Top tip til at forhindre hulrum i BGA -lodning med en refowovn

For at forhindre hulrum i BGA -lodning, når du bruger udstyr fra en reflowovnproducent i Kina , er det vigtigt at indstille en nøjagtig reflowprofil. Vælg loddepasta af høj kvalitet og kontroller fugtniveauerne omhyggeligt. Følg altid bedste praksis til materialehåndtering og processtyring. I moderne elektronikfabrikker holdes hulrum i BGA -loddeforbindelser typisk under 25% for at sikre pålidelig ydelse. Store eller klyngede hulrum kan svække loddeforbindelser og reducere deres levetid , især under BGA -lodning i refow -processen. Det er vigtigt at overvåge hvert skridt tæt, da placeringen og størrelsen af hulrum kan påvirke både kvaliteten og holdbarheden af din lodning. Mange reflowovnproducenter i Kina tilbyder nu avancerede løsninger til at hjælpe med at minimere hulrum under BGA -lodning.

Nøgle takeaways

· Indstil reflowprofilen med den rigtige varme og tid. Dette hjælper med at sænke hulrum og gør stærke loddeforbindelser. Brug god loddepasta og håndter den på den rigtige måde. Dette forhindrer gasser og vand i at blive fanget og forårsage hulrum. Designstencils, så gasser kan undslippe under lodning. Dette hjælper med at stoppe store hulrum under BGA. Hold fugtigheden lav og bag dele inden lodning. Dette fjerner vand og forhindrer samlinger i at revne. Kontroller loddeforbindelser med røntgenværktøjer for at finde skjulte hulrum. Hold ugyldigt niveauer under de foreslåede grænser for bedre pålidelighed.

BGA -lodning: Forebygg hulrum

Hvorfor hulrum betyder noget

Når du laver BGA -lodning, skal du se efter hulrum. Voids er små lommer med gas eller flux inde i loddeforbindelsen. Disse hulrum kan gøre leddet svagere og få det til at mislykkes senere. Lodningsledning ugyldig gør det sværere for leddet at bevæge varme og elektricitet. Hvis du ignorerer BGA -loddemidler, fungerer din enhed muligvis ikke godt eller kan stoppe med at arbejde. Mange elektronikproducenter sætter strenge regler for ugyldig for at holde tingene pålidelige. Du skal altid prøve at stoppe hulrum og holde loddemæssige leddokumenter under den tilladte grænse.

Tip: Kontroller dit arbejde ofte for at finde BGA -loddemuligheder tidligt og stoppe almindelige BGA -defekter.

Hovedårsager til BGA -loddemidler

Du kan stoppe hulrum bedre, hvis du ved, hvordan de sker. BGA -loddemidler starter normalt under refow -processen. Når lodde smelter, prøver den at holde sig til puden og loddepastaen. Nogle gange bliver fluxen i pastaen fanget, hvis ydersiden af stødpindene hurtigere end indersiden. Denne fangede flux bliver til damp og opbygger tryk, men loddet forbliver muligvis ikke smeltet længe nok til, at dampen kan komme ud. Dette får BGA -lodde hulrum inde i leddet.

De vigtigste grunde til hulrum er:

1. Loddepastaudskrivningsfejl, der lægger for meget eller for lidt pasta på puden.

2. dårlige reflowovnsprofiler, der ikke giver tid nok til, at gasser kan forlade.

3. Brug af loddespastaer med høje kogepunktfluxer, der fanger damp.

4. beskidte dele eller PCB, der forhindrer loddet i at klæbe til højre.

5. Ikke opbevaring eller håndtering af loddepasta til højre, som ændrer den og forårsager flere hulrum.

Du kan sænke hulrum ved at fikse din reflowprofil , vælge loddepastaer med lavt væsentligste og holde din proces ren. Mange eksperter siger at bruge en langsom temperaturrampe og en længere blødgøringstid. For blyfri BGA-lodning skal du sigte mod en spids temperatur på ca. 245 ° C for plader med dele på dem. Vakuumassisteret reflow kan også hjælpe dig med at stoppe hulrum ved at trække fangede gasser ud. Kontroller altid din proces og materialer for at holde BGA -lodde hulrum lavt og få samlinger til at vare længere.

