Ny SMT dia mampiasa famakafakana sy vahaolana amin'ny fametahana solder mahazatra amin'ny fametahana rivotra sy vahaolana (2023 Essence Edition), mendrika izany ianao!
1 Fampidirana
Ao amin'ny fivorian'ny biraon'ny fizaran-tany, ny pasteur solder dia atao pirinty voalohany amin'ny pad solder board, ary avy eo ny singa elektronika isan-karazany dia apetaka. Farany, aorian'ny fandoroana lafaoro, dia miempo ny vakana fanitso ao amin'ny pasteur solder ary ny singa elektronika rehetra sy ny pad solder amin'ny solaitrabe dia mifamatotra mba hahatonga ny fivorian'ny submodules elektrika. surfacemounttechnology (sMT) dia ampiasaina bebe kokoa amin'ny vokatra fonosana avo lenta, toy ny fonosana rafitra (siP), fitaovana ballgridarray (BGA), ary Chip tsy misy herinaratra, fonosana tsy misy pentina (quad aatNo-lead, antsoina hoe QFN). ) fitaovana.
Noho ny toetra mampiavaka ny solder mametaka welding dingana sy ny fitaovana, aorian'ny reflow welding ireo solder lehibe fitaovana ambonin'ny, dia hisy lavaka ao amin'ny solder faritra welding, izay hisy fiantraikany amin'ny elektrika fananana, mafana fananana sy ny mekanika toetra ny vokatra Performance, ary na dia mitarika ho amin'ny vokatra tsy fahombiazana, noho izany, mba hanatsarana ny solder mametaka reflow welding lavaka dia lasa dingana sy ny olana ara-teknika izay tsy maintsy voavaha, ny mpikaroka sasany dia nandinika sy nianatra ny antony mahatonga ny BGA solder baolina welding lavaka, ary nanome vahaolana fanatsarana, mahazatra solder Mametaka reflow welding dingana welding faritra QFN lehibe kokoa noho 10mm2 na welding faritra lehibe noho ny 6 mm2 miboridana Chip vahaolana dia tsy ampy.
Ampiasao ny lasantsy Preformsolder sy ny fanerena ny lafaoro reflux vacuum mba hanatsarana ny lavaka lasantsy. Prefabricated solder mila fitaovana manokana hanondro flux. Ohatra, ny puce dia offset sy mitongilana mafy rehefa avy nametraka ny puce mivantana eo amin'ny solder efa namboarina. Raha ny flux tendrombohitra chip dia reflow ary avy eo manondro, ny dingana dia nitombo roa reflow, ary ny vidin'ny prefabricated solder sy flux fitaovana dia ambony lavitra noho ny solder Mametaka.
Ny fitaovana vacuum reflux dia lafo kokoa, ny fahabangana fahafahan'ny efitrano banga mahaleo tena dia ambany dia ambany, ny vidin'ny vidiny dia tsy avo, ary ny olana amin'ny fiposahan'ny vifotsy dia lehibe, izay zava-dehibe amin'ny fampiharana ny haavony sy ny haavony kely. vokatra. Ato amin'ity taratasy ity, mifototra amin'ny fomba mahazatra solder mametaka reflow welding dingana, vaovao faharoa reflow welding dingana novolavolaina sy nampidirina mba hanatsarana ny welding lavaka sy hamaha ny olana ny fatorana sy ny plastika tombo-kase famoretana vokatry ny welding lavaka.
2 Solder paste fanontam-pirinty reflow welding lavaka sy ny famokarana mekanika
2.1 Welding lavaka
Taorian'ny reflow welding, ny vokatra dia nosedraina tamin'ny x-ray. Ny lavaka ao amin'ny faritra welding miaraka amin'ny loko maivana kokoa dia hita fa noho ny tsy fahampian'ny solder ao amin'ny sosona welding, araka ny aseho amin'ny sary 1.
X-ray fitiliana ny lavaka miboiboika
2.2 Mekanisma fananganana ny lavaka welding
Raha raisina ho ohatra ny pasteur solder sAC305, dia aseho ao amin'ny tabilao 1 ny singa fototra sy ny asany. Ny vakana flux sy vifotsy dia mifamatotra amin'ny endrika paty. Ny lanjan'ny solder amin'ny flux dia manodidina ny 9: 1, ary ny tahan'ny volume dia eo amin'ny 1: 1.
Aorian'ny fanontana sy apetaka amin'ny singa elektronika isan-karazany ny pasteur solder, ny pasteur solder dia handalo dingana efatra amin'ny famafazana, fampahavitrihana, reflux ary mangatsiaka rehefa mandalo ny lafaoro reflux. Ny toetry ny pasteur solder dia hafa ihany koa amin'ny hafanana samihafa amin'ny dingana samihafa, araka ny aseho amin'ny sary 2.
Famaritana ny mombamomba ny faritra tsirairay amin'ny fametahana reflow
Ao amin'ny dingana preheating sy fampahavitrihana, ny singa mivaingana ao amin'ny flux ao amin'ny solder mametaka dia ho lasa entona rehefa mafana. Amin'izay fotoana izay ihany koa dia hamokatra entona rehefa esorina ny oxide eo ambonin'ny sosona welding. Ny sasany amin'ireo entona ireo dia hikorontana ary hamela ny pasteur solder, ary ny vakana solder dia hiforitra mafy noho ny fiovaovan'ny flux. Ao amin'ny dingana reflux, ny flux sisa ao amin'ny solder mametaka dia ho lasa etona haingana, ny vakana vifotsy hiempo, kely ny flux volatile entona sy ny ankamaroan'ny rivotra eo anelanelan'ny vakana fanitso dia tsy hiparitaka ara-potoana, ary ny sisa ao amin'ny vifotsy miendrika ary eo ambanin'ny fihenjanan'ny vifotsy voarendrika dia hamburger sandwich firafitry ary tratra amin'ny alalan'ny circuit board solder pad sy ny singa elektronika, ary ny entona nofonosina amin'ny ranon-javatra vifotsy dia sarotra ny afa-mandositra amin'ny ambony buoyancy Ny ambony levona fotoana dia tena. fohy. Rehefa mihamangatsiaka ilay vifotsy voarendrika ka lasa vifotsy mivaingana, dia mipoitra eo amin'ny soson-tsofina ny mason-koditra ary miforona ny loaka solder, araka ny asehon'ny sary 3.
Sarin'ny skéma amin'ny void ateraky ny solder paste reflow welding
Ny fototry ny lavaka welding dia ny tsy esorina tanteraka ny rivotra na ny entona mivaingana voafono ao anaty pasteur solder rehefa mitsonika. Ny anton-javatra manan-danja dia ny fitaovana fametahana solder, endrika fanontam-pirinty fametahana solder, habetsaky ny fanontam-pirinty fametahana, ny mari-pana reflux, ny fotoana reflux, ny haben'ny welding, ny rafitra sy ny sisa.
3. Fanamarinana ny fiantraikan'ny solder paste fanontam-pirinty reflow welding lavaka
QFN sy miboridana chip fitsapana dia nampiasaina mba hanamafisana ny tena antony mahatonga ny reflow welding voids, ary mba hitadiavana fomba hanatsarana ny reflow welding voids natonta tamin'ny solder paste. QFN sy miboridana chip solder Mametaka reflow welding vokatra profil dia aseho ao amin'ny Figure 4, QFN welding ambonin'ny habe dia 4.4mmx4.1mm, welding ambonin'ny tinned sosona (100% madio vifotsy); Ny haben'ny lasantsy amin'ny sombin-tsofina dia 3.0mmx2.3mm, ny soson'ny lasantsy dia mitsambikina nickel-vanadium bimetallic sosona, ary ny sosona ambonin'ny vanadium. Ny welding pad ny substrate dia electroless nikela-palladium volamena-manatsoboka, ary ny hateviny dia 0.4μm/0.06μm/0.04μm. SAC305 solder paste dia ampiasaina, ny fitaovana fanontam-pirinty fametahana solder dia DEK Horizon APix, ny fitaovana fandoroana reflux dia BTUPyramax150N, ary ny fitaovana x-ray dia DAGExD7500VR.
QFN sy miboridana chip welding sary
Mba hanamorana ny fampitahana ny valin'ny fitsapana, dia natao ny lasantsy reflow eo ambanin'ny fepetra ao amin'ny tabilao 2.
Reflow welding fepetra latabatra
Rehefa vita ny fanamafisam-peo sy ny welding reflow, dia hitan'ny X-ray ny sosona welding, ary hita fa nisy lavaka lehibe teo amin'ny soson'ny welding teo amin'ny farany ambany amin'ny QFN sy ny chip tsy misy dikany, araka ny aseho amin'ny sary 5.
QFN sy Chip Hologram (X-ray)
Koa satria ny haben'ny vakana, ny hatevin'ny harato vy, ny tahan'ny faritra fanokafana, ny endriky ny harato vy, ny fotoana reflux ary ny mari-pana amin'ny lafaoro ambony dia hisy fiantraikany amin'ny voids reflow, misy antony maro mitaona, izay hohamarinina mivantana amin'ny fitsapana DOE, ary ny isan'ny fanandramana. ho lehibe loatra ny vondrona. Ilaina ny manara-maso haingana sy mamaritra ireo anton-javatra manan-danja lehibe amin'ny alàlan'ny fitsapana fampitahana fifandraisana, ary avy eo manatsara bebe kokoa ireo anton-javatra manan-danja indrindra amin'ny alàlan'ny DOE.
3.1 Ny refin'ny loaka solder sy vakana fanitso
Miaraka amin'ny karazana 3 (bead habe 25-45 μm) SAC305 solder test test, ny fepetra hafa dia tsy miova. Aorian'ny reflow dia refesina ny lavaka ao amin'ny sosona solder ary ampitahaina amin'ny pasteur type4. Hita fa ny lavaka ao amin'ny solder solder dia tsy misy fahasamihafana lehibe eo amin'ireo karazana solder roa, izay manondro fa ny solder paste amin'ny haben'ny vakana samihafa dia tsy misy fiantraikany mazava eo amin'ny lavaka ao amin'ny solder, izay tsy misy fiantraikany, araka ny hita ao amin’ny Sary. 6 Araka ny aseho.
Fampitahana ny loaka vovoka fanitso metaly amin'ny habe samihafa
3.2 Ny hatevin'ny lavaka fametahana sy ny harato vy vita pirinty
Taorian'ny reflow, ny faritry ny lavaka misy ny sosona welded dia refesina amin'ny harato vy vita pirinty miaraka amin'ny hatevin'ny 50 μm, 100 μm ary 125 μm, ary ny fepetra hafa dia tsy niova. Hita fa ny fiantraikan'ny hatevin'ny harato vy (mametaka solder) amin'ny QFN dia ampitahaina amin'ny an'ny harato vita amin'ny vy vita pirinty miaraka amin'ny hatevin'ny 75 μm Rehefa mitombo ny hatevin'ny harato vy, dia mihena tsikelikely ny faritry ny lavaka. Rehefa tonga amin'ny hateviny (100μm), dia hivadika ny faritry ny lavaka ary manomboka mitombo miaraka amin'ny fitomboan'ny hatevin'ny harato vy, araka ny aseho amin'ny sary 7.
Izany dia mampiseho fa rehefa mitombo ny habetsaky ny fametahana solder, dia rakotry ny chip ny vifotsy misy reflux, ary tery amin'ny lafiny efatra ihany ny fivoahan'ny rivotra sisa tavela. Rehefa miova ny habetsaky ny fametahana solder, dia mitombo ihany koa ny fivoahan'ny rivotra sisa tavela, ary ny fipoahana avy hatrany amin'ny rivotra mifono ao anaty vifotsy na entona mipoitra mandositra ranon-javatra dia mahatonga ny ranon-javatra hiparitaka manodidina ny QFN sy ny chip.
Hitan'ny fitsapana fa miaraka amin'ny fitomboan'ny hatevin'ny harato vy dia hitombo ihany koa ny fipoahan'ny bubble vokatry ny fandosiran'ny rivotra na ny entona mikorontana, ary ny mety hisian'ny fiposahan'ny vifotsy manodidina ny QFN sy ny chip dia hitombo koa.
Fampitahana ny lavaka amin'ny harato vy amin'ny hateviny samihafa
3.3 faritra tahan'ny welding lavaka sy ny vy fanokafana harato
Ny harato vy vita pirinty miaraka amin'ny tahan'ny fanokafana 100%, 90% ary 80% dia nosedraina, ary ny fepetra hafa dia tsy niova. Taorian'ny reflow dia norefesina ny faritry ny lavaka amin'ny sosona welded ary nampitahaina tamin'ny harato vy vita pirinty miaraka amin'ny tahan'ny fanokafana 100%. Hita fa tsy nisy fahasamihafana lehibe teo amin'ny lavaka ny sosona welded eo ambanin'ny fepetra ny tahan'ny fanokafana ny 100% sy 90% 80%, araka ny aseho ao amin'ny sary 8.
Fampitahana ny lavaka fanokafana faritra samihafa amin'ny harato vy samihafa
3.4 Weded lavaka sy vita pirinty vy harato endrika
Miaraka amin'ny fitsapana endrika fanontam-pirinty amin'ny fametahana solder amin'ny strip b sy ny grid c, ny fepetra hafa dia tsy miova. Aorian'ny reflow dia refesina ary ampitahaina amin'ny endrika fanontana ny grid a. Hita fa tsy misy fahasamihafana lehibe eo amin'ny lavaka ny soson'ny welding eo ambanin'ny fepetran'ny grid, strip ary mitongilana, araka ny aseho amin'ny sary 9.
Fampitahana ny lavaka amin'ny fomba fanokafana samihafa amin'ny harato vy
3.5 Welding lavaka sy reflux fotoana
Taorian'ny fitsapana reflux maharitra (70 s, 80 s, 90 s), ny fepetra hafa dia tsy miova, ny lavaka ao amin'ny soson'ny welding dia refesina taorian'ny reflux, ary nampitahaina tamin'ny fotoana reflux 60 s, dia hita fa miaraka amin'ny fitomboan'ny reflux fotoana, ny welding faritra lavaka nihena, fa ny fampihenana amplitude nihena tsikelikely amin'ny fitomboan'ny fotoana, araka ny hita ao amin'ny Figure 10. Izany dia mampiseho fa amin'ny toe-javatra tsy ampy reflux ny fotoana, ny fampitomboana ny reflux ny fotoana dia tsara ho an'ny feno ny rivotra. nofonosina anaty vifotsy misy ranon-javatra, fa rehefa mitombo ny fotoana reflux amin'ny fotoana iray, dia sarotra ny hihoatra indray ny rivotra voafono anaty vifotsy. Ny fotoana reflux dia iray amin'ireo lafin-javatra izay misy fiantraikany amin'ny lavaka lasantsy.
Tsy misy fampitahana ny halavan'ny fotoana reflux samihafa
3.6 Welding cavity sy ny mari-pana ambony indrindra lafaoro
Miaraka amin'ny 240 ℃ sy 250 ℃ tampon'isan'ny lafaoro fitsapana mari-pana sy ny toe-javatra hafa tsy miova, ny lavaka faritra ny welded sosona no refesina taorian'ny reflow, ary raha oharina amin'ny 260 ℃ ambony indrindra lafaoro mari-pana, dia hita fa eo ambanin'ny samy hafa tampon'isan'ny mari-pana amin'ny lafaoro, ny lavaka ny ny sosona welded ny QFN sy ny chip dia tsy niova be, araka ny aseho ao amin'ny Figure 11. Izany dia mampiseho fa ny hafanan'ny ambony lafaoro mari-pana dia tsy misy fiantraikany miharihary eo amin'ny QFN sy ny lavaka ao amin'ny welding sosona ny chip, izay tsy misy fiantraikany.
Fampitahana tsy misy dikany ny mari-pana ambony indrindra
Ireo fitsapana etsy ambony dia manondro fa ny lafin-javatra manan-danja izay misy fiantraikany amin'ny lavaka soson-tsolika amin'ny QFN sy ny chip dia ny fotoana reflux sy ny hatevin'ny harato vy.
4 Solder paste fanontam-pirinty reflow welding fanatsarana lavaka
4.1 DOE fitsapana hanatsarana ny welding lavaka
Ny lavaka ao amin'ny soson'ny welding QFN sy ny chip dia nohatsaraina tamin'ny fitadiavana ny sanda tsara indrindra amin'ireo anton-javatra manan-danja lehibe (fotoana reflux sy ny hatevin'ny harato vy). Ny pasteur solder dia SAC305 type4, ny endrika vy harato dia karazana grid (100% fanokafana mari-pahaizana), ny mari-pana ambony lafaoro dia 260 ℃, ary ny fepetra fitsapana hafa dia mitovy amin'ny an'ny fitaovana fitsapana. Ny fitsapana DOE sy ny valiny dia naseho tao amin'ny tabilao 3. Ny fiantraikan'ny hatevin'ny harato vy sy ny fotoana reflux amin'ny QFN sy ny lavaka fametahana chip dia aseho ao amin'ny Figure 12. Amin'ny alàlan'ny fanadihadiana momba ny fifandraisana amin'ny anton-javatra lehibe indrindra, dia hita fa mampiasa 100 μm ny hatevin'ny harato vy. ary ny fotoana reflux 80s dia afaka mampihena be ny lavadranon'ny QFN sy ny chip. Ny tahan'ny lasantsy QFN dia nihena avy amin'ny 27.8% ka hatramin'ny 16.1%, ary ny taham-pahavitrihana amin'ny chip dia nihena avy amin'ny 20.5% ka hatramin'ny 14.5%.
Ao amin'ny fitsapana, vokatra 1000 no novokarina teo ambanin'ny fepetra tsara indrindra (100 μm vy harato hatevin'ny, 80 s reflux fotoana), ary ny welding tahan'ny 100 QFN sy ny chip dia kisendrasendra refesina. Ny salan'isan'ny lasantsy an'ny QFN dia 16.4%, ary ny taham-pahavitrihana amin'ny sodina amin'ny chip dia 14.7% Ny taham-pahavitrihana amin'ny chip sy ny chip dia mazava ho azy fa mihena.
4.2 Ny dingana vaovao dia manatsara ny lavaka lasantsy
Ny tena famokarana toe-javatra sy ny fitsapana dia mampiseho fa rehefa ny welding faritra lavaka eo amin'ny farany ambany ny chip dia latsaky ny 10%, ny chip lavaka toerana famoretana olana dia tsy hitranga mandritra ny firaka fatorana sy ny famolavolana. Ny masontsivana dingana nohatsarain'ny DOE dia tsy mahafeno ny fepetra takian'ny famakafakana sy ny famahana ny lavaka ao amin'ny solder pasteur reflow welding mahazatra, ary mila ahena kokoa ny taham-pahavitrihana amin'ny sodina.
Koa satria ny puce voarakotra amin'ny solder dia manakana ny entona ao amin'ny solder tsy hiala, ny taham-piterahana eo amin'ny farany ambany amin'ny chip dia mihena kokoa amin'ny alàlan'ny fanafoanana na fampihenana ny entona mifono solder. Ny dingana vaovao amin'ny lasantsy reflow miaraka amin'ny fanontam-pirinty roa solder dia raisina: fanontam-pirinty fametahana solder iray, fanontam-pirinty iray tsy manarona QFN ary chip miboridana mamoaka ny entona amin'ny solder; Ny dingana manokana amin'ny fanontam-pirinty fametahana solder faharoa, ny patch ary ny reflux faharoa dia aseho amin'ny sary 13.
Rehefa vita pirinty voalohany ny mametaka solder matevina 75μm, ny ankamaroan'ny entona ao amin'ny solder tsy misy fonon'ny chip dia mandositra eny ambonin'ny tany, ary ny hatevin'ny reflux dia eo amin'ny 50μm. Aorian'ny fahavitan'ny reflux voalohany, ny efamira kely dia atao pirinty eo ambonin'ny solder mivaingana mangatsiatsiaka (mba hampihenana ny habetsaky ny fametahana solder, hampihenana ny fiparitahan'ny entona, hampihenana na hanafoana ny spatter solder), ary ny pasteur miaraka amin'ny ny hatevin'ny 50 μm (ny valin'ny fitsapana etsy ambony dia mampiseho fa 100 μm no tsara indrindra, ka ny hatevin'ny fanontam-pirinty faharoa dia 100 μm.50 μm = 50 μm), dia apetraho ny puce, ary avy eo miverina amin'ny 80 s. Saika tsy misy lavaka ao amin'ny solder aorian'ny fanontana voalohany sy ny reflow, ary kely ny fametahana solder amin'ny fanontam-pirinty faharoa, ary kely ny lavaka fametahana, araka ny aseho amin'ny sary 14.
Aorian'ny fanontam-pirinty roa amin'ny fametahana solder, sary hollow
4.3 Fanamarinana ny voka-dratsin'ny lasantsy
Famokarana vokatra 2000 (ny hatevin'ny harato vy fanontana voalohany dia 75 μm, ny hatevin'ny harato vy fanontam-pirinty faharoa dia 50 μm), toe-javatra hafa tsy miova, fandrefesana kisendrasendra ny 500 QFN sy ny taham-pahavitrihana lasantsy, dia nahita fa ny dingana vaovao aorian'ny reflux voalohany tsy misy lavaka, aorian'ny reflux faharoa QFN Ny taham-pahavitrihana ambony indrindra dia 4.8%, ary ny taham-pahavitrihana ambony indrindra amin'ny chip dia 4.1%. Raha ampitahaina amin'ny dingan'ny fanontam-pirinty tokana tokana sy ny dingana vita amin'ny DOE, dia mihena be ny lavaka fanosehana, araka ny aseho amin'ny sary 15. Tsy nisy triatra potipotika hita taorian'ny fitsapana ny vokatra rehetra.
5 Famintinana
Ny fanatsarana ny habetsaky ny fanontam-pirinty amin'ny solder sy ny fotoana reflux dia mety hampihena ny faritry ny lavaka fametahana, fa mbola lehibe ny tahan'ny lasantsy. Ny fampiasana teknika fanontam-pirinty roa fametahana fametahana reflow dia mety amin'ny fomba mahomby ary mampitombo ny tahan'ny lavaka. Ny faritra welding ny QFN faritra miboridana Chip dia mety ho 4.4mm x4.1mm sy 3.0mm x2.3mm tsirairay avy amin'ny famokarana faobe Ny taham-pofona ny reflow welding dia fehezina ambanin'ny 5%, izay manatsara ny kalitao sy azo itokisana ny reflow welding. Ny fikarohana ato amin'ity lahatsoratra ity dia manome fanondroana manan-danja amin'ny fanatsarana ny olana amin'ny lavaka welding amin'ny faritra lehibe welding.
