BGA-Rework-Profile

BGA-Rework muss die Temperaturkurve entsprechend verschiedener Lötpastenkurven einstellen, damit die Temperaturkurve am Pad nahe an der Lötpastenkurve liegt. Im Allgemeinen wird das in (Abbildung 1) gezeigte Heizverfahren mit mehreren Temperaturzonen angewendet, und die Temperaturkurve ist in eine Vorheizzone, eine aktive Zone, eine Reflow-Zone und eine Kühlzone unterteilt.

                                                      Bild 1

1. Vorwärmzone

Die Vorwärmstufe (Preheating Stage), auch Slope-Zone genannt, hebt die Temperatur von der Umgebungstemperatur auf die Lotaktivierungstemperatur an, zerstört den Metalloxidfilm und reinigt die Oberfläche des Lotlegierungspulvers, was das Eindringen von Lot und das Lot begünstigt Bildung von Lötstellenlegierungen. Die Temperaturanstiegsrate in diesem Bereich sollte innerhalb eines geeigneten Bereichs gesteuert werden. Wenn es zu schnell ist, tritt ein thermischer Schock auf und das Substrat und die Vorrichtungen können beschädigt werden; Wenn es zu langsam ist, bleibt der PCB nicht genug Zeit, um die aktive Temperatur zu erreichen, was zu einer unzureichenden Verflüchtigung des Lösungsmittels führt. , was die Schweißqualität beeinträchtigt. Im Allgemeinen wird die maximale Temperatur auf 4 Grad/s festgelegt, und die Temperaturrate beträgt gewöhnlich 1 bis 3 Grad/s.

2. aktiver Bereich

Die aktive Zone (Soak-Stufe), manchmal auch Wärmeerhaltungszone genannt, bezieht sich auf den Prozess, bei dem die Temperatur von 140 Grad auf 170 Grad ansteigt. Der Hauptzweck besteht darin, die Temperatur der PCB-Komponenten tendenziell gleichmäßig zu machen und den Temperaturunterschied zu minimieren. um die Aktivierung des Flussmittels, des Pads, die Oxidentfernung auf Lötkugeln und Bauteilanschlüssen zu ermöglichen. Dieser Bereich macht im Allgemeinen 33 bis 50 Prozent des Heizkanals aus, und diese Phase dauert 40 bis 120 Sekunden.

3. Aufschmelzzone

Der Hauptzweck der Reflow-Stufe besteht darin, zu verhindern, dass das Lötmittel oder Metall weiter oxidiert, die Fließfähigkeit des Lötmittels zu erhöhen, die Benetzungsfähigkeit zwischen dem Lötmittel und dem Pad weiter zu verbessern und die Temperatur der Leiterplattenbaugruppe von der aktiven Temperatur zu erhöhen auf die empfohlene Spitzenwerttemperatur. Der Rückfluss in dieser Phase sollte nicht zu lang sein, im Allgemeinen 30-60s bei hoher Temperatur. Die Temperaturrate steigt auf 3 Grad/Sek., die typische Spitzentemperatur beträgt im Allgemeinen 205-230 Grad und die Zeit bis zum Erreichen des Spitzenwerts beträgt 10-20 Sekunden. Die Schmelzpunkttemperatur verschiedener Lote ist unterschiedlich, z. B. beträgt 63Sn37Pb 183 Grad C und 62Sn/36Pb/2Ag 179 Grad C, daher sollte die Leistung der Lötpaste bei der Einstellung der Parameter berücksichtigt werden. Die Aktivierungstemperatur ist immer etwas niedriger als die Schmelzpunkttemperatur der Legierung, und die Spitzentemperatur liegt immer am Schmelzpunkt.

4. Kühlzone

Abkühlphase (Cooling stage), das Zinn-Blei-Pulver in diesem Bereich der Lötpaste ist geschmolzen und hat die zu verbindende Oberfläche vollständig benetzt, es sollte so schnell wie möglich abgekühlt werden, um glänzende Lötstellen zu erhalten, und haben gute Integrität und niedriger Kontaktwinkel. Ein zu schnelles Abkühlen führt jedoch zu einem zu hohen Temperaturgradienten zwischen der Komponente und dem Substrat, was zu einer Fehlanpassung der Wärmeausdehnung führt, was zu einem Spalten der Lötverbindung und dem Pad und einer Verformung des Substrats führt. Im Allgemeinen wird die maximal zulässige Kühlrate durch die Reaktion der Komponente auf Wärme bestimmt. Hängt von der Schocktoleranz ab. Basierend auf den obigen Faktoren beträgt die Kühlrate in der Kühlzone im Allgemeinen etwa 4 Grad/s.

Die in Fig. 1 gezeigte Kurve wird sehr häufig verwendet und kann als Heiz-Halte-Kurve bezeichnet werden. Die Lötpaste steigt schnell von der Anfangstemperatur auf eine bestimmte Vorwärmtemperatur im Bereich von 140-170 Grad an und hält sie für etwa 40-120 s als Wärmeerhaltung. Zone, dann schnell bis zur Reflow-Zone aufheizen und schließlich schnell abkühlen und in die Kühlzone eintreten, um das Löten abzuschließen.

Das Reflow-Profil ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Qualität des BGA-Lötens. Vor der Bestimmung der Reflow-Kurve muss klargestellt werden: Lotpaste mit unterschiedlichem Metallgehalt hat unterschiedliche Temperaturkurven. Zunächst sollte sie nach der vom Lotpastenhersteller empfohlenen Temperaturkurve eingestellt werden, da die Lotlegierung in der Lotpaste den Schmelzpunkt und das Flussmittel die Temperaturkurve bestimmt. Aktivierungstemperatur. Außerdem sollte die Lotpastenkurve je nach Materialart, Dicke, Lagenzahl und Größe der Leiterplatte lokal angepasst werden.

Das Temperiersystem der BGA-Reworkstation muss sicherstellen, dass die nachzubearbeitenden Bauteile, umliegende Bauteile oder Bauteile und PCB-Pads beim Demontieren und Löten nicht beschädigt werden können. Reflow-Löt-Erwärmungsverfahren können im Allgemeinen in zwei Arten unterteilt werden: Heißlufterwärmung und Infraroterwärmung. Die Heißlufterwärmung ist in einem kleinen Bereich gleichmäßig, und in einem großen Bereich gibt es einen lokalen kalten Bereich. Während die Infrarotheizung in einem großen Bereich gleichmäßig ist, besteht der Nachteil darin, dass aufgrund der Farbtiefe des Objekts die absorbierte und reflektierte Wärme nicht gleichmäßig ist. Aufgrund des begrenzten Volumens des BGA-Rework-Arbeitsplatzes muss dessen Temperiersystem speziell ausgelegt werden.