BGA Rework Profiles

کار مجدد BGA باید منحنی دما را بر اساس منحنی های خمیر لحیم کاری مختلف تنظیم کند، به طوری که منحنی دما در پد نزدیک به منحنی خمیر لحیم کاری باشد. به طور کلی، روش گرمایش منطقه چند درجه حرارت نشان داده شده در (شکل 1) اتخاذ می شود و منحنی دما به یک منطقه پیش گرم، یک منطقه فعال، یک منطقه جریان مجدد و یک منطقه خنک کننده تقسیم می شود.

                                                      تصویر 1

1. منطقه پیش گرمایش

مرحله پیش گرم کردن (Preheating مرحله) که به آن ناحیه شیب نیز می گویند، دما را از دمای محیط به دمای فعال شدن لحیم افزایش می دهد، لایه اکسید فلزی را از بین می برد و سطح پودر آلیاژ لحیم کاری را تمیز می کند که منجر به نفوذ لحیم و لحیم می شود. تشکیل آلیاژ اتصال لحیم کاری میزان افزایش دما در این ناحیه باید در محدوده مناسبی کنترل شود. اگر خیلی سریع باشد، شوک حرارتی رخ می دهد و بستر و دستگاه ها ممکن است آسیب ببینند. اگر خیلی کند باشد، زمان کافی برای رسیدن PCB به دمای فعال وجود نخواهد داشت و در نتیجه تبخیر حلال ناکافی است. ، بر کیفیت جوش تاثیر می گذارد. به طور کلی، حداکثر دما 4 درجه در ثانیه و نرخ دما معمولاً 1 تا 3 درجه در ثانیه تعیین می شود.

2. منطقه فعال

منطقه فعال (مرحله خیساندن) که گاهی به آن منطقه حفظ حرارت نیز می گویند، به فرآیندی اطلاق می شود که در آن دما از 140 درجه به 170 درجه می رسد. هدف اصلی این است که دمای اجزای PCB یکنواخت باشد و اختلاف دما را به حداقل برساند. اجازه می دهد تا شار، پد، حذف اکسید روی توپ های لحیم کاری و سرنخ های اجزا فعال شود. این منطقه به طور کلی 33 تا 50 درصد از کانال گرمایش را تشکیل می دهد و این مرحله 40 تا 120 ثانیه طول می کشد.

3. منطقه جریان مجدد

هدف اصلی مرحله جریان مجدد، جلوگیری از ادامه اکسید شدن لحیم یا فلز، افزایش سیالیت لحیم کاری، بهبود بیشتر توانایی خیس شدن بین لحیم کاری و پد، و افزایش دمای مجموعه PCB از دمای فعال است. به حداکثر دمای توصیه شده رفلاکس در این مرحله نباید خیلی طولانی باشد، معمولاً در دمای بالا 30-60 ثانیه است. سرعت دما تا 3 درجه در ثانیه افزایش می‌یابد، دمای پیک معمولی معمولاً 205-230 درجه است و زمان رسیدن به اوج 10-20 ثانیه است. دمای نقطه ذوب لحیم های مختلف متفاوت است، مانند 63Sn37Pb 183 درجه سانتیگراد و 62Sn/36Pb/2Ag 179 درجه سانتیگراد است، بنابراین عملکرد خمیر لحیم کاری باید در هنگام تنظیم پارامترها در نظر گرفته شود. دمای فعال سازی همیشه کمی کمتر از دمای نقطه ذوب آلیاژ است و دمای پیک همیشه در نقطه ذوب است.

4. منطقه خنک کننده

مرحله خنک کننده (مرحله خنک کننده)، پودر قلع سرب در این بخش از خمیر لحیم، سطح مورد نظر را ذوب کرده و کاملا خیس کرده است، باید در سریع ترین زمان ممکن خنک شود که به ایجاد اتصالات لحیم روشن کمک می کند. یکپارچگی خوب و زاویه تماس کم با این حال، سرد شدن بیش از حد سریع منجر به گرادیان دمایی بیش از حد بین جزء و زیرلایه می‌شود که منجر به عدم تطابق انبساط حرارتی و در نتیجه شکافتن محل اتصال لحیم و لنت و تغییر شکل زیرلایه می‌شود. به طور کلی، حداکثر سرعت مجاز خنک کننده با پاسخ قطعه به گرما تعیین می شود. بستگی به تحمل ضربه دارد. بر اساس عوامل فوق، سرعت سرمایش در ناحیه خنک کننده عموماً حدود 4 درجه در ثانیه است.

منحنی نشان داده شده در شکل 1 بسیار پرکاربرد است و می توان آن را منحنی نوع نگهدارنده گرمایش نامید. خمیر لحیم به سرعت از دمای اولیه تا دمای پیش گرم معینی در محدوده 140-170 درجه افزایش می یابد و آن را برای حدود 40-120 ثانیه به عنوان حفظ گرما حفظ می کند. منطقه، سپس به سرعت تا منطقه جریان مجدد گرم می شود و در نهایت به سرعت خنک می شود و برای تکمیل لحیم کاری وارد منطقه خنک کننده می شود.

مشخصات جریان مجدد کلید تضمین کیفیت لحیم کاری BGA است. قبل از تعیین منحنی جریان مجدد، باید توضیح داد: خمیر لحیم کاری با محتوای فلزات مختلف دارای منحنی های دمایی متفاوتی است. ابتدا باید بر اساس منحنی دما توصیه شده توسط سازنده خمیر لحیم تنظیم شود، زیرا آلیاژ لحیم کاری در خمیر لحیم نقطه ذوب را تعیین می کند و شار منحنی دما را تعیین می کند. دمای فعال سازی علاوه بر این، منحنی خمیر لحیم کاری باید به صورت محلی با توجه به نوع ماده، ضخامت، تعداد لایه ها و اندازه PCB تنظیم شود.

سیستم کنترل دمای ایستگاه دوباره کاری BGA باید اطمینان حاصل کند که قطعات مورد نیاز برای بازسازی، اجزا یا اجزای اطراف و پدهای PCB در حین جداسازی و لحیم کاری آسیب نبینند. روش های گرمایش لحیم کاری مجدد را می توان به دو نوع تقسیم کرد: گرمایش با هوای گرم و گرمایش مادون قرمز. گرمایش هوای گرم در یک منطقه کوچک یکنواخت است و یک منطقه سرد محلی در یک منطقه بزرگ وجود خواهد داشت. در حالی که گرمایش مادون قرمز در یک منطقه بزرگ یکنواخت است، عیب آن این است که به دلیل عمق رنگ جسم، گرمای جذب شده و منعکس شده یکنواخت نیست. با توجه به حجم محدود ایستگاه کاری مجدد BGA، سیستم کنترل دمای آن باید طراحی خاصی داشته باشد.