Skuggaáhrif í SMT lóðun: NeoDen IN6 lausnin

Inngangur

Á meðanendurflæði lóðaferli, verkfræðingar lenda oft í aðstæðum þar sem sumir lóðmálmur hafa myndast vel á sama PCB, en litlir íhlutir sem staðsettir eru nálægt bakhlið stórra íhluta eða á skyggðum svæðum sýna vandamál eins og ófullnægjandi bráðnun lóðmálms, ófullnægjandi bleyta eða jafnvel kaldar lóðmálmur. Þetta fyrirbæri er þekkt sem skuggaáhrif.

Þessi grein mun greina orsakir skuggaáhrifanna frá sjónarhóli SMT ferlisins og byggja áopinber NeoDen IN6notandihandbók, og útskýrðu hvernig á að bæta samkvæmni PCB lóðunar með réttri hagræðingu á endurflæðislóðabreytum.

Hver eru skuggaáhrifin í SMT lóðun?

Skuggaáhrifin vísa til fyrirbæri sem á sér stað meðan á endurflæðislóðunarferlinu stendur þar sem stórir eða háir-hita-þættir íhlutir hindra flæði heits lofts, koma í veg fyrir að aðliggjandi svæði fái nægan hita og veldur því að staðbundið PCB hitastig fer niður fyrir marklóðahitastig.

Einfaldlega sagt,reflow lóða búnaðflytur varma til PCB yfirborðsins með heitu lofti. Hins vegar, þegar PCB inniheldur íhluti sem eru háir eða stórir að flatarmáli, getur heita loftið ekki náð jafnt yfir öll svæði. Rétt eins og sólarljós myndar skugga þegar það er lokað af hlut, myndast „hitaskuggi“ á svæðinu fyrir aftan íhlutinn.

Til dæmis:

Lítil viðnám eða þétta staðsett á bak við stór tengi:

• Litlir íhlutir nálægt háum rafmagnstækjum.
• Svæði í kringum þétt pakkað ICs.
• Staðbundin svæði á þykkum-kopar PCB.

Vegna minni skilvirkni varmaflutnings á þessum stöðum geta eftirfarandi vandamál komið upp:

• Lóðmálmur bráðnar ekki alveg.
• Ófullnægjandi bleyta á lóðmálmi.
• Minni styrkur liðanna.
• Ójöfn hitun þvert á íhlut, sem leiðir til rangstöðu.

Þess vegna eru skuggaáhrifin ekki bara spurning um ófullnægjandi hitastig, heldur verulegt hitamismun á mismunandi svæðum PCB.

NeoDen IN6notandihandbók bendir á að raunverulegt PCB hitastig er ekki aðeins undir áhrifum af stilltu hitastigi búnaðarins heldur einnig af stærð PCB, þykkt, efni og þéttleika íhluta. Mismunandi PCB-efni hafa mismunandi hitaflutnings- og hitaupptökugetu, þannig að endurflæðisbreytur verða að breyta fyrir hverja tiltekna vöru.

Hvaða SMT lóðagalla geta skuggaáhrifin valdið?

1. Ófullnægjandi endurflæði

Beinustu áhrifin af skuggaáhrifunum eru þau að þau koma í veg fyrir að lóðmálmur nái fullbráðnu ástandi.

NeoDen IN6kafla um bilanaleit segir beinlínis að þegar ófullnægjandi endurflæði á sér stað, eru mögulegar orsakir ófullnægjandi upphitun. Samsvarandi lausnir fela í sér að draga úr hraða færibandsins til að gefa PCB meiri tíma til að hita upp.

Fyrir PCB-efni sem innihalda stóra íhluti þurfa verkfræðingar venjulega að bæta hitauppbót á skyggðum svæðum með því að draga úr hraða færibandsins, fínstilla stillingar á hitastigi eða bæta við botnhitun.

2. Kalt lóðmálmur

Þegar hitastig á skyggðum svæðum er ófullnægjandi getur lóðmálmur mistekist að ná ákjósanlegum vökvafasa, sem að lokum leiðir til kaldra lóðmálmsliða.

