Профили ремонта BGA

Для доработки BGA необходимо настроить температурную кривую в соответствии с различными кривыми паяльной пасты, чтобы температурная кривая на контактной площадке была близка к кривой паяльной пасты. Как правило, используется метод многотемпературного зонного нагрева, показанный на (рис. 1), а температурная кривая делится на зону предварительного нагрева, активную зону, зону оплавления и зону охлаждения.

                                                      Изображение 1

1. зона предварительного нагрева

Этап предварительного нагрева (этап предварительного нагрева), также называемый зоной наклона, повышает температуру от температуры окружающей среды до температуры активации припоя, разрушает пленку оксида металла и очищает поверхность порошка припоя, что способствует проникновению припоя и образование сплава припоя. Скорость повышения температуры в этой области должна контролироваться в соответствующем диапазоне. Если это произойдет слишком быстро, произойдет тепловой удар, и подложка и устройства могут быть повреждены; если он слишком медленный, ПХБ не хватит времени для достижения активной температуры, что приведет к недостаточному испарению растворителя. , что влияет на качество сварки. Как правило, максимальная температура составляет 4 градуса в секунду, а скорость изменения температуры обычно составляет от 1 до 3 градусов в секунду.

2. активная область

Активная зона (этап выдержки), иногда называемая зоной сохранения тепла, относится к процессу, в котором температура повышается со 140 до 170 градусов. Основная цель состоит в том, чтобы сделать температуру компонентов печатной платы одинаковой и свести к минимуму разницу температур; для активации флюса, контактной площадки, удаления оксида с шариков припоя и выводов компонентов. На эту площадь обычно приходится 33~50 процентов нагревательного канала, и этот этап занимает 40~120 секунд.

3. зона оплавления

Основная цель стадии оплавления состоит в том, чтобы предотвратить дальнейшее окисление припоя или металла, повысить текучесть припоя, дополнительно улучшить смачивающую способность между припоем и контактной площадкой и повысить температуру сборки печатной платы по сравнению с активной температурой. до рекомендованной пиковой температуры. Дефлегмация на этой стадии не должна быть слишком долгой, как правило, 30-60 с при высокой температуре. Температурная скорость повышается до 3 градусов в секунду, типичная пиковая температура обычно составляет 205-230 градусов, а время достижения пика составляет 10-20 с. Температура плавления разных припоев различна, например, 63Sn37Pb составляет 183°C, а 62Sn/36Pb/2Ag — 179°C, поэтому при настройке параметров следует учитывать характеристики паяльной пасты. Температура активации всегда немного ниже температуры плавления сплава, а пиковая температура всегда приходится на точку плавления.

4. зона охлаждения

Стадия охлаждения (Стадия охлаждения), оловянно-свинцовый порошок на этом участке паяльной пасты расплавился и полностью смочил соединяемую поверхность, его следует охладить как можно быстрее, что поможет получить яркие паяные соединения, И иметь хорошая целостность и низкий угол контакта. Однако слишком быстрое охлаждение приведет к слишком высокому температурному градиенту между компонентом и подложкой, что приведет к несоответствию теплового расширения, что приведет к расщеплению паяного соединения и контактной площадки и деформации подложки. Как правило, максимально допустимая скорость охлаждения определяется реакцией компонента на тепло. Зависит от устойчивости к ударам. На основании вышеуказанных факторов скорость охлаждения в зоне охлаждения обычно составляет около 4 градусов в секунду.

Кривая, показанная на рис. 1, очень широко используется и может быть названа кривой типа «нагрев-поддержание». Паяльная паста быстро поднимается от начальной температуры до определенной температуры предварительного нагрева в диапазоне 140-170 градусов и поддерживает ее в течение примерно 40-120 с для сохранения тепла. зону, затем быстро нагрейте до зоны оплавления и, наконец, быстро охладите и войдите в зону охлаждения для завершения пайки.

Профиль оплавления является ключом к обеспечению качества пайки BGA. Прежде чем определять кривую оплавления, необходимо уточнить: паяльная паста с разным содержанием металла имеет разные температурные кривые. Во-первых, она должна быть установлена ​​в соответствии с температурной кривой, рекомендованной производителем паяльной пасты, поскольку припой в пасте определяет температуру плавления, а флюс определяет температурную кривую. Температура активации. Кроме того, кривая паяльной пасты должна быть скорректирована локально в соответствии с типом материала, толщиной, количеством слоев и размером печатной платы.

Система контроля температуры ремонтной станции BGA должна гарантировать, что подлежащие ремонту компоненты, окружающие компоненты или компоненты, а также контактные площадки печатных плат не могут быть повреждены во время разборки и пайки. Методы нагрева при пайке оплавлением обычно можно разделить на два типа: нагрев горячим воздухом и инфракрасный нагрев. Нагрев горячим воздухом равномерен на небольшой площади, а на большой площади будет локальный холодный участок; в то время как инфракрасный нагрев равномерен на большой площади, недостатком является то, что из-за глубины цвета объекта поглощенное и отраженное тепло неравномерно. Из-за ограниченного объема ремонтной станции BGA ее система контроля температуры должна иметь специальную конструкцию.