Reflow -profiloptimering

Billedkilde: Pexels

At gøre din reflowprofil bedre er en fantastisk måde at sænke loddeforbindelsen i BGA -samlinger. Du skal se temperaturen, tiden og luft under refow -lodning. Dette hjælper dig med at få stærke og pålidelige led. Hvis du ændrer reflow -temperaturindstillingerne omhyggeligt, kan du få færre hulrum og gøre din proces mere stabil.

Temperaturkontrol

Du skal vælge den rigtige temperatur for hvert trin i reflow -lodning. Start med en langsom rampehastighed, ca. 1 ° C til 3 ° C i sekundet . Dette holder brættet sikkert mod termisk chok og lader gasser forlade. De fleste producenter siger at bruge en rampehastighed på 1-2 ° C/s til lille loddepasta eller fin-pitch BGA'er. Dette hjælper med at stoppe problemer som lodding balling og gravstoning.

I blødgøringsfasen skal du holde temperaturen mellem 155 ° C og 185 ° C i 30 til 120 sekunder. Dette lader brættet og dele varme op jævnt. Men hvis du blødgør for lang eller for varm, kan du få mere oxidation og hulrum. I topfasen skal du indstille temperaturen mellem 230 ° C og 245 ° C for blyfri lodning. Sørg for, at toppen er mindst 15 ° C højere end loddets smeltepunkt. Hold dette i 45 sekunder eller mere. Dette hjælper loddepinden godt og lader gasser undslippe.

Tip: Sæt termoelementer forskellige steder på BGA og PCB. Dette hjælper dig med at tjekke varmen og sænker chancen for loddemæssig ledning.

Timing og bo

Tiden er meget vigtig i reflow -lodning. Tiden ovenfor liquidus (TAL) betyder mest for at få fluxen til at fungere og sænke hulrum. Prøv at holde Tal mellem 60 og 90 sekunder. Dette giver fluxen tid til at rengøre oxider og lader gasser komme ud, før lodde hærder.

Skynd ikke trinnene. Hvis du går for hurtigt i rampen eller blødgøring, fælder du gasser inde i leddet. Hvis du får blødgøringen eller toppen varer for længe, kan du skade følsomme dele eller forårsage andre problemer. Du skal se tiden på hvert trin og undertiden prøve forskellige måder. Mange eksperter siger, at det at gøre profilen perfekt tager praksis, men disse tip vil hjælpe dig med at få gode resultater.

Nitrogen og myresyrebrug

Luften inde i din refow -ovn er vigtig for loddefedskvalitet. Kvælstofgas skubber ilt ud og stopper oxidation. Dette gør renere og stærkere loddeforbindelser. Nitrogen hjælper også lodde med at sprede sig og sænker antallet af hulrum i BGA og fine pitch-samlinger.

Myresyredamp er en anden måde at sænke hulrum under reflow -lodning. Hvis du bruger myresyre i en vakuum reflowovn , laver du en reducerende luft, der renser oxider fra dele, loddeforbindelser og PCB -overflader. Dette hjælper loddepinden bedre og gør færre hulrum. Dette er meget vigtigt for avanceret BGA -emballage. Store industrier som rumfart og bil bruger denne metode til at imødekomme strenge regler for pålidelighed.

Bemærk: Kontroller altid iltniveauer og skift myresyre og blødgøringstider for at få de laveste tomrum.

Hvis du kontrollerer temperatur, tid og luft godt, kan du sænke loddemæssig tomrum og gøre dine BGA -samlinger mere pålidelige. Husk, at der er behov for termisk profilering og finjustering af din proces til stabil reflow-lodning af høj kvalitet.

Loddepasta og materialer

Indsæt formulering

At vælge den rigtige loddepasta hjælper med at stoppe hulrum i BGA -lodning. Pastaen skal have den rigtige blanding af opløsningsmidler . Dette lader gasser komme ud, når du opvarmer det. Det forhindrer dem i at sidde fast inde. God befugtning betyder, at pastaen kan rengøre puden godt. Dette hjælper med at gøre stærke loddekugler. Hvis du bruger en pasta med god overfladespænding, spreder den sig bedre og gør færre hulrum. Fluxen bør ikke have for meget ikke-flygtige ting. Hvis der er for meget, kan det blokere loddekuglerne fra at falde og fælde gasser. Prøv at finde loddepasta med rosin, der smelter ved en lav temperatur. Dette hjælper fluxen med at fungere godt under reflow. Brug af mindre rosin end normalt lader aktivatorer arbejde til tiden. Det forhindrer også loddekuglerne i at klæbe sammen.

