Простое руководство по профилям пайки припоя для бессвинцовой SMT. Узнайте о ключевых зонах, TAL и распространенных дефектах, чтобы обеспечить надежность плат управления посудомоечными и морозильными машинами.
Если вы работаете на линии SMT, вы уже знаете одну вещь: печь для дожигания может сделать ваш день или полностью уничтожить ваш выход.
Вы можете купить быструю ковырялку. Можно использовать пасту премиум-класса. Но если профиль пайки неправильный, платы для контроллера морозильника или посудомоечной машины все равно выходят с отверстиями, пустотами и случайными сбоями в работе. QIAO видит эту проблему снова и снова, когда мы общаемся с OEM- и EMS-партнерами.
В этой статье мы рассмотрим, что на самом деле представляет собой профиль пайки оплавлением, как работают четыре зоны и как настроить их для получения стабильного результата.
A профиль пайки оплавлением это просто кривая зависимости температуры от времени, по которой движется печатная плата во время прохождения через печь.
Вы управляете этой кривой с помощью:
Сайт гол очень просто:
Нагревайте всю плату контролируемым образом, чтобы каждый шов расплавился, намок, а затем остыл в безопасной и повторяющейся последовательности.
Для печатной платы управления коммерческой посудомоечной машиной или контроллера морозильной камеры внутри шкафа с тяжелыми Проволочные полки для посудомоечных машин, Вы не просто хотите, чтобы он прошел ICT один раз. Вы хотите, чтобы он выдержал годы воздействия пара, вибрации и циклов питания. Надежность начинается уже в печи дожига.
В большинстве бессвинцовых SMT-линий используется четырехзонный профиль:
В зона предварительного нагрева, Вы увеличиваете температуру от комнатной до примерно 150-180 °C.
Если темп будет слишком быстрым, конденсаторы 0402 могут треснуть, а паста - “попкорнить” или выплюнуть шарики. Если темп слишком медленный, время цикла сходит с ума, а поведение пасты меняется странным образом.
В зона выдержки, Вы выдерживаете плату в течение определенного времени при температуре примерно 150-200 °C (в некоторых бессвинцовых рецептах немного выше).
На платах смешанных технологий - например, на плате управления вентиляторами, нагревателями и освещением в холодильном шкафу с индивидуальными Проволочные полки для посудомоечных машин - тепловая масса сильно различается. Смачивание помогает крошечной площадке датчика и большой ножке MOSFET достичь одинаковых температур, прежде чем наступит пик.
В доводка / пиковая зона, При этом паста фактически тает.
Для обычных бессвинцовых сплавов (например, типа SAC):
Если TAL слишком короткий, то вы видите:
Если TAL слишком длинный, или пик слишком горячий, вы увидите:
На бумаге такие профили выглядят просто, но на деле все оказывается сложнее. Тяжелая плата для морозильной камеры с реле и трансформаторами не будет нагреваться так же, как тонкий контроллер для светодиодных лент на вашем персонализированные продукты.
В зона охлаждения, Доведите плату до безопасной температуры.
Если охлаждать слишком быстро, есть риск появления трещин под напряжением и поднятия площадки. Если охлаждать слишком медленно, зерна припоя становятся крупными, а механическая прочность снижается. Вы же не хотите, чтобы контроллер вашей посудомоечной машины умер только потому, что стойка для проводов была захлопнута несколько тысяч раз.
Вы можете использовать эту таблицу в качестве отправной точки при общении с инженером-технологом или поставщиком печей. Реальные значения должны соответствовать техническому паспорту пасты и предельным значениям компонентов, но диапазоны помогут в обсуждении.
| Зона дожигания | Ключевой параметр | Типичный диапазон (без свинца) | Цель в профиле |
|---|---|---|---|
| Разогрейте | Скорость нарастания | ~1-3 °C/с | Избегайте теплового удара, контролируйте испарение растворителя |
| Разогрейте | Диапазон температур | 25 → 150-180 °C | Подведите плату к температуре замачивания. |
| Разогрейте | Время | ~60-90 s | Плавный прогрев, стабильное газовыделение |
| Замочить | Диапазон температур | ~150-200 °C | Выровнять температуру, активировать флюс, очистить окислы |
| Замочить | Время | ~60-120 s | Уменьшение ΔT на всей поверхности, уменьшение количества "могильных камней |
| Доводка / пика | Пик над таянием | На ~20-40 °C выше расплава сплава | Обеспечьте полное расплавление без чрезмерного напряжения |
| Доводка / пика | ТАЛ (над расплавом) | ~30-60 s | Полное смачивание, контроль роста интерметаллидов |
| Охлаждение | Классная ставка | ~2-4 °C/с | Контроль микроструктуры, предотвращение трещин и коробления |
| Охлаждение | Время до <100 °C | ~30-60 s | Достигайте безопасной температуры перемещения стабильным способом |
Вам не нужно идеально попадать в каждое число. Но если вы выходите далеко за пределы этого окна и при этом ожидаете стабильной доходности, то это больше похоже на выдачу желаемого за действительное.
Если профиль неправильный, доска сообщает вам об этом. Вот краткая таблица-шпаргалка, которой вы можете поделиться со своей командой.
| Тип дефекта | Что вы видите на доске | Вероятная проблема профиля |
|---|---|---|
| Томбстоунинг | Один конец 0402/0603 поднят | Большая ΔT, слишком короткая выдержка, дисбаланс пасты |
| Шарики припоя | Маленькие шары рядом с подушечками | Слишком быстрая рампа, слишком холодная выдержка, слишком интенсивное кипячение с флюсом |
| Холодный сустав / тупой сустав | Зернистая, матовая поверхность, открывается при тестировании | TAL слишком короткий, пик слишком низкий |
| Горелый картон / темный флюс | Коричневый ПХБ, обугливание, запах | Слишком высокий пик, слишком длинный тал |
| Треснувший MLCC | Ранний выход из строя, микротрещины | Слишком крутой темп предварительного нагрева, тепловой удар |
| Voiding | Большие пузыри в рентгеновских лучах | Слишком долгое замачивание, неправильная паста, плохой дизайн трафарета (тема DFM) |
Когда QIAO посещает партнеров СЭМ, которые создают платы управления для компоненты морозильника и компоненты холодильных агрегатов, Такие шаблоны встречаются постоянно. Обычно история такова: “Мы заменили пасту, но никто не стал перепрофилировать печь”. После этого RMA начинает медленно расти.
Не стоит отталкиваться от “старого золотого профиля” или того, что дал вам поставщик печей в 2018 году.
Вместо этого:
Например, если контроллер посудомоечной машины оснащен большими реле, MCU с мелким шагом и разъемами для персонализированные продукты Сенсоры, самый слабый компонент устанавливает ваш потолок.
Настоящие платы никогда не нагреваются так, как в симуляторе.
Так что вы:
Ваша цель - держать каждую точку измерения в пределах допустимого “технологического окна”, а не только одну удачную точку. Это скучная работа, но она окупается стабильным выходом продукции.
Два ключевых числа, которые многие команды игнорируют:
Если ΔT слишком велика, вы легко можете получить "могильные камни" и неоднозначные результаты на высоких и коротких деталях. Если TAL сильно варьируется между углами, некоторые соединения будут едва оплавлены, а другие пережарены.
Простое правило для ежедневной работы:
Это реальные отраслевые разговоры, а не маркетинговые слова. Операторы и PE могут проверять его каждую неделю.
Вы можете спросить: “Мы производим только аппаратуру. Почему мы должны так сильно заботиться о кривых доводки?”.”
Посмотрите на типичный торговая витрина или система для мытья посуды:
QIAO уделяет особое внимание Услуги по изготовлению проволочных стеллажей на заказ, Но мы участвуем во многих встречах, где на самом деле обсуждается не только размер проволоки или ее покрытие. Покупатели и инженеры также обсуждают:
Стабильные профили пайки припоем - одна из тихих составляющих вашего стека качества. Они поддерживают жизнь контроллеров, поэтому ваши проволочные полки, дверцы морозильных камер и корзины для посудомоечных машин могут выполнять свою работу без драматизма.