Kaldar lóðmálmur koma venjulega fram sem:

• Daufir lóðasamskeyti yfirborð.
• Ófullnægjandi vélrænni styrkur.
• Óstöðugar raftengingar.

Ef til vill er ekki auðvelt að greina slík vandamál á fyrstu stigum framleiðslunnar, en við langtímanotkun vörunnar geta þau leitt til bilunar vegna þátta eins og hitauppstreymis og vélræns titrings.

Þess vegna er nauðsynlegt fyrir vörur með miklar áreiðanleikakröfur-eins og iðnaðarstýringarkerfi, rafeindatækni fyrir bíla og fjarskiptabúnað- að tryggja einsleitni hitastigs meðan á endurflæðisferlinu stendur.

3. Skipting íhluta og minni lóðasamkvæmni

Skuggaáhrifin geta einnig haft áhrif á stöðugleika íhluta.

Ef hitunarhraðinn er verulega breytilegur á mismunandi svæðum PCB:

• Lóðmálmur á sumum svæðum hefur þegar byrjað að bráðna.
• Á öðrum svæðum er það enn í hálfbráðnu ástandi-.

Þetta ósamstillta ástand getur valdið ójafnvægi á yfirborðsspennu, sem leiðir til tilfærslu lítilla íhluta.

Sérstaklega við framleiðslu á ör-íhlutum eins og 0402 og 0201, hefur einsleitni hitastigs enn meiri áhrif á gæði lóða eftir staðsetningu.

Af hverju koma skuggaáhrifin fram? Greining á 4 helstu orsökum

Orsök 1: Stórir íhlutir hindra hringrás heits lofts

Þetta er beinasta orsök skuggaáhrifanna.

Heitt-endurflæðislóðun byggir á loftflæði til að flytja hita til PCB. Þegar háir íhlutir eru til staðar á PCB:

• Heitt loftstreymi er hindrað.
• Lágt-hitasvæði myndast fyrir aftan íhlutinn.
• Hitunarhraði nálægra púða minnkar.

Til dæmis gæti stórt tengi hindrað smærri yfirborðs-festingaríhluti fyrir aftan það og komið í veg fyrir að þessar lóðmálmur fái sama hitamagn og önnur svæði.

Þess vegna þarf fyrst að takast á við skuggaáhrifin að skilja sambandið milli PCB skipulags og stefnu heitu loftflæðisins.

TheNeoDen IN6notar fulla heitt-lofthitunaraðferð með heitu lofti í hringrás til að hita allt PCB. Í samanburði við aðferðir sem byggja eingöngu á geislunarhitun, bætir þessi nálgun varmaskipti skilvirkni fyrir flókin PCB.

Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að jafnvel með hringrásarhönnun með heitu-lofti er ekki hægt að útrýma algjörlega mismun á hitauppstreymi af völdum stórra íhluta, fínstilling verður samt að fara fram í tengslum við hitastigssnið.

Orsök 2: Of miklar breytingar á hitauppstreymi PCB

Það er verulegur munur á hitaupptökugetu mismunandi PCB-efna.

Þættir sem hafa áhrif á þetta eru:

• PCB þykkt.
• Fjöldi koparlaga.
• PCB efni.
• Fjöldi íhluta.
• Þéttleiki íhluta.

Til dæmis:

Þunnt, tvöfalt-lag PCB getur náð markmiðshitastigi fljótt, en þykkt-kopar, fjöllaga PCB með miklum-þéttleika þarf lengri tíma til að gleypa hita.

TheNeoDen IN6notandihandbók leggur sérstaklega áherslu á að raunverulegt lóðahitastig hefur áhrif á PCB stærð, þykkt, efni og þéttleika íhluta; Þess vegna þurfa mismunandi vörur mismunandi hitastig og ekki er hægt að nota sömu breytur í öllum tilvikum.