Tip: Læs altid det tekniske datablad for din loddepasta. Producenten viser ting, der hjælper lavere hulrum i BGA -lodning.

Opbevaring og håndtering

Opbevaring og håndtering af loddepasta på den rigtige måde holder BGA -loddeforbindelser sikkert. Læg loddepasta på et køligt og tørt sted. Hold dele og PCB i et rent område for at stoppe snavs og rust. Følg reglerne for fugtighedsfølsomme niveau for at holde vandproblemer ud. Brug ESD -sikkerhed, når du berører materiale. Når du udskriver loddepasta, skal du bruge gode stencils. Sørg for, at hullerne matcher dit BGA -layout. Kontroller, hvor meget loddepasta du bruger. Det skulle dække cirka halvdelen til det meste af puden . Dette hjælper dig med at få de samme resultater hver gang. Indstil altid din reflowprofil til at matche loddepastaen og dele. Brug af nitrogen i ovnen kan også hjælpe med at stoppe rust og lavere hulrum.

Applikationskonsistens

At sætte loddepasta på samme måde hver gang gør BGA -loddefuger stærke. Voids kan ske, når gasser forlader under reflow. Hvis du bruger for lidt loddepasta eller flux, kommer gasser muligvis ikke ud. Dette kan forårsage flere hulrum. Typen og styrken af fluxen i din pasta -materie meget. Hvis fluxen ikke er stærk nok , forbliver gasser inde og får hulrum. Til keramisk BGA har du brug for mere loddepasta. Dette skyldes, at pakken giver mindre lodde end andre.

Bemærk: Kontroller altid din loddepasta inden reflow. At sætte det på samme måde hver gang sænker hulrum og gør BGA -lodning bedre.

Fugt og komponenthåndtering

Bagekomponenter

Du skal holde fugt væk fra dine BGA -komponenter inden lodning. Hvis vand kommer ind i loddekuglerne, kan det få hulrum under reflow. Hvis du tror, at dine BGA -dele har fugt, skal du bage dem, før du bruger dem. Bagning tager vandet ud og hjælper med at forhindre revner eller lag i at skrælle. De fleste eksperter siger at bage BGA -dele ved 125 ° C i 24 timer, hvis de var i luften for længe, eller hvis du ikke er sikker på opbevaring. Følg altid reglerne fra producenten og grupper som IPC og JEDEC. Opbevar dine BGA -dele i specielle poser med tørringspakker. Hold fugtigheden under 40% RH. Forsøg ikke at fikse fugtskader ved bagning efter refow. Når der sker skader, kan du ikke fortryde det. Brug røntgen- eller C-Sam til at kigge efter skjulte hulrum eller revner efter lodning.

Tip: Det er bedre at stoppe problemer end at løse dem. Bag altid og opbevar dine BGA -dele på den rigtige måde før refow.

Fugtighedskontrol

Du skal holde fugtigheden lav i dit arbejdsområde for at stoppe hulrum i BGA -lodning. Høj luftfugtighed kan få flux under dele til at opsuge vand. Dette kan danne film, der forårsager flere hulrum og gør led mindre stærke. Hvis dit arbejdsområde har små huller eller stramme stik, kan fanget flux og dårlig gasstrøm gøre tingene værre. Hold rummet tørt og brug god luftstrøm til at hjælpe gasser med at komme ud under lodning. Bedre udgasning og smart design , som større mellemrum mellem dele, hjælper også med at sænke flux og hulrum. Kontroller altid dit arbejdsområde og skift ting, hvis det er nødvendigt for at holde dine BGA -led stærke.

· Fugt kan forårsage:

o hulrum inde i loddekugler eller ved samlinger

o fangede fluxgasser

o led, der krymper og knækker

o Luftlommer fra Vias

Bemærk: Hvis du følger IPC-610D og IPC-7095A-reglerne , kan du holde hulrum på sikre niveauer.

