ข้อมูลอ้างอิงโปรไฟล์ Reflow

ขั้นตอนหลักของโปรไฟล์การบัดกรี Reflow คืออะไร?

โปรไฟล์บัดกรี reflow กำหนดเส้นโค้งเวลา-อุณหภูมิที่ PCB ผ่านเตา reflow ประกอบด้วยสี่โซนสำคัญ: อุ่น แช่ reflow (อุณหภูมิสูงสุด) และเย็นลง แต่ละโซนมีช่วงอุณหภูมิและระยะเวลาที่กำหนดตามผู้ผลิตครีมและ J-STD-020

โซนอุ่น (1-3°C/s) ค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิเพื่อกระตุ้นฟลักซ์และลดการกระแทกทางความร้อน โซนแช่ (ปกติ 60-120 วินาที) ทำให้อุณหภูมิทั่วบอร์ดสม่ำเสมอ เวลาแช่ไม่พอทำให้ครีมกระเด็น แช่นานเกินทำให้ฟลักซ์เสื่อมสภาพ

โซน reflow ต้องเกินอุณหภูมิ liquidus นานพอ (ปกติ 30-90 วินาที) SAC305 หลอมที่ 217-220°C แนะนำจุดสูงสุด 235-250°C โซนเย็นลงควบคุมอัตราแข็งตัว (ปกติ 2-4°C/s) เย็นเร็วเกินอาจทำให้เกิดรอยแตก เย็นช้าเกินสร้างโครงสร้างเกรนหยาบอ่อนแอ

Formula: โซนโปรไฟล์: 1. อุ่น: RT → 150°C ที่ 1-3°C/s 2. แช่: 150-200°C เป็นเวลา 60-120 วินาที 3. Reflow: สูงสุด 235-250°C (SAC), TAL 30-90 วินาที 4. เย็นลง: 2-4°C/s ถึง <100°C

ตัวอย่างการคำนวณ

ครีม SAC305 (liquidus 217°C): อุ่นถึง 150°C ที่ 2°C/s (65 วินาที) แช่ 150-200°C นาน 90 วินาที ขึ้นถึงจุดสูงสุด 245°C อยู่เหนือ 217°C นาน 60 วินาที (TAL) เย็นลง 3°C/s เวลารวม ≈ 255 วินาที (4 นาที 15 วินาที)

เมื่อใดควรใช้เครื่องคำนวณนี้

• ตั้งค่าเตา reflow สำหรับครีมบัดกรีใหม่
• แก้ไขปัญหาข้อบกพร่อง reflow โดยเปรียบเทียบ profile
• ตรวจรับเตา reflow ใหม่
• ประเมินครีมบัดกรีอุณหภูมิต่ำ (SnBi)

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

• ใช้ profile เดียวกันสำหรับทุกการออกแบบบอร์ด
• ตั้งอุณหภูมิสูงสุดโดยไม่วัดอุณหภูมิผิว PCB
• ไม่สนใจอัตราการทำความเย็น
• เกินขีดจำกัดเวลาเหนือจุดหลอม (TAL)

วิธีตีความผลลัพธ์

• โซนของโปรไฟล์ (อุ่นล่วงหน้า แช่ความร้อน รีโฟลว์ และระบายความร้อน) ได้มาจากครีมที่เลือก — SAC305 มียอดสูงกว่า (~245 °C) เมื่อเทียบกับ SnPb (~215 °C)
• อุณหภูมิสูงสุดต้องผ่านจุดหลอมเหลวด้วยส่วนเผื่อที่เพียงพอสำหรับการเปียกผิว แต่ยังคงต่ำกว่าขีดจำกัดความเสียหายของชิ้นส่วนและลามิเนต (มักไม่เกิน 250 °C สำหรับ SAC)
• เวลาเหนือลิควิดัส (TAL) ควบคุมการเติบโตของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิก สั้นเกินไปทำให้รอยบัดกรีอ่อนแอ ยาวเกินไปทำให้เกิดสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะและความเครียดของบอร์ด
• อัตราการเพิ่มและการลดอุณหภูมิเป็นขีดจำกัด ไม่ใช่เป้าหมาย — การเกินขีดจำกัดเสี่ยงต่อการเกิด tombstoning โพรงอากาศ และช็อกความร้อน จงตรวจสอบโปรไฟล์เตาจริงด้วยบอร์ดที่ติดเทอร์โมคัปเปิล

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง

• J-STD-020 — การจำแนกความไวต่อความชื้น/reflow สำหรับ SMD
• IPC-7530 — แนวทางการสร้างโปรไฟล์อุณหภูมิ SMT
• IPC/JEDEC J-STD-075 — การจำแนกความเหมาะสมในการบัดกรีของชิ้นส่วนที่ไม่ใช่ IC

คำถามที่พบบ่อย

จะเกิดอะไรถ้าอุณหภูมิสูงสุดเกินหรือต่ำเกิน?

อุณหภูมิสูงสุดต่ำเกินหรือ TAL สั้นเกินทำให้เปียกไม่สมบูรณ์ เกิดจุดบัดกรีเย็น ข้อบกพร่อง head-in-pillow และวงจรขาด อุณหภูมิสูงเกินทำให้ทองแดงละลายเร็วขึ้น ฟลักซ์เกรียม สารประกอบระหว่างโลหะเติบโตมากเกิน และชิ้นส่วนไวความร้อนอาจเสียหาย

โปรไฟล์ไร้สารตะกั่วต่างจากโปรไฟล์มีตะกั่ว (SnPb) อย่างไร?

บัดกรีไร้สารตะกั่ว (SAC305, liquidus 217°C) ต้องการอุณหภูมิสูงสุด 235-250°C สูงกว่า SnPb (liquidus 183°C, สูงสุด 210-225°C) ราว 25-30°C โปรไฟล์ไร้สารตะกั่วมีหน้าต่างกระบวนการแคบกว่าและต้องการความสม่ำเสมอทางความร้อนที่ดีกว่า

บรรยากาศไนโตรเจน reflow คืออะไรและเมื่อใดที่จำเป็น?

ไนโตรเจน reflow แทนที่ออกซิเจนในเตาเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน แนะนำสำหรับกระบวนการไร้สารตะกั่ว ชิ้นส่วน fine-pitch และ BGA ปรับปรุงการแผ่กระจาย 10-20%