnikov. Pasto spajke dajte na hladen in suh. Dele in PCB hranite na čistem območju, da ustavite umazanijo in rje. Upoštevajte pravila, ki so občutljiva na vlago, da preprečite težave z vodo. Uporabite varnost ESD, ko se dotaknete kakršnih koli materialov. Ko natisnete spajkalno pasto, uporabite dobre šablone. Prepričajte se, da se luknje ujemajo z vašo postavitvijo BGA. Nadzirajte, koliko spajkalne paste uporabljate. bi moral pokriti približno polovico Za večino blazinice . To vam pomaga vsakič doseči enake rezultate. Vedno nastavite svoj profil za refleksijo, da se ujema s spajkalnico in deli. Uporaba dušika v peči lahko pomaga tudi ustaviti rje in nižje praznine.

Doslednost aplikacije

Če postavite spajko pasto na enak način vsakič, ko BGA spajkalni sklepi močno močno. Praznine se lahko zgodijo, ko plini odidejo med refpolom. Če uporabljate premalo spajkalne paste ali toka, plini morda ne bodo izstopili. To lahko povzroči več praznin. Vrsta in moč toka v vaši pasti sta zelo pomembna. Če tok ni dovolj močan , plini ostanejo v notranjosti in naredijo praznine. Za keramično BGA potrebujete več paste spajke. To je zato, ker paket daje manj spajke kot drugi.

OPOMBA: Pred pregledovanjem vedno preverite svojo spajkalno pasto. Če ga vsakič znižate praznine, ga postavite na enak način in BGA bolje spajka.

Ravnanje z vlago in komponentami

Komponente za peko

Pred spajkanjem morate držati vlago stran od komponent BGA. Če voda vstopi v spajkalne kroglice, lahko med refpolom naredi praznine. Če menite, da imajo vaši deli BGA vlago, jih pecite, preden jih uporabite. Peka vzame vodo in pomaga preprečiti, da bi se razpoke ali plasti luščili. Večina strokovnjakov pravi, da bi pekli dele BGA pri 125 ° C 24 ur , če so bili predolgo v zraku ali če niste prepričani v skladiščenje. Vedno upoštevajte pravila proizvajalca in skupin, kot sta IPC in Jedec. Svoje dele BGA shranite v posebne vrečke s sušilnimi paketi. Ohranite vlažnost pod 40% RH. Ne poskušajte popraviti poškodb vlage s peko po predelavi. Ko se poškodba zgodi, je ne morete razveljaviti. Uporabite rentgenski ali C-SAM, da poiščete skrite praznine ali razpoke po spajkanju.

Nasvet: Bolje je ustaviti težave, kot pa jih popraviti. Pred prenosom vedno pecite in shranite svoje dele BGA pravilno.

Nadzor vlažnosti

V vlagi morate ohraniti nizko na svojem delovnem območju, da ustavite praznine pri spajkanju BGA. Visoka vlaga lahko naredi tok pod deli, namoči vodo. To lahko tvori filme, ki povzročajo več praznin in naredijo sklepe manj močne. Če ima vaš delovni prostor majhne vrzeli ali tesne konektorje, lahko ujeti tok in slab pretok plina poslabšajo stvari. Sobe naj bo suh in uporabite dober pretok zraka, da boste plini pomagali med spajkanjem. Boljši izkazovalni in pametni dizajn , kot so večji presledki med deli, pomagajo tudi znižani tok in praznine. Vedno preverite svoje delovno območje in po potrebi spremenite stvari, da bodo vaši BGA sklepi močni.

· Vlaga lahko povzroči:

o praznine znotraj spajkalnih kroglic ali na sklepih

o ujeti plini

o Spoji, ki se krčijo in razpokajo

o Zračni žepi iz Viasa

Opomba: Če upoštevate pravila IPC-610D in IPC-7095A , lahko hranite praznine na varnih ravneh.

Šablona in umestitev

Oblikovanje šablone

Praznine v spajkanju BGA lahko znižate s spreminjanjem zasnove šablone . Ko natisnete spajkalno pasto, bi morali ustvariti poti za plin, da pobegne pod BGA. Uporabite vzorce, kot so 5-koščke, okensko podokno, križno loputo ali radialne oblike . Ti vzorci pomagajo, da se plini premaknejo, preden se spajkalnik strdi. Če imate toplotne blazinice, razbijete velika območja spajkalne paste z vzorci križa. To omogoča ujeti plin pobeg in ohranja močan sklep.

· Velike odprtine šablone razdelite na manjše. Na primer, uporabite štiri majhne odprtine namesto ene velike.

· Izrazite se skozi luknje. To preprečuje, da bi spajkalna pasta pritekala v vias in povzročila praznine.

· Poskusite debelejšo šablono, na primer 0,2 mm, vendar hranite isto prostornino spajke. To daje več prostora za pobeg plina.

· Uporabite agresiven tok z manjšimi razdeljenimi odprtinami in brez maske za spajkanje. Ta metoda deluje dobro in ne dodaja stroškov.

Te spremembe vam pomagajo, da se izognete prazninam in olajšate predelavo BGA. Ni vam treba menjati paste za spajkalnik ali profila za prelivanje. Morate samo prilagoditi svoj šablon.

Spajkalna žoga in namestitev paste

Med predelavo BGA morate previdno postaviti spajkalne kroglice in spajkalno pasto. Če uporabljate preveč ali premalo spajkalne paste, lahko dobite šibke sklepe ali dodatne praznine. Vedno preverite, ali spajkalne kroglice sedijo na desnem mestu na blazinicah. Uporabite šablono , ki ustreza vaši postavitvi BGA. To vam pomaga, da na vsaki blazinici dobite enako količino spajke.

Dober postopek namestitve vam pomaga, da se izognete hladnim sklepom. Hladni sklepi se zgodijo, ko se spajkalnik ne stopi v celoti. To lahko kasneje privede do težav s predelavo BGA. Uporabiti bi morali enakomerno roko in pravo orodje za namestitev spajkalnih kroglic in spajkalne paste. To ohranja vaše BGA sklepe močne in pripravljene za predelavo, če je potrebno.

Komponenta Warping

Komponenta lahko povzroči velike težave med predelavo BGA. Če se vaš BGA ali tabla med ogrevanjem upogne, boste morda videli neenakomerne spajke ali dodatne praznine. Ukrivljenje lahko dvigne nekaj spajkalnih kroglic s blazinice, zaradi česar je skupni sklep šibek. Morate nadzorovati temperaturo reflowa in uporabiti počasno ogrevanje, da ustavite upogibanje.

· Shranite svoje dele BGA ravno in suhe.

· Uporabite postajo za predelavo z enakomernim ogrevanjem.

· Preverite, ali je upogibanje pred in po predelavi.

Če vidite, da se boste izkrivili, boste morda morali prilagoditi svoj postopek ali zamenjati del. Skrbno ravnanje in prava orodja vam pomagajo, da se izognete težavam s predelavo in ohranite zanesljive BGA sklepe.

Vakuumsko reflow za praznino spajke

Kako deluje vakuumsko refpow

Vakuumski reflow je poseben način, da se znebite ujetih plinov. Pomaga znižati praznine v spalnih sklepih. Svojo sklop BGA postavite v pečico , ki naredi vakuum. Ko se spajkalnik topi, pečica potegne zrak ven. To omogoča, da plini in tok zapustijo spajkalni spoj. Končate z manj prazninami in močnejšimi sklepi.

Lahko spremenite, kako dolgo in kako močan je vakuum. Večina pečic uporablja vakuum takoj po topljenju spajkanja. To omogoča spajkalniku, medtem ko plini pobegnejo. Ta metoda deluje dobro za pakete BGA in druge dele, ki morajo biti zelo zanesljivi. Videli boste veliko manj praznine kot z običajnim refpolom. Mnogi ljudje dobijo praznine pod 2% z vakuumskim refpolom . Običajni refleks pogosto pušča 10% ali več.

Nasvet: natančno pazite na vakuumski cikel. Preveč vakuuma ali slabega časa lahko naredi brizganje ali neenakomerne sklepe.

Kdaj uporabiti vakuumsko refpow

Za vsako delo ni potreben Uporabljajte ga, ko potrebujete zelo nizke praznine ali kadar normalen reflow ne deluje dovolj dobro. Študije kažejo, da se vakuumsko reflow najbolj pomaga v teh primerih: vakuumski reflow .

· LED sklop, kjer skoraj ni potrebnih praznin za dober toplotni tok in dolgo življenjsko dobo.

· BGA spajkanja z visoko zanesljivostjo, kot v avtomobilih ali letalih.

· Projekti, pri katerih običajna spajkalna pasta in tok ne dajejo dovolj nizkih praznin.

· Ko morate imeti praznine pod 2% za najboljše rezultate.

Vakuumsko reflow daje boljše sklepe, vendar stane več in naredi več korakov. Morda boste delali počasneje in morate več usposobiti svojo ekipo. Strokovnjaki pravijo, da morate svoj postopek dobro načrtovati, da ustavite škropljenje ali dolge cikle.

OPOMBA: Vzpostavitev vakuuma je najboljši, kadar vaše delo potrebuje dodatno delo in stroške. Za večino spajkanja BGA je morda dovolj dober profil za prelivanje.

Preglejte in preizkusite praznine BGA

Rentgenski in vizualni pregled

Svoje sklepe morate dobro preveriti, ali se prepričajte, da delujejo. Če jih pogledate, vam pomaga najti razpoke ali poskočnega spajka na zunanji strani. Toda znotraj sklepa ne morete videti samo z očmi. Za skrite težave potrebujete posebna orodja. Rentgenski pregled vam omogoča, da pogledate v sklep. Pomaga vam najti praznine ali razpoke, ki bi lahko zlomili sklep. Novi rentgenski stroji uporabljajo pametno programsko opremo za hitro in pravilno merjenje praznin. Lahko celo naredite 3D slike, da vidite, kje je vsaka težava.

Tu je tabela, ki prikazuje, kako delujejo različne metode pregledov :

Vidite, kako dobro te metode delujejo v spodnjem grafikonu:

Rentgenski pregled je najboljši način za iskanje in merjenje praznin, ne da bi prekinili sklep. Za branje rentgenskih slik potrebujete usposobljene ljudi ali pametne programe. Samo gledanje na spoj ni dovolj, da bi našli skrite praznine. Vedno uporabite oba načina, da dobro preverite spoje BGA. Če zamudite praznino, lahko dobite hladen spajkalni spoj, ki bi se lahko pozneje zlomil.

Sprejemljive ravni praznine

Pravila morate vedeti, koliko praznin je v sklepih v redu. Večina pravil pravi, da bi moralo biti največje območje praznine manj kot 25% sklepa , kot je razvidno iz rentgenskih slik. Nekatera nova poročila pravijo, da je do 30% v nekaterih primerih v redu. Za pomembne blazinice strokovnjaki trdijo, da držijo praznine pod 10% do 25%, odvisno od tega, kje so.

Vedno preverite svoje sklepe in se prepričajte, da sledijo tem omejitvam. Če vidite praznine, večje od tretjine velikosti kroglice, morate popraviti svoj postopek. Ohranjanje praznin v varnem območju pomaga ustaviti okvare in narediti močne, dobre sklepe.

Če nadzorujete svoj postopek in uporabljate dobre materiale, lahko dobite dobro spajkanje BGA. poskusite uporabiti Pri predelavi BGA Naredite predgrevanje in namočijo korake dlje, da lahko zapustijo tokovi plini. Vedno izberite kakovostno spajkalno pasto in nastavite svojo pečico na pravi način. Za predelavo BGA manjše luknje s šabloni in manj spajke paste . naj bo zrak suh in razmislite o uporabi vakuuma, da dobite najmanj praznine. Spoznajte nove zlitine spajkalnikov, boljši tok in pametna tovarniška orodja . Če še naprej izboljšujete postopek ponovnega dela, bodo vaši sklepi ostali močni in imeli manj praznin.

Pogosta vprašanja

Kaj povzroča večino praznin pri spajkanju BGA?

Pogosto vidite praznine zaradi ujetih plinov iz toka spajkalne paste, slabih profilov reflowa ali preveč vlage. Umazane površine in slaba zasnova šablone tudi povečujejo praznine. Vedno preverite svoj postopek in materiale, da zmanjšate ta tveganja.

Kako lahko preverite praznine v BGA sklepih?

Uporabite rentgenski pregled . To orodje vam omogoča, da vidite znotraj spajk in najdete skrite praznine. Vizualni pregledi kažejo samo težave s površino. Rentgen vam daje najboljše rezultate za spajkanje BGA.

Ali je za preprečevanje praznin vedno potreben vakuumski reflow?

Ne, ne potrebujete vedno vakuuma . Praznine lahko pogosto nadzirate z dobrim profilom za refleksijo in kakovostno spajkalno pasto. Uporabite vakuumsko reflow, kadar potrebujete zelo nizke praznine, na primer v avtomobilskih ali vesoljskih projektih.

Kakšna je največja dovoljena velikost praznine pri spajkanju BGA?

Za močne, zanesljive sklepe bi morali držati praznine pod temi mejami.