การแนะนำ
รีดเตาอบ เป็นการพิมพ์ล่วงหน้าบนแผ่นรอง PCB โดยการให้ความร้อนกับการหลอมเหลวของบัดกรีเพื่อให้ได้ส่วนประกอบประกอบพื้นผิวประสานปลายหรือหมุดและแผ่น PCB ระหว่างการเชื่อมต่อเชิงกลและไฟฟ้าของกระบวนการบัดกรี บทความนี้จะช่วยให้ SMT สามเณรเข้าใจคำศัพท์ทั่วไปสำหรับเตาอบรีดว์ การเรียนรู้คำศัพท์ทั่วไปของเตาอบรีดว์มีบทบาทเหล่านี้:
- ปรับปรุงประสิทธิภาพการสื่อสาร
- เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบกระบวนการและการแก้ปัญหา
- สนับสนุนนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการสะสมความรู้
- เพิ่มความสามารถในการแข่งขันระดับมืออาชีพ
I. แนวคิดพื้นฐานของเครื่องบดรีด
1. หลักการทำงานของเครื่องบัดกรี reflow
หลักการพื้นฐานของเตาอบรีดว์ขึ้นอยู่กับการขยายตัวทางความร้อนและคุณสมบัติการหดตัวของสสาร กระบวนการบัดกรีวางบัดกรีจะถูกทำให้ร้อนขึ้นเหนือจุดหลอมเหลวบัดกรีผงละลายและกระจายไปยังหมุดส่วนประกอบและแผ่น PCB ระหว่างการก่อตัวของจุดเชื่อมที่เป็นของแข็ง ฟลักซ์มีบทบาทในกระบวนการนี้เพื่อลดแรงตึงผิวที่ข้อต่อส่งเสริมการไหลและพันธะที่สม่ำเสมอของบัดกรี ต่อจากนั้นเมื่ออุณหภูมิลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปการบ่มการบ่มแบบบัดกรีให้เสร็จสมบูรณ์กระบวนการเชื่อม
2. พื้นที่แอปพลิเคชันหลักของเครื่องบัดกรี reflow
- อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์:การติดตั้งแผงวงจรเทคโนโลยี SMT การผลิตและการซ่อมแซม PCB
- อุตสาหกรรมการสื่อสาร:การเชื่อมอุปกรณ์ Optoelectronic, การเชื่อมสายเคเบิลแรงสูง
- อุตสาหกรรมยานยนต์:สำหรับการเชื่อมแผงวงจรยานยนต์และการติดตั้งชิ้นส่วนเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือและความทนทานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์
- อุตสาหกรรมเครื่องใช้ในครัวเรือน:สำหรับการติดตั้งและการเชื่อมแผงวงจรส่วนประกอบและข้อต่อประสานในเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ
- อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ:การเชื่อมของปืนกล
ii. การวิเคราะห์คำศัพท์ทั่วไป
1. ประสาน
บัดกรีใช้เพื่อเติมในการเชื่อมหุ้มและการประสานในวัสดุโลหะผสมโลหะของเทอมทั่วไป รวมถึงลวดเชื่อมก้านเชื่อมการประสานและโลหะผสมบัดกรี
1.1 บัดกรีที่ใช้กันทั่วไปคืออะไร?
จุดหลอมเหลวที่แตกต่างกัน:ประสานแข็งและบัดกรีนุ่ม
องค์ประกอบที่แตกต่าง:บัดกรีดีบุก-ผู้นำ, บัดกรีเงิน, ประสานทองแดง ฯลฯ
1.2 อุณหภูมิบัดกรี
- โซนอุ่นก่อน:อุณหภูมิมักจะอยู่ระหว่าง 150 - 200 องศา อุณหภูมิของโซนบัดกรีมักจะอยู่ระหว่าง 150 - 200 องศา จุดประสงค์หลักของขั้นตอนนี้คือการอนุญาตให้แผงวงจรและส่วนประกอบร้อนขึ้นอย่างช้าๆและสม่ำเสมอ
- เขตโฮลดิ้ง:อุณหภูมิมักจะเก็บรักษาไว้ที่ประมาณ 180 - 220 องศา การบัดกรีวางในเขตอุณหภูมินี้จะไม่ร้อนขึ้น ในโซนนี้ฟลักซ์ในการวางบัดกรีนั้นมีผลอย่างเต็มที่ลบออกไซด์ออกจากหมุดส่วนประกอบและพื้นผิวของแผ่นแผงวงจรและในขณะเดียวกันก็ทำให้การวางอยู่ในสถานะความหนืดที่เหมาะสมพร้อมสำหรับการบัดกรี reflow ที่ตามมา
- โซน Reflow:อุณหภูมิโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 220 - 260 องศา การวางบัดกรีจะละลายอย่างสมบูรณ์ในโซนนี้ ในโซนนี้การวางบัดกรีจะละลายอย่างสมบูรณ์และมีการสร้างรอยต่อที่ดี
- โซนระบายความร้อน:ช่วยให้รอยต่อบัดกรีเย็นและแข็งตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างโครงสร้างผลึกที่มั่นคงและปรับปรุงความแข็งแรงของข้อต่อประสาน อัตราการระบายความร้อนมักจะถูกควบคุมที่ 2 - 5 องศา /s
2. บัดกรีวาง
การวางบัดกรีเป็นวัสดุบัดกรีอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งคือผงบัดกรีและปริมาณการไหลที่เหมาะสมผสมเข้าด้วยกันเพื่อก่อให้เกิดการวางสำหรับการติดตั้งพื้นผิวหรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์บัดกรี
2.1 ประเภทของการวางบัดกรี
- การวางประสานที่มีตะกั่ว:การบัดกรีที่มีตะกั่วในกระบวนการบัดกรีมีจุดหลอมเหลวต่ำและประสิทธิภาพการบัดกรีที่ยอดเยี่ยม แต่เนื่องจากเหตุผลด้านสิ่งแวดล้อมการใช้การลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป
- บัดกรีแบบตะกั่ว:สอดคล้องกับแนวโน้มของการปกป้องสิ่งแวดล้อมใช้กันอย่างแพร่หลายในความต้องการที่หลากหลายสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การวางบัดกรีแบบตะกั่วสามารถแบ่งออกเป็นบัดกรีที่ไม่มีตะกั่วอุณหภูมิสูงการวางประสานตะกั่วตะกั่วที่ไม่มีอุณหภูมิปานกลาง
2.2 ข้อควรระวังสำหรับการใช้บัดกรีวาง
- เงื่อนไขการจัดเก็บ:บัดกรีวางควรปิดผนึกและเก็บไว้ในตู้เย็นที่ 2-10 องศา ระยะเวลาที่ถูกต้องโดยทั่วไปคือ 3-6 เดือน ใช้หลักการของการออกครั้งแรกในครั้งแรก
- อบอุ่นและตื่นเต้น:การวางบัดกรีที่นำออกจากตู้เย็นจะต้องอุ่นอีกครั้งที่อุณหภูมิห้องสำหรับ 2-4 ชั่วโมงเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้อุปกรณ์ทำความร้อนภายนอก หลังจาก rewarming ใช้ไฟล์มิกเซอร์ประสาน SMTหรือกวนบัดกรีด้วยตนเองเพื่อให้แน่ใจว่าฟลักซ์ผสมกับผงดีบุกอย่างสม่ำเสมอ
- จำนวนการวางบัดกรีที่ใช้และเงื่อนไขการพิมพ์:ควรเพิ่มปริมาณการวางบัดกรีที่ใช้ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงการยึดติดกับบีบ ความแข็งของ Squeegee โดยทั่วไปคือความแข็งของ Shaw 80-90 องศาวัสดุคือยางหรือสแตนเลสความเร็วคือ 10-150 mm/วินาทีมุมคือ 60-85 องศา สแตนเลสหรือตาข่ายลวดสามารถเลือกเป็นวัสดุของแผ่นตาข่าย อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานควรเก็บไว้ที่ 25 ± 5 องศา
- การจัดการหลังจากเครื่องพิมพ์บัดกรีการพิมพ์เสร็จสมบูรณ์:แพทช์ที่พิมพ์แล้วบัดกรีควรได้รับการบัดกรีภายใน 1 ชั่วโมงเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานาน
3. แผงวงจรพิมพ์
3.1 โครงสร้างพื้นฐานของแผงวงจร
- สารตั้งต้น:มักใช้อีพอกซีเรซินเสริมเส้นใยแก้วหรือกระดาษแข็งเรซินฟีนอลิก (เช่น FR -4) สารตั้งต้นให้การสนับสนุนเชิงกลสำหรับแผงวงจร
- ชั้นนำไฟฟ้า:ฟอยล์ทองแดงใช้เป็นวัสดุนำไฟฟ้าเพื่อสร้างเส้นทางวงจรต่าง ๆ บนแผงวงจรสำหรับการส่งสัญญาณไฟฟ้า
- ประสานกันประสานเลเยอร์:เพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรของชั้นนำไฟฟ้าของฟอยล์ทองแดงพื้นผิวของแผงวงจรถูกปกคลุมด้วยชั้นต้านการบัดกรีสีเขียวซึ่งทำหน้าที่ป้องกันและฉนวนกันความร้อน
- การทำเครื่องหมายตัวละคร:ใช้เพื่อทำเครื่องหมายตำแหน่งของส่วนประกอบและข้อมูลอื่น ๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการติดตั้งและบำรุงรักษา
3.2 วิธีเลือก PCB ที่เหมาะสมสำหรับเตาอบรีดว์
- วงจรง่าย ๆ :บอร์ดชั้นเดียวหรือบอร์ดสองชั้นสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดได้
