Nejlepší tipy, jak zabránit dutinám při pájení BGA s reflow troubou

Aby se zabránilo dutinám při pájení BGA při používání zařízení od výrobce pece v Číně , je důležité nastavit přesný reflow profil. Pečlivě zvolte vysoce kvalitní pájecí pastu a hladiny vlhkosti. Vždy sledujte osvědčené postupy pro manipulaci s materiály a správu procesů. V moderních elektronických továrnách jsou dutiny ve pájecích kloubech BGA obvykle udržovány pod 25%, aby se zajistilo spolehlivý výkon. Velké nebo seskupené dutiny mohou oslabit pájecí klouby a snížit jejich životnost , zejména během pájení BGA v procesu reflow. Je důležité pečlivě sledovat každý krok, protože umístění a velikost dutin mohou ovlivnit kvalitu i trvanlivost vašeho pájení. Mnoho výrobců trouby Refrow v Číně nyní nabízí pokročilá řešení, která pomáhají minimalizovat mezery během pájení BGA.

Klíčové s sebou

· Nastavte profil reflow správným teplem a časem. To pomáhá snižovat mezery a vytváří silné pájecí klouby. Použijte dobrou pájkovou pastu a manujte ji správným způsobem. Tím se zastaví plyny a voda z uvěznění a způsobující dutiny. Konstrukce šablony, aby plyny mohly během pájení uniknout. To pomáhá zastavit velké mezery pod BGA. Před párováním udržujte vlhkost a pečte části. To odstraňuje vodu a zabrání praskání kloubů. Zkontrolujte pájecí klouby pomocí rentgenových nástrojů pro nalezení skrytých dutin. Udržujte úrovně prázdnoty pod navrhovanými limity pro lepší spolehlivost.

Pájení BGA: Zabraňte dutinám

Proč záleží na dusech

Když provádíte pájení BGA, musíte sledovat mezery. Voids jsou malé kapsy plynu nebo toku uvnitř pájecího kloubu. Tyto mezery mohou oslabit kloub a způsobit jeho selhání později. Pájné kloubní vyprazdňování ztěžuje kloub pohybovat teplem a elektřinou. Pokud ignorujete pájecí mezery BGA, vaše zařízení nemusí fungovat dobře nebo by mohlo přestat fungovat. Mnoho výrobců elektroniky stanovilo přísná pravidla pro voiding, aby věci udržovaly spolehlivé. Vždy byste se měli pokusit zastavit mezery a udržovat pájecí dutiny kloubů pod povoleným limitem.

TIP: Zkontrolujte svou práci často a najděte BGA pájecí mezery brzy a zastavte běžné defekty BGA.

Hlavní příčiny pájecích BGA

Pokud víte, jak k nim dochází, můžete lépe zastavit mezery. BGA pájecí mezery obvykle začínají během procesu reflow. Když se pájka roztaví, snaží se držet podložky a pájkovou pastu. Někdy se tok v pastě zachytí, pokud se vnější strana nárazu tyčí rychleji než uvnitř. Tento zachycený tok se promění v páru a vytváří tlak, ale pájka nemusí zůstat dostatečně dlouho, aby se pára dostala ven. Díky tomu je pájka BGA uvnitř kloubu.

Hlavní důvody pro dutiny jsou:

1. Pájné pasty tisku chyb, které na podložku dávají příliš mnoho nebo příliš málo pasty.

2. Profily špatné reflow pece, které nedávají dostatek času na odchod plyny.

3. Použití pájkových past s vysokým tokem bodu varu, které zachycují páru.

4. Špinavé části nebo PCB, které brání pájce v doleva.

5. Neskládat nebo manipulovat s pájecí padou vpravo, což ji mění a způsobuje více dutin.

Můžete snižovat mezery stanovením svého profilu Refrow , výběrem pájecích past na nízkém vzetí a udržováním procesu čistých. Mnoho odborníků říká, že používá pomalou teplotní rampu a delší dobu namočení. Pro pájení BGA bez olova byste měli zaměřit na maximální teplotu asi 245 ° C pro desky s částmi na nich. Vakuově asistovaný reflow vám také může pomoci zastavit dutiny vytažením zachycených plynů. Vždy zkontrolujte svůj proces a materiály, abyste udrželi nízké prázdnoty BGA a prodloužení kloubů vydrží déle.

Optimalizace profilu Refrow

Zdroj obrázku: Pexels

Vylepšení profilu reflow je skvělý způsob, jak snížit osvobození pájeného kloubu v sestavách BGA. Během pájení musíte sledovat teplotu, čas a vzduch. To vám pomůže získat silné a spolehlivé klouby. Pokud pečlivě změníte nastavení teploty reflow, můžete získat méně dutin a stabilní proces.

Kontrola teploty

Pro každý krok při zpětném pájení musíte vybrat správnou teplotu. Začněte pomalou rampou, asi 1 ° C až 3 ° C za sekundu . To udržuje desku v bezpečí před tepelným šokem a nechává plyny odejít. Většina výrobců tvrdí, že používá rychlost rampy 1–2 ° C/s pro malé pájecí pasty nebo jemné harmo. To pomáhá zastavit problémy, jako je pájecí balení a náhrobky.

Ve fázi namočení udržujte teplotu mezi 155 ° C a 185 ° C po dobu 30 až 120 sekund. To umožňuje rovnoměrně zahřívat desku a díly. Ale pokud namočíte příliš dlouho nebo příliš horké, můžete získat více oxidace a dutin. Pro fázi píku nastavte teplotu mezi 230 ° C a 245 ° C pro pájení bez olova. Ujistěte se, že vrchol je nejméně o 15 ° C vyšší než bod tání pájky. Držte to po dobu 45 sekund nebo více. To pomáhá pájce dobře držet se a umožňuje úniku plynů.

Tip: Umístěte termočlánky na různá místa na BGA a PCB. To vám pomůže zkontrolovat teplo a snižuje šanci na vyprazdňování pájecího kloubu.

Načasování a přebývání

Čas je velmi důležitý při pájení reflow. Čas nad Liquidus (TAL) je nejvíce důležitý pro to, aby tok fungoval a snižoval dutiny. Pokuste se udržet TAL mezi 60 a 90 sekundy. To dává toku čas na čištění oxidů a umožňuje plyny vystoupit, než pájka ztuhne.

Nespěchejte kroky. Pokud jdete příliš rychle v rampě nebo namočte, zachytíte plyny uvnitř kloubu. Pokud namočíte nebo vrcholu trvá příliš dlouho, můžete zranit citlivé části nebo způsobit další problémy. Musíte sledovat čas v každém kroku a někdy vyzkoušet různé způsoby. Mnoho odborníků tvrdí, že učiněním profilu perfektní praxe, ale tyto tipy vám pomohou získat dobré výsledky.

Použití kyseliny dusíku a kyseliny mravenčí

Vzduch uvnitř pece reflow je důležitý pro kvalitu pájecího kloubu. Dusíkový plyn vytlačí kyslík a zastaví oxidaci. Díky tomu je čistší a silnější pájecí klouby. Dusík také pomáhá pájce šířit se a snižuje počet dutin v sestavách BGA a jemných hřištích.

Pára kyseliny mravenčí je dalším způsobem, jak snížit mezery během pájení. Pokud používáte kyselinu mravenčí ve vakuové reflowské peci , vytvoříte redukční vzduch, který čistí oxidy z částí, pájkových kloubů a povrchů PCB. To pomáhá pájce lépe se držet a dělá méně dutin. To je velmi důležité pro pokročilé balení BGA. Velká průmyslová odvětví, jako je Aerospace a Automotive, používají tuto metodu k splnění přísných pravidel pro spolehlivost.

Poznámka: Vždy zkontrolujte hladinu kyslíku a změňte kyselinu mravenčí a časy namočení, abyste získali nejnižší meze pro prázdnotu.

Pokud ovládáte teplotu, čas a vzduch dobře, můžete snížit osvobození pájeného kloubu a učinit vaše sestavy BGA spolehlivější. Nezapomeňte, že pro stabilní a kvalitní reflexní pájení jsou potřebné tepelné profilování a doladění .

Pájná pasta a materiály

Vložit formulaci

Sběr pravé pájkové pasty pomáhá zastavit mezery při pájení BGA. Pasta by měla mít správnou směs rozpouštědel . To umožňuje plyny dostat se ven, když je zahříváte. Brání jim to, aby se uvízli dovnitř. Dobré smáčení znamená, že pasta může podložku dobře vyčistit. To pomáhá vytvářet silné pájecí koule. Pokud používáte pastu s dobrým povrchovým napětím, lépe se šíří a dělá méně dutin. Tok by neměl mít příliš mnoho nezávislých věcí. Pokud je příliš mnoho, může blokovat pájecí koule v pádu a zachycují plyny. Pokuste se najít pájenou pastu s růžovou barvou, která se roztaví při nízké teplotě. To pomáhá toku dobře fungovat během reflow. Používání méně růží než normální umožňuje aktivátorů pracovat včas. Také to brání pájecím míčkům, aby se držely dohromady.