Stencil og placering

Stencil design

Du kan sænke hulrum i BGA -lodning ved at ændre dit stencildesign . Når du udskriver loddepasta, skal du oprette stier til gas, der skal flygte under BGA. Brug mønstre som 5-terninger, vinduesrude, krydsvug eller radiale former . Disse mønstre hjælper gasser med at bevæge sig ud, før lodde hærder. Hvis du har termiske puder, skal du nedbryde store loddepastaområder med tværhatchmønstre. Dette lader fanget gas flygte og holder leddet stærk.

· Opdel store stencilåbninger i mindre. Brug for eksempel fire små åbninger i stedet for en stor.

· Gør godkendelser rundt via huller. Dette forhindrer loddepasta i at flyde ind i vias og forårsage hulrum.

· Prøv en tykkere stencil, såsom 0,2 mm, men hold den samme loddepasta volumen. Dette giver mere plads til gas at flygte.

· Brug aggressiv flux med mindre opdelte åbninger og ingen loddemaske. Denne metode fungerer godt og tilføjer ikke omkostninger.

Disse ændringer hjælper dig med at undgå hulrum og gøre BGA -omarbejdet lettere. Du behøver ikke at ændre din loddepasta eller refow -profil. Du skal bare justere din stencil.

Loddekugle og indsæt placering

Du skal placere loddekugler og loddepasta med omhu under BGA -omarbejdning. Hvis du bruger for meget eller for lidt loddepasta, kan du få svage led eller ekstra hulrum. Kontroller altid, at loddekuglerne sidder på det rigtige sted på puderne. Brug en stencil , der matcher dit BGA -layout. Dette hjælper dig med at få den samme mængde loddepasta på hver pude.

En god placeringsproces hjælper dig med at undgå kolde led. Kolde led sker, når loddet ikke smelter fuldt ud. Dette kan føre til BGA -omarbejdningsproblemer senere. Du skal bruge en stabil hånd og de rigtige værktøjer til placering af loddekugler og loddepasta. Dette holder dine BGA -led stærke og klar til omarbejdning om nødvendigt.

Komponent fordrejning

Komponent -fordrejning kan forårsage store problemer under BGA -omarbejdning. Hvis din BGA eller brættet bøjes under opvarmning, kan du se ujævne loddeforbindelser eller ekstra hulrum. Vidding kan løfte nogle loddekugler fra puden, hvilket gør leddet svag. Du skal kontrollere din reflow -temperatur og bruge langsom opvarmning for at stoppe med at fordrive.

· Opbevar dine BGA -dele flade og tørre.

· Brug en omarbejdningsstation med jævn opvarmning.

· Kontroller for at fordreje før og efter omarbejdning.

Hvis du ser fordrejning, skal du muligvis justere din proces eller udskifte delen. Omhyggelig håndtering og de rigtige værktøjer hjælper dig med at undgå omarbejdningsproblemer og holde dine BGA -led pålidelige.

Vakuum reflow til lodde led tomrum

Hvordan vakuum reflow fungerer

Vakuum reflow er en speciel måde at slippe af med fangede gasser på. Det hjælper lavere hulrum i loddeforbindelser. Du lægger din BGA -samling i en reflowovn , der fremstiller et vakuum. Når loddet smelter, trækker ovnen luft ud. Dette lader gasser og flux forlade loddeforbindelsen. Du ender med færre hulrum og stærkere led.

Du kan ændre hvor længe og hvor stærk vakuumet er. De fleste ovne bruger vakuumet lige efter lodde smelter. Dette lader loddefyldningsrummet, mens gasser slipper ud. Denne metode fungerer godt til BGA -pakker og andre dele, der skal være meget pålidelige. Du vil se meget mindre ugyldig end med normal reflow. Mange mennesker får hulrum under 2% med vakuum refow . Normal reflow efterlader ofte 10% eller mere.

Tip: Se vakuumcyklussen nøje. For meget vakuum eller dårlig timing kan gøre sprøjter eller ujævne led.

Hvornår skal man bruge vakuum reflow

Vakuum reflow er ikke nødvendig for hvert job. Brug det, når du har brug for meget lave hulrum, eller når normal reflow ikke fungerer godt nok. Undersøgelser viser vakuum reflow hjælper mest i disse tilfælde:

· LED -samling, hvor næsten ingen hulrum er nødvendige for god varmestrøm og lang levetid.

· BGA-lodning med høj pålidelighed, som i biler eller fly.

· Projekter, hvor normal loddepasta og flux ikke giver lave nok hulrum.