- แอปพลิเคชันประสิทธิภาพสูง (เซิร์ฟเวอร์, อุปกรณ์สื่อสาร ฯลฯ ):
- ขอแนะนำให้เลือก PCB ที่มีผลิตภัณฑ์หลายชั้นสูงซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการเดินสายความหนาแน่นสูงและความสมบูรณ์ของสัญญาณสูง
4. เตาอบรีฟว์
เตาอบ Reflow เป็นอุปกรณ์สำคัญในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการบัดกรีรีดรีว์จะเป็นความร้อนประสานการละลายและการบ่มเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ดีระหว่าง ฟังก์ชั่นหลักมีดังนี้:
- เครื่องทำความร้อน:การบัดกรีทำได้โดยค่อยๆให้ความร้อนกับการบัดกรีลงไปที่จุดหลอมเหลว
- การควบคุมโปรไฟล์อุณหภูมิ:เตาอบ Reflow ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำโดยการตั้งค่าโซนความร้อนที่แตกต่างกันเพื่อรับมือกับวัสดุประสานและวัสดุ PCB ประเภทต่าง ๆ
- ความเย็น:หลังจากการบัดกรีเสร็จสิ้นอุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือของจุดบัดกรี
5. การนำความร้อน
การนำความร้อนหมายถึงกระบวนการถ่ายเทความร้อนผ่านการตกแต่งภายในของวัตถุหรือระหว่างวัตถุที่สัมผัสกันจากพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นไปจนถึงพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของการถ่ายเทความร้อนแสดงอยู่ด้านล่าง:
- คุณสมบัติของวัสดุ:รวมถึงการนำความร้อนความจุความร้อนคุณภาพพื้นผิวสัมผัสและความต้านทานต่อความร้อน
- การออกแบบกระบวนการ:รวมถึงเค้าโครง PCB การเลือกประสานเลเยอร์ PCB และการกระจายความร้อนผ่านการออกแบบหลุม
- ประสิทธิภาพของอุปกรณ์:รวมถึงโหมดทำความร้อนการออกแบบเตาและพารามิเตอร์สายพานลำเลียง
- ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม:รวมถึงสภาพแวดล้อมของบรรยากาศและเงื่อนไขการประชุมเชิงปฏิบัติการ
6. ความเย็น
6.1 ความจำเป็นในการระบายความร้อน
- ป้องกันความเสียหายที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน
- เพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคของข้อต่อประสานและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล
- ลดผลกระทบของฟลักซ์ตกค้าง
- ปรับปรุงผลผลิตและลดการใช้พลังงาน
6.2 วิธีการระบายความร้อนที่ใช้กันทั่วไป
การระบายความร้อนตามธรรมชาติ, การระบายความร้อนด้วยอากาศ, การระบายความร้อนด้วยน้ำ, การทำความเย็นไนโตรเจนเหลวและการระบายความร้อนแบบแบ่งส่วน การเลือกเฉพาะควรขึ้นอยู่กับลักษณะของผลิตภัณฑ์ข้อกำหนดของกระบวนการและเงื่อนไขอุปกรณ์เพื่อการพิจารณาที่ครอบคลุม
6.3 ผลของอัตราการระบายความร้อนต่อคุณภาพการเชื่อม
- โครงสร้างจุลภาครอยเชื่อม:อัตราการระบายความร้อนมีผลต่อขนาดเกรนและการสร้างชั้น IMC
- การจัดการความเครียดจากความร้อน:อัตราการระบายความร้อนที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อนทำให้เกิดการแตกรอยของรอยแตกหรือ pCB warpage
- ฟลักซ์ตกค้าง:อัตราการระบายความร้อนที่เร็วเกินไปหรือช้าเกินไปเพิ่มความเสี่ยงของการตกค้างฟลักซ์
- การบัดกรีร่วมกันบัดกรี:อัตราการระบายความร้อนจะต้องตรงกับลักษณะการประสานเพื่อให้แน่ใจว่าเปียกที่ดี
- ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์:อัตราการระบายความร้อนของความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าของการประสานและความเสถียรในระยะยาวมีผลกระทบที่สำคัญ
iii. กระบวนการบัดกรี reflow ปัญหาที่พบบ่อยและการแก้ปัญหา
1. ดีบุกบอล
Tin Ball คือการปรากฏตัวของลูกบอลขนาดเล็กของบัดกรีบนพื้นผิวของข้อต่อประสาน โดยปกติจะเกิดจากอุณหภูมิการเชื่อมสูงเกินไปเวลาการเชื่อมยาวเกินไปหรือการออกแบบพื้นที่เชื่อมไม่สมเหตุสมผล
สารละลาย:ปรับอุณหภูมิและเวลาการบัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์การบัดกรีเป็นไปตามข้อกำหนด ตรวจสอบการออกแบบพื้นที่บัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าเค้าโครงที่เหมาะสมของจุดบัดกรี
2. การเชื่อมเย็น
การเชื่อมเย็นหมายความว่าข้อต่อที่เชื่อมจะไม่ถึงสถานะหลอมเหลวอย่างเพียงพอทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่อ่อนแอของข้อต่อเชื่อม สิ่งนี้อาจเกิดจากอุณหภูมิการเชื่อมไม่เพียงพอเวลาเชื่อมไม่เพียงพอหรือการออกแบบพื้นที่เชื่อมที่ไม่เหมาะสม
สารละลาย:เพิ่มอุณหภูมิและเวลาบัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อประสานจะละลายอย่างสมบูรณ์ ตรวจสอบการออกแบบพื้นที่บัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าจุดบัดกรีมีการติดต่อที่ดีกับส่วนประกอบ
3. Tinning
Tinning คือการก่อตัวของสะพานประสานที่ละลายระหว่างข้อต่อประสานกันสองข้อขึ้นไป โดยปกติจะเป็นเพราะอุณหภูมิการเชื่อมสูงเกินไปเวลาการเชื่อมยาวเกินไปหรือการออกแบบพื้นที่เชื่อมไม่สมเหตุสมผล
สารละลาย:ลดอุณหภูมิและเวลาบัดกรีเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการหลอมละลายมากเกินไประหว่างข้อต่อประสาน ตรวจสอบการออกแบบพื้นที่เชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าเค้าโครงของจุดเชื่อมนั้นสมเหตุสมผล
4. การเชื่อมชดเชย
ออฟเซ็ตการเชื่อมหมายถึงข้อผิดพลาดบางอย่างระหว่างตำแหน่งการเชื่อมและตำแหน่งที่ต้องการ สิ่งนี้อาจเกิดจากปัญหาเกี่ยวกับอุปกรณ์เชื่อมหรือติดตั้ง
สารละลาย:ตรวจสอบอุปกรณ์เชื่อมและติดตั้งเพื่อให้แน่ใจว่ามีเสถียรภาพและความแม่นยำ ปรับพารามิเตอร์การเชื่อมและกระบวนการเพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำของตำแหน่งการเชื่อม
บทสรุป
การเรียนรู้คำศัพท์เตาอบรีดรู้จักเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพการสื่อสารการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการนวัตกรรมทางเทคโนโลยีการปฏิบัติตามมาตรฐานและความก้าวหน้าในอาชีพ การเรียนรู้และการประยุกต์ใช้ข้อกำหนดเหล่านี้อย่างเป็นระบบเป็นส่วนสำคัญของอาชีพการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้เริ่มต้นควรเรียนรู้และฝึกฝนต่อไป
โปรไฟล์ บริษัท
Zhejiang Neoden Technology Co. , Ltd. ก่อตั้งขึ้นในปี 2010 ด้วย 100+ พนักงาน & 8000+ sq.m. โรงงานของสิทธิในทรัพย์สินอิสระเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดการมาตรฐานและบรรลุผลทางเศรษฐกิจมากที่สุดรวมถึงการประหยัดค่าใช้จ่าย
เป็นเจ้าของศูนย์เครื่องจักรกลของตัวเอง, แอสเซมเบลอร์ที่มีทักษะ, ผู้ทดสอบและวิศวกร QC เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสามารถที่แข็งแกร่งสำหรับการผลิตเครื่องจักร Neoden คุณภาพและการส่งมอบ
40+ พันธมิตรระดับโลกที่ครอบคลุมในเอเชียยุโรปอเมริกาโอเชียเนียและแอฟริกาเพื่อให้บริการผู้ใช้ 10000+ ประสบความสำเร็จในทั่วโลกเพื่อให้แน่ใจว่าบริการท้องถิ่นที่ดีขึ้นและเร็วขึ้น
3 ทีม R&D ที่แตกต่างกันพร้อมทั้งหมด 25+ วิศวกร R&D มืออาชีพเพื่อให้แน่ใจว่าการพัฒนาที่ดีขึ้นและก้าวหน้ายิ่งขึ้นและนวัตกรรมใหม่