Tip: Vždy si přečtěte technický list pro vaši pájecí pastu. Tvůrce bude uvést věci, které pomáhají snižovat mezery při pájení BGA.

Skladování a manipulace

Ukládání a manipulaci s pájecími vložením správným způsobem udržuje pájecí klouby BGA v bezpečí. Vložte pájecí pastu na chladné a suché místo. Udržujte díly a PCB v čisté oblasti, abyste zastavili nečistoty a rez. Postupujte podle pravidel citlivé na vlhkost, abyste si udrželi problémy s vodou. Když se dotknete jakýchkoli materiálů, použijte bezpečnost ESD. Když tisknete pájecí pastu, použijte dobré šablony. Ujistěte se, že otvory odpovídají rozložení BGA. Ovládejte, kolik pájecí pasty používáte. Měl by pokrýt asi polovinu většiny podložky . To vám pomůže získat stejné výsledky pokaždé. Vždy nastavte svůj profil reflow tak, aby odpovídal pájecí pastě a díle. Použití dusíku v troubě může také pomoci zastavit rez a snižovat dutiny.

Konzistence aplikace

Pokaždé, když pokaždé, pokaždé, pokaždé, pokaždé, aby se pájecí klouby BGA silnily. Mezi dutiny se mohou vyskytnout, když plyny odejdou během reflow. Pokud používáte příliš malou pájenou pastu nebo tok, plyny se nemusí dostat ven. To může způsobit více dutin. Typ a síla toku ve vaší pastě hodně. Pokud tok není dostatečně silný , plyny zůstávají uvnitř a dělají dutiny. Pro keramickou BGA potřebujete více pájecí pasty. Je to proto, že balíček dává méně pájky než ostatní.

POZNÁMKA: Před reflow vždy zkontrolujte pájecí pastu. Pokaždé, když to pokaždé snižuje mezery a zlepší to pájení BGA.

Manipulace s vlhkostí a komponenty

Komponenty pečení

Před párováním musíte udržet vlhkost od komponent BGA. Pokud se voda dostane do pájkových kuliček, může během reflow udělat dutiny. Pokud si myslíte, že vaše díly BGA mají vlhkost, pečte je, než je použijete. Pečení vytáhne vodu a pomáhá zastavit praskliny nebo vrstvy od loupání. Většina odborníků tvrdí, že pečejí díly BGA při 125 ° C po dobu 24 hodin, pokud byli ve vzduchu příliš dlouho nebo pokud si nejste jisti skladováním. Vždy dodržujte pravidla od výrobce a skupin jako IPC a JEDEC. Uložte své díly BGA do speciálních sáčků se suchovacími balíčky. Udržujte vlhkost pod 40% RH. Po reflow se nepokoušejte opravit poškození vlhkosti pečením. Jakmile dojde k poškození, nemůžete to zrušit. Po pájení pomocí rentgenového nebo C-SAM hledejte skryté dutiny nebo praskliny.

Tip: Je lepší zastavit problémy, než je opravit. Před odrazem vždy pečte a uložte své díly BGA správným způsobem.

Kontrola vlhkosti

Musíte udržovat nízkou vlhkost ve vaší pracovní oblasti, abyste zastavili mezery při pájení BGA. Vysoká vlhkost může způsobit tok pod částmi nasákne vodu. To může tvořit filmy, které způsobují více dutin a způsobují, že klouby jsou méně silné. Pokud má váš pracovní prostor malé mezery nebo těsné konektory, může zachycený tok a špatný průtok plynu zhoršit. Udržujte místnost v suchu a použijte dobrý průtok vzduchu, aby pomohl plynům dostat se během pájení. Lepší outgassing a inteligentní design , jako jsou větší prostory mezi částmi, také pomáhají snižovat tok a dutiny. Vždy zkontrolujte pracovní oblast a v případě potřeby změňte věci, aby vaše klouby BGA byly silné.

· Vlhkost může způsobit:

o Voids uvnitř pájecích koulí nebo na kloubech

o Traped Flux Gases

o Klouby, které se zmenšují a prasknou

o vzduchové kapsy z Vias

POZNÁMKA: Pokud sledujete pravidla IPC-610D a IPC-7095A , můžete ponechat dutiny na bezpečných úrovních.

