Kā novērst PCB deformāciju reflow lodēšanas procesa laikā?

Ievads

SMT elektronikas ražošanas procesā,reflow lodēšanair kritisks solis, kas nosaka PCB lodēšanas savienojumu kvalitāti. Inženieri parasti koncentrējas uz lodēšanas pastas drukāšanas precizitāti,komponentu izvietojums, un locītavu uzticamību. Tomēr PCB locīšana vai deformācija pēc atkārtotas lodēšanas ir arī būtiska problēma, kas ietekmē produkta iznākumu.

Tātad, kāpēc PCB saliecas atkārtotas plūsmas lodēšanas procesā? Kā var samazināt PCB lieces risku, optimizējot procesu un izvēloties aprīkojumu? Šajā rakstā tiks analizētas šīs problēmas, pamatojoties uz praktisko SMT ražošanas pieredzi un funkcijāmNeoDen IN6 reflowCepeškrāsns.

Kāpēc PCB izliecas atkārtotas plūsmas lodēšanas procesā?

1. Termiskais stress, ko izraisa PCB materiālu nekonsekventa termiskā izplešanās

PCB nesastāv no viena materiāla, bet tiek veidoti, laminējot vairākus dažādus materiālus, katram no kuriem ir atšķirīgas termiskās izplešanās īpašības. Kad PCB ātri uzsilst laikāpārpludināšanakrāsnslodēšanaprocesā dažādie materiāla slāņi dažādās pakāpēs izplešas. Ja sildīšanas process ir pārāk ātrs vai ja ir ievērojama temperatūras atšķirība starp PCB augšējo un apakšējo virsmu, iespējams, veidosies iekšējais spriegums.

Ja šos spriegumus nevar atbrīvot savlaicīgi, var rasties šādas parādības:

• Izspiedies PCB centrā.
• Izliekumi dēļu malās.
• PCB vispārējā locīšana.

Tāpēc PCB locīšana ne vienmēr ir kvalitātes problēma ar pašu PCB, tā var būt saistīta arī ar termisko pārvaldību atkārtotas plūsmas lodēšanas procesā.

SMT rūpnīcām viena no atslēgām, lai samazinātu PCB deformācijas risku, ir izveidot stabilu un vienmērīgu plūsmas temperatūras profilu.

Kā atplūdes temperatūras profils ietekmē PCB deformāciju?

Reflow lodēšanaTas nav tikai PCB karsēšana līdz lodēšanas pastas kušanas temperatūrai, bet gan nepārtraukts termiskās apstrādes process.

Pilns pārplūdes profils parasti ietver:

1. Priekšsildīšanas posms
2. Mērcēšanas posms
3. Reflow posms
4. Dzesēšanas stadija

Katra posma parametri ietekmē PCB piedzīvoto termisko spriegumu.

1. Pārāk ātra priekšsildīšana palielina PCB termiskā trieciena risku

Priekšsildīšanas posma galvenais mērķis ir pakāpeniski paaugstināt PCB temperatūru, tādējādi:

• Plūsmas aktivizēšana.
• Pakāpeniski izlīdzinot temperatūru visās PCB zonās.
• Stresa samazināšana, ko izraisa pēkšņas temperatūras izmaiņas.

Ja sildīšanas ātrums ir pārāk ātrs, PCB virsma var strauji uzkarst, kamēr iekšējā temperatūra paliek zema.

Šis temperatūras gradients var izraisīt:

• Nekonsekventi izplešanās ātrumi dažādās PCB zonās.
• Papildu spriegums, kas rodas materiālā.
• Paaugstināta deformācijas iespējamība.

Tāpēc SMT procesa atkļūdošanas laikā inženieri nedrīkst koncentrēties tikai uz maksimālo temperatūru, bet arī jāpievērš uzmanība visam temperatūras maiņas procesam.

TheNeoDen IN6atbalsta regulējamus temperatūras parametrus, ļaujot lietotājiem pielāgot zonas iestatījumus, pamatojoties uz dažādām lodēšanas pastām un PCB raksturlielumiem, tādējādi palīdzot izveidot stabilāku plūsmas profilu.

2. Pārāk augsta temperatūra atplūdes fāzes laikā palielina PCB deformācijas risku

Pārplūdes fāzei jāsasniedz lodēšanas pastas kušanas temperatūra, lai nodrošinātu uzticamus lodēšanas savienojumus, taču pārmērīgi augsta temperatūra var izraisīt:

• Paaugstināta PCB materiāla termiskā izplešanās.
• Lielāks termiskais spriegums komponentiem.
• Šaurāks lodēšanas logs.

Tas jo īpaši attiecas uz:

• Plānas PCB.
• PCB ar lieliem vara laukumiem.
• PCB ar augsta{0}}blīvuma komponentiem.

Pārāk augsta temperatūra var ievērojami palielināt PCB deformācijas risku.

NeoDen IN6 temperatūras diapazons ir no istabas temperatūras līdz 300 grādiem, kas atbilst parasto bezsvina -lodēšanas procesu prasībām. Lietotāji var iestatīt faktiskos lodēšanas parametrus, pamatojoties uz ieteiktajām līknēm, ko nodrošina lodēšanas pastas piegādātāji.

3. Pārāk strauja dzesēšana var radīt atlikušo spriegumu

Daudzi ražošanas darbinieki vairāk koncentrējas uz sildīšanas fāzi, pielāgojot atkārtotas plūsmas lodēšanas parametrus, vienlaikus neievērojot dzesēšanas procesu.

Faktiski dzesēšanas fāze ietekmē arī PCB plakanumu.

Kad PCB ātri atdziest no augstām temperatūrām līdz istabas temperatūrai, dažādi materiāli saraujas ar dažādu ātrumu, radot iekšējo spriegumu.

Ja dzesēšanas process ir pārāk pēkšņs:

• PCB ir pakļauta deformācijai.
• Palielinās iekšējais spriegums lodēšanas šuvēs.
• Ilgtermiņa{0}}uzticamība samazinās.

Tāpēc visaptverošam un uzticamam lodēšanas procesam ar atkārtotu plūsmu ir jāpievērš uzmanība šādiem faktoriem:

• Apkures ātrums.
• Turiet laiku.
• Maksimālā temperatūra.
• Dzesēšanas process.

Kādi citi faktori, izņemot temperatūras profilu, var izraisīt PCB deformāciju?

1. PCB dizains un strukturālie faktori

Lai ganreflow lodēšanair kritiska termiskā procesa kontrolei, paša PCB dizains ietekmē arī deformācijas risku.

Kopējie ietekmējošie faktori ietver:

• PCB biezums:Plānākiem PCB ir zemāka stingrība, un tie ir vairāk pakļauti deformācijai augstas{0}}temperatūras vidē.
• Nevienmērīgs vara sadalījums:Ja vara laukums vienā PCB pusē ir ievērojami lielāks nekā otrā, sildīšanas laikā var rasties dažādas termiskās izplešanās pakāpes.
• Nevienmērīgs komponentu izkārtojums:Lielu komponentu koncentrēšana noteiktā PCB zonā var izraisīt lokālas siltuma jaudas atšķirības.

Tāpēc faktiskajā SMT ražošanā PCB dizains, materiāla īpašības un pārplūdes lodēšanas parametri ir jāoptimizē kopā.

Kā NeoDen IN6 samazina PCB lieces risku, izmantojot tā tehnisko dizainu?

PCB deformācijas riska samazināšana reflow lodēšanas procesā nav tikai temperatūras pazemināšana; drīzāk tas prasa aprīkojumu ar stabilākām siltuma pārvaldības iespējām.

1. Pilna karstā-gaisa konvekcijas konstrukcija, lai uzlabotu PCB sildīšanas vienmērīgumu

Galvenais PCB deformācijas iemesls atkārtotas lodēšanas laikā ir temperatūras atšķirība starp dažādām plāksnes zonām.

Piemēram:

• Lieli vara folijas laukumi lēnāk absorbē siltumu.
• Lieliem IC komponentu laukumiem ir lielāka siltuma jauda.
• Mazie komponentu laukumi uzsilst ātrāk.

Ja siltuma sadalījums iekārtā ir nevienmērīgs, vienas un tās pašas PCB dažādās vietās var būt dažādas temperatūras, tādējādi radot termisko spriegumu.

