Rozwiązywanie problemów w procesie reflow
Artykuł prezentuje zbiór rozwiązań redukujących powstawanie częstych defektów w procesie lutowania rozpływowego, takich jak efekt nagrobkowy, kuleczkowanie, ziarniste luty czy pustki.
Head-in-Pillow
Defekt Head-in-Pillow, dotyczący BGA, pojawia się gdy kulki BGA tracą kontakt z pastą I utleniają się podczas ogrzewania. Utlenianie uniemożliwia połączenie się kulek BGA oraz pasty lutowniczej, jak to pokazano na rysunku 4. Czynnikami, które przyczyniają się do powstawania defektu HiP są wypaczenia BGA podczas procesu lutowania, nie równa płaszczyzna wyprowadzeń, słabe zwilżanie, nadmierne utlenianie, różnice spoiw zastosowanych w kulkach i paście czy zapadanie się pasty. Kolejnymi przyczynami mogą być też słaby transfer pasty w procesie drukowania i w konsekwencji niedostateczny jej depozyt, a także wadliwe położenie komponentu.
© KIC
Rysunek 4: Przykład defektu Head-In-Pillow
Podsumowanie
Wyższa temperatura szczytowa oraz wyższe napięcie powierzchniowe bezołowiowych stopów o dużej zawartości cyny, wraz ze stosowaniem mniejszych padów i past o mniejszej średnicy kulek, wywarło znaczną presję na zdolność topnika zawartego w paście do zapewnienia dobrej jakości lutu. W takich trudnych warunkach, ważne jest zrozumienie metod optymalizacji profilu temperaturowego procesu reflow.
Bardzo często pierwotna przyczyna defektu tkwi w czynnikach niezwiązanych z procesem reflow, jednak wciąż dostosowania profilu pomaga optymalizować cały proces.
Aby zminimalizować powstawanie defektu HiP należy ustanowić profil zapobiegający utlenianiu się łączonych powierzchni. Pomocny będzie profil, który nie wyczerpuje zapasów topnika i zmniejsza zjawisko zapadania się pasty. Innymi parametrami procesu, zapobiegającymi HiP są niskie tempo wzrostu temperatury, niska temperatura szczytowa, zredukowany szok temperaturowy oraz minimalizacja deformacji PCB czy komponentów. Jeśli tempo wzrostu jest zbyt wolne, tj. poniżej 1°C/ sekundę, może to być przyczyną nadmiernego utleniania się łączonych powierzchni, wywołując jednocześnie inne defekty jak np. ziarnistość. Z drugiej strony, niskie tempo wzrostu temperatury zapobiega opadaniu pasty.
Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy New-Comp
Źródło: KIC