Šablona a umístění

Design šablony

V pájení BGA můžete snížit mezery změnou designu šablony . Když tisknete pájecí pastu, měli byste vytvořit cesty pro plyn, které mají uniknout pod BGA. Použijte vzory, jako je 5-litální, okna, křížový poklop nebo radiální tvary . Tyto vzory pomáhají plynům pohybovat se před zhoršením pájky. Pokud máte tepelné podložky, rozbijte velké pájkové pasty s křížovými vzory. To umožňuje uvězněný plyn uniknout a udržovat kloub silný.

· Rozdělte velké otvory šablony na menší. Například místo jednoho velkého použijte čtyři malé otvory .

· Udělejte oprávnění kolem otvorů. Tím se zastaví pájecí pastu v proudění do průchodů a způsobuje dutiny.

· Vyzkoušejte silnější šablonu, jako je 0,2 mm, ale udržujte stejný objem pájecí pasty. To dává více prostoru pro únik plynu.

· Použijte agresivní tok s menšími rozdělenými otvory a bez pájecí masky. Tato metoda funguje dobře a nepřidává náklady.

Tyto změny vám pomohou vyhnout se mezerám a usnadnit přepracování BGA. Nemusíte měnit profil pájecí pasty nebo reflow. Musíte jen upravit šablonu.

Pájecí míč a umístění pasty

Během přepracování BGA musíte dávat pájecí koule a pájecí pastu. Pokud používáte příliš mnoho nebo příliš malé pájecí pasty, můžete získat slabé klouby nebo extra dutiny. Vždy zkontrolujte, zda pájecí koule sedí na správném místě na podložkách. Použijte šablonu , která odpovídá vašemu rozložení BGA. To vám pomůže získat na každé podložce stejné množství pájecí pasty.

Dobrý proces umístění vám pomůže vyhnout se studeným kloubům. Studené klouby dochází, když pájka plně neroztaví. To může vést k přepracování BGA později. Měli byste použít stabilní ruku a správné nástroje pro umístění pájkových koulí a pájecí pasty. To udržuje vaše klouby BGA silné a připravené k přepracování v případě potřeby.

Deformace komponenty

Během přepracování BGA může způsobit deformace komponenty velké problémy. Pokud se vaše BGA nebo deska ohýbají během vytápění, můžete vidět nerovnoměrné pájecí klouby nebo další dutiny. Deformace může zvednout některé pájkové koule z podložky, což způsobí slabé kloub. Měli byste ovládat teplotu reflow a použít pomalé zahřívání k zastavení deformace.

· Uložte své díly BGA ploché a suché.

· Použijte přepracovanou stanici s rovnoměrným vytápěním.

· Zkontrolujte deformaci před a po přepracování.

Pokud vidíte deformaci, možná budete muset proces upravit nebo vyměnit část. Pečlivé zacházení a správné nástroje vám pomohou vyhnout se problémům s přepracováním a udržovat spolehlivé klouby BGA.

Vakuové reflow pro voiding pájecího kloubu

Jak funguje vakuový reflow

Vakuové reflow je zvláštní způsob, jak se zbavit uvězněných plynů. Pomáhá snižovat mezery ve pájecích kloubech. Vložíte sestavu BGA do reflowské pece , která vyrábí vakuum. Když se pájka roztaví, trouba vytáhne vzduch. To umožňuje plyny a tok opustit pájecí kloub. Skončíte s menším počtem dutin a silnějších kloubů.

Můžete změnit, jak dlouho a jak silné je vakuum. Většina pecí používá vakuum hned po tavení pájky. To umožňuje pájce vyplňovat prostory, zatímco plyny uniknou. Tato metoda funguje dobře pro balíčky BGA a další části, které musí být velmi spolehlivé. Uvidíte mnohem méně osvobozující než s normálním reflowem. Mnoho lidí dostává mezery pod 2% s vakuovým reflowem . Normální reflow často ponechává 10% nebo více.

Tip: Sledujte vakuový cyklus pečlivě. Příliš mnoho vakua nebo špatného načasování může vyrobit stříkací nebo nerovnoměrné klouby.

Kdy použít vakuový reflow

Vakuový reflow není pro každou práci nutný. Použijte jej, když potřebujete velmi nízké dutiny nebo když normální reflow nefunguje dostatečně dobře. Studie ukazují, že vakuové reflow v těchto případech nejvíce pomáhá:

· LED sestavení, kde pro dobrý tepelný průtok a dlouhou životnost není potřeba téměř žádné dutiny.

· Pájení BGA s vysokou relibilitou, stejně jako v automobilech nebo letadlech.

· Projekty, kde normální pájecí pasta a tok nedávají dostatečně nízké dutiny.

· Pokud pro nejlepší výsledky musíte mít mezery pod 2%.

Vakuové reflow dává lepší klouby, ale stojí to více a podniká více kroků. Můžete pracovat pomaleji a potřebujete více trénovat svůj tým. Odborníci říkají, že musíte dobře naplánovat svůj proces, abyste zastavili stříkací nebo dlouhé cykly.

Poznámka: Vakuové reflow je nejlepší, když vaše práce potřebuje další práci a náklady. Pro většinu pájení BGA může stačit dobrý profil reflow.

Zkontrolujte a vyzkoušejte BGA pájecí mezery

Rentgenová a vizuální kontrola

Musíte dobře zkontrolovat své klouby, abyste se ujistili, že fungují. Při pohledu na ně vám pomůže najít na vnější straně praskliny nebo hrbolatou pájku. Ale uvnitř kloubu nevidíte jen s očima. Pro skryté problémy potřebujete speciální nástroje. Rentgenová inspekce umožňuje podívat se dovnitř kloubu. Pomáhá vám najít dutiny nebo praskliny, které by mohly rozbít kloub. Nové rentgenové stroje používají inteligentní software k rychlému a správnému měření dutin. Můžete dokonce vytvořit 3D obrázky, abyste zjistili, kde je každý problém.

Zde je tabulka, která ukazuje, jak fungují různé metody inspekce :

Můžete vidět, jak dobře tyto metody fungují v níže uvedeném grafu:

Rentgenová inspekce je nejlepší způsob, jak najít a měřit dutiny bez rozbití kloubu. K přečtení rentgenových obrázků potřebujete vyškolené lidi nebo inteligentní programy. Jen při pohledu na kloub nestačí k nalezení skrytých dutin. Vždy používejte obou způsobů, jak dobře zkontrolovat klouby BGA. Pokud vám chybí prázdnota, můžete získat studený pájecí kloub, který by se mohl později zlomit.

Přijatelné úrovně prázdnoty

Musíte znát pravidla, kolik dutin je v kloubech v pořádku. Většina pravidel tvrdí, že největší oblast prázdnoty by měla být menší než 25% kloubu , jak je vidět na rentgenových obrázcích. Některé nové zprávy tvrdí, že v některých případech je v pořádku až 30%. Pro důležité podložky odborníci říkají, že nechají prázdnoty pod 10% až 25%, v závislosti na tom, kde jsou.

Vždy byste měli zkontrolovat své klouby, abyste se ujistili, že dodržují tyto limity. Pokud vidíte mezery větší než jedna třetina velikosti míče, musíte proces opravit. Udržování dutin v bezpečném rozsahu pomáhá zastavit selhání a vytváří silné a dobré klouby.

Pokud ovládáte proces a používáte dobré materiály, můžete získat dobré pájení BGA. zkuste použít Při přepracování BGA Udělejte předehřetí a namočte kroky déle, aby plyny z toku mohou odejít. Vždy vyberte vysoce kvalitní pájecí pastu a nastavte reflow troubu správným způsobem. Pro přepracování BGA menší díry šablony a méně pájecí pastu . udržujte vzduch v suchu a přemýšlejte o použití vakuového reflow, abyste získali nejmenší dutiny. Dozvíte se o nových slitinách pájených, lepších toků a inteligentních továrních nástrojích . Pokud neustále zlepšujete proces přepracování, vaše klouby zůstanou silné a budou mít méně dutin.

FAQ

Co způsobuje většinu dutin při pájení BGA?

Často vidíte dutiny kvůli zachyceným plynům z pájkového toku pasty, špatných profilů reflow nebo příliš velké vlhkosti. Špinavé povrchy a design špatného šablony také zvyšují dutiny. Chcete -li tato rizika snížit, vždy zkontrolujte svůj proces a materiály.

Jak můžete zkontrolovat mezery v kloubech BGA?

Měli byste použít rentgenovou kontrolu . Tento nástroj vám umožní vidět uvnitř pájecích kloubů a najít skryté dutiny. Vizuální kontroly ukazují pouze povrchové problémy. X-Ray vám dává nejlepší výsledky pro pájení BGA.

Je vakuový reflow vždy potřebný, aby se zabránilo dutinám?

Ne, nepotřebujete vždy vakuové reflow . Často můžete ovládat mezery s dobrým profilem reflow a vysoce kvalitní pájecí pastou. Použijte vakuový reflow, pokud potřebujete velmi nízké dutiny, například v automobilových nebo leteckých projektech.

Jaká je maximální povolená velikost prázdnoty při pájení BGA?

Měli byste udržovat mezery pod těmito limity pro silné a spolehlivé klouby.