NeoDen IN6 izmanto Full Hot{1}}gaisa konvekcijas sildīšanas metodi, kas izmanto karstā gaisa cirkulāciju, lai vienmērīgi pārnestu siltumu uz PCB virsmu.

Salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm, kas balstās uz starojumu no viena siltuma avota, karstā-gaisa konvekcija samazina vietējās temperatūras atšķirības, kā rezultātā PCB temperatūra paaugstinās vienmērīgāk.

Saskaņā arNeoDen IN6 produkta specifikācijas, sānu temperatūras starpība iekārtā ir mazāka par 2 grādiem, kas palīdz nodrošināt konsekventākus PCB termiskās apstrādes rezultātus.

PCB, kas satur liela{0}}blīvuma komponentus vai sarežģītas vara slāņa struktūras, šī vienveidīgā sildīšanas spēja var efektīvi samazināt deformācijas risku, ko izraisa vietējās temperatūras izmaiņas.

2. 6 Vairāku{1}}zonu dizains vienmērīgākai temperatūras rampai

TheNeoDen IN6ir 6 zonu dizains. Pateicoties koordinētai augšējās un apakšējās temperatūras zonu kontrolei, tas palīdz PCB augšējai un apakšējai virsmai vienmērīgāk absorbēt siltumu. Tas ir īpaši svarīgi, lai samazinātu PCB deformāciju.

Izmantojot vairāku-zonu vadību, inženieri var pielāgot apkures parametrus dažādiem posmiem, pamatojoties uz PCB īpašībām, nodrošinot PCB vienmērīgāku temperatūras paaugstināšanos.

3. Precīza temperatūras kontrole, lai samazinātu temperatūras svārstību radīto termisko stresu

SMT ražošanas procesa laikā temperatūras stabilitāte tieši ietekmē PCB termiskā stresa stāvokli.

Ja atkārtotas plūsmas lodēšanas iekārtā rodas ievērojamas temperatūras svārstības:

• PCB var tikt pakļauts atkārtotām temperatūras izmaiņām;
• Dažādi materiāla slāņi var paplašināties un sarauties nekonsekventā ātrumā;
• Var palielināties iekšējais atlikušais stress.

NeoDen IN6 ir aprīkots ar augstas-jutības temperatūras sensoriem un inteliģentu temperatūras kontroles sistēmu, kas palīdz iekārtai stabilāk uzturēt iestatīto temperatūru.

Saskaņā ar produkta specifikācijām NeoDen IN6 sasniedz temperatūras kontroles precizitāti ±0,2 grādi, un temperatūras sadalījuma novirze tiek kontrolēta ±1 grāda robežās.

Inpētniecība un attīstība un nelielas{0}}sērijveida ražošanavidēs, stabila temperatūras kontrole palīdz inženieriem izveidot uzticamākus pārplūdes profilus, samazinot PCB deformācijas problēmas, ko izraisa procesa svārstības.

4. Reāllaika-temperatūras līknes uzraudzība, lai labāk kontrolētu PCB lodēšanas procesu

Daudzas PCB liekšanas problēmas neizraisa iekārtu darbības traucējumi, bet gan pārplūdes parametri, kas nav optimizēti konkrētajam PCB.

Piemēram:

Ar tādiem pašiem temperatūras iestatījumiem:

• Plāniem un bieziem PCB ir dažādas faktiskās temperatūras izmaiņas.
• PCB ar dažādu komponentu blīvumu absorbē siltumu atšķirīgi.
• Optimālās līknes atšķiras atkarībā no izmantotās lodēšanas pastas.

Tāpēc inženieriem ir jāmēra faktiskā temperatūra, lai saprastu PCB reāllaika temperatūras izmaiņas{0}}.

NeoDen IN6 atbalsta temperatūras sensoru savienojumus un var fiksēt temperatūras profilus, izmantojot faktisko PCB testēšanu, palīdzot lietotājiem optimizēt lodēšanas parametrus.

5. Regulējams konveijera ātrums, lai uzlabotu procesa pielāgošanos dažādiem PCB

Dažādiem PCB ir atšķirīgas siltuma prasības.

Piemēram:

• Plānas PCB:Jāizvairās no straujas sasilšanas;
• Biezie PCB:Jānodrošina pietiekama siltuma pārnese.

The NeoDen IN6atbalsta konveijera ātruma regulēšanu diapazonā no 5 līdz 30 cm/min, ļaujot lietotājiem pielāgot PCB aiztures laiku katrā temperatūras zonā, pamatojoties uz PCB izmēriem, biezumu un lodēšanas pastas veidu.

Šī elastība padara IN6 piemērotu ne tikai vienam produktam, bet arī lietošanaiPētniecība un attīstība, maza{0}}sērijveida ražošana, un scenāriji, kuros nepieciešama ātra pārslēgšanās starp vairākiem PCB modeļiem.

Kā var vēl vairāk samazināt PCB izliekumu, izmantojot SMT procesa optimizāciju?

Lai gan atkārtotas plūsmas lodēšanas iekārtu veiktspēja ir ļoti svarīga, PCB izliekuma riska samazināšanai joprojām ir nepieciešama aprīkojuma un procesa optimizācijas kombinācija.

1. Pielāgojiet Reflow Oven parametrus, pamatojoties uz PCB raksturlielumiem

Dažādiem PCB vajadzētu izmantot dažādus temperatūras profilus; visiem produktiem nevajadzētu piemērot vienu parametru kopu.

Inženieriem jāņem vērā:

• PCB biezums.
• Dēļa tips.
• Vara laukuma sadalījums.
• Komponentu blīvums.
• Lodēšanas pastas specifikācijas.

Nosakot sākotnējos parametrus, ņemiet vērā ieteicamos temperatūras profilus, ko nodrošina lodēšanas pastas piegādātājs.

TheNeoDen IN6 lietotāja rokasgrāmataiesaka iestatīt atkārtotas plūsmas lodēšanas temperatūras parametrus, pamatojoties uz lodēšanas pastas piegādātāja sniegtajiem datiem, lai nodrošinātu lodēšanas procesa atbilstību materiālu prasībām.

2. Mēriet temperatūru uz faktiskā PCB, nevis paļaujieties tikai uz iekārtas parādīto temperatūru.

Iekārtas parādītā temperatūra pilnībā neatspoguļo PCB faktisko temperatūru.

Uzticamāka metode ir:

1. Uzstādiet termopārus PCB kritiskajās vietās.
2. Iegūstiet faktisko temperatūras profilu.
3. Analizējiet temperatūras atšķirības dažādās zonās.
4. Pielāgojiet zonas parametrus.

Šī pieeja palīdz izvairīties no PCB pakļaušanas papildu termiskai slodzei, ko izraisa neprecīzi parametru iestatījumi.

NeoDen IN6: palīdzēt uzņēmumiem izveidot stabilu PCB pārplūdes lodēšanas procesu

Elektronikas pētniecības un izstrādes komandām, mazām EMS rūpnīcām un aparatūras palaišanas uzņēmumiem PCB deformācija ne tikai ietekmē produkta izskatu, bet arī var ietekmēt lodēšanas savienojumu uzticamību un turpmāko montāžu.

NeoDen IN6 palīdz lietotājiem izveidot stabilāku un atkārtojamu PCB atkārtotas plūsmas lodēšanas procesu.

Turklāt IN6 ir kompakts galddatora dizains, kura izmēri ir 1020 × 507 × 350 mm un svars ir aptuveni 49 kg, tāpēc tas ir ideāli piemērotsR&D laboratorijas, nelielas{0}}partiju ražošanas līnijas, un SMT darba vides ar ierobežotu vietu.

Secinājums

PCB deformācija laikāreflow lodēšanas processbūtībā ir materiāla īpašību, temperatūras izmaiņu un termiskā sprieguma kombinētās ietekmes rezultāts.

Pateicoties precīzai temperatūras kontrolei un stabilam termiskā cikla dizainam,NeoDen IN6 nodrošina elastīgu un uzticamu atkārtotas plūsmas lodēšanas risinājumu PCB prototipu izstrādei un mazu -partiju ražošanai.

Ja meklējat darbvirsmas atkārtotas plūsmas lodēšanas iekārtu, kas var uzlabot PCB lodēšanas stabilitāti un samazināt atkārtotas plūsmas deformācijas risku,lūdzu, sazinieties ar NeoDen komandu, lai iegūtu detalizētas specifikācijas IN6 un SMT procesa ieteikumiem, kas pielāgoti jūsu produktiem.