· Når du skal have hulrum under 2% for at få de bedste resultater.

Vakuum reflow giver bedre led, men det koster mere og tager flere skridt. Du arbejder muligvis langsommere og har brug for at træne dit team mere. Eksperter siger, at du skal planlægge din proces godt for at stoppe splatter eller lange cyklusser.

Bemærk: Vakuum reflow er bedst, når dit job har brug for det ekstra arbejde og omkostninger. For de fleste BGA -lodning kan en god reflowprofil være nok.

Inspicér og test BGA -loddemuligheder

Røntgen og visuel inspektion

Du skal tjekke dine led godt for at sikre dig, at de fungerer. At se på dem hjælper dig med at finde revner eller ujævn lodde på ydersiden. Men du kan ikke se inde i leddet med bare dine øjne. For skjulte problemer har du brug for specielle værktøjer. Røntgeninspektion giver dig mulighed for at se inde i leddet. Det hjælper dig med at finde hulrum eller revner, der kan bryde leddet. Nye røntgenmaskiner bruger smart software til at måle hulrum hurtigt og rigtige. Du kan endda lave 3D -billeder for at se, hvor hvert problem er.

Her er en tabel, der viser, hvordan forskellige inspektionsmetoder fungerer :

Du kan se, hvor godt disse metoder fungerer i nedenstående diagram:

Røntgeninspektion er den bedste måde at finde og måle hulrum uden at bryde leddet. Du har brug for uddannede mennesker eller smarte programmer til at læse røntgenbillederne. Bare det at se på samlingen er ikke nok til at finde skjulte hulrum. Brug altid begge måder til at kontrollere BGA -led godt. Hvis du går glip af et tomrum, kan du få et koldt loddeforbindelse, der muligvis går i stykker senere.

Acceptable tomrumsniveauer

Du skal kende reglerne for, hvor mange hulrum der er okay i samlinger. De fleste regler siger, at det største tomrumsområde skal være mindre end 25% af leddet , som det ses i røntgenbilleder. Nogle nye rapporter siger, at op til 30% i nogle tilfælde er okay. For vigtige puder siger eksperter at holde hulrum under 10% til 25%, afhængigt af hvor de er.

Du skal altid tjekke dine led for at sikre dig, at de følger disse grænser. Hvis du ser hulrum større end en tredjedel af kuglestørrelsen, skal du løse din proces. At holde hulrum i det sikre rækkevidde hjælper med at stoppe fejl og gør stærke, gode led.

Du kan få god BGA -lodning, hvis du kontrollerer din proces og bruger gode materialer. Prøv at bruge mindre stencilhuller og mindre loddepasta, når du gør BGA -omarbejdning. Lav forvarmning, og blødgør trin længere, så fluxgasser kan forlade. Vælg altid loddepasta af høj kvalitet, og indstil din reflowovn på den rigtige måde. For BGA -omarbejdning skal du holde luften tør og tænke på at bruge vakuum reflow for at få de færrest hulrum. Lær om nye lodde legeringer, bedre flux og smarte fabriksværktøjer . Hvis du fortsat gør din omarbejdningsproces bedre, forbliver dine led stærke og har færre hulrum.

FAQ

Hvad forårsager de fleste hulrum i BGA -lodning?

Du ser ofte hulrum på grund af fangede gasser fra loddepasta -flux, dårlige reflowprofiler eller for meget fugt. Beskidte overflader og dårligt stencildesign øger også hulrum. Kontroller altid din proces og materialer for at reducere disse risici.

Hvordan kan du kontrollere for hulrum i BGA -led?

Du skal bruge røntgeninspektion . Dette værktøj giver dig mulighed for at se inde i loddefugerne og finde skjulte hulrum. Visuelle kontroller viser kun overfladeproblemer. Røntgenbillede giver dig de bedste resultater for BGA-lodning.

Er vakuum reflow altid nødvendigt for at forhindre hulrum?

Nej, du har ikke altid brug for vakuum reflow . Du kan ofte kontrollere hulrum med en god reflowprofil og loddepasta af høj kvalitet. Brug vakuum reflow, når du har brug for meget lave hulrum, såsom i bilindustrien eller rumfartsprojekter.

Hvad er den maksimale tilladte tomrumsstørrelse i BGA -lodning?

Du skal holde hulrum under disse grænser for stærke, pålidelige led.