Orsök 3: Óviðeigandi hraðastilling færibands

Á meðanreflow lóðunferli, færibandshraðinn ákvarðar hversu lengi PCB er á hverju hitabelti og er ein af lykilbreytum ferlisins sem hafa áhrif á skuggaáhrifin.

Þegar færibandshraðinn er of mikill er heildarhitunartími PCB ófullnægjandi og svæði sem eru hulin af stórum íhlutum eru hættara við hitatöf vegna minni hitaflutningsskilvirkni. Í þessari atburðarás, þó að staðlað svæði hafi þegar náð þeim skilyrðum sem krafist er fyrir bráðnun lóðmálmalíms, gætu skuggasvæðin samt ekki náð kjörhitastigi lóða, sem að lokum leiðir til staðbundinnar ófullnægjandi lóðunar.

NeoDen IN6 styður hraðastillingu færibanda frá 5 til 30 cm/mín., sem gerir verkfræðingum kleift að fínstilla-stillingar byggðar á PCB-máli, þykkt, þéttleika íhluta og ráðlögðum hitastigi lóðmálmalíms.

Fyrir:

• PCB með miklum þéttleika íhlutanna.
• Þykk fjöllaga borð.
• PCB með stórum koparþynnusvæðum.
• PCB sem innihalda stór tengi eða hlífðarhlífar.

það er almennt nauðsynlegt að draga úr hraða færibandsins á viðeigandi hátt til að gefa PCB nægan tíma til varmaflutnings.

Í handbókinni er einnig tekið fram að hraði færibandakeðjunnar hefur bein áhrif á dvalartíma PCB í hitunarrásinni og þar sem mismunandi PCB hafa mismunandi hitaupptökugetu þarf að stilla hitunartíma og hitastigsstillingar í samræmi við það.

Þess vegna, þegar fjallað er um skuggaáhrifin, er ekki mælt með því að hækka einfaldlega hitastigið á öllum hitunarsvæðum. Þess í stað ætti að gefa forgang að því að bera kennsl á vandamálið með hitaferilprófun, fylgt eftir með því að stilla hraða færibandsins til að ná jafnari hitauppstreymi yfir allt PCB.

Orsök 4: Ófullnægjandi hitajafnvægi milli efra og neðra hitasvæðis

Skuggaáhrifin tengjast ekki aðeins hringrás heits lofts heldur einnig dreifingu varma milli efra og neðra hitasvæðis.

Fyrir PCB-efni með miklum fjölda stórra íhluta getur verið að það að treysta eingöngu á-hliðarhita gæti ekki leyft varma að komast nógu fljótt inn í svæðin sem íhlutir byrgja. Í slíkum tilfellum getur ófullnægjandi hitunargeta botn-hliðar stækkað skuggasvæðin enn frekar, sem leiðir til verulegs hitamismunar á efri og neðri yfirborði PCB.

Í bilanaleitarhluta handbókarinnar, þegar ófullnægjandi endurflæði á sér stað vegna skugga íhluta, eru eftirfarandi ráðleggingar veittar:

• Auktu botn-hliðarhitun.
• Stilltu hraða færibandsins miðað við raunverulegar aðstæður.

Í raunverulegri framleiðslu ættu verkfræðingar að forðast að auka topphitann í blindni. Of hátt topphiti getur leitt til:

• Ofhitnun lítilla íhluta.
• Óeðlileg flæðisflöktun.
• Staðbundin ofhitnun á PCB.

Sanngjarnari nálgun er að framkvæma prófun á hitastigi til að finna jafnvægið milli efsta og neðsta hitastigssvæðisins.

Hvernig hjálpar NeoDen IN6 að leysa SMT skuggaáhrifin?

The NeoDen IN6býður upp á marga fínstillingaraðgerðir til að takast á við vandamál í samræmi við hitastig í SMT framleiðslu.

1. Full heitt-lofthitun til að bæta hitaskiptagetu fyrir flókin PCB

NeoDen IN6 notar full heitt-loftloft, sem notar hringrás heitt loft til að flytja varma til PCB yfirborðsins.

Í samanburði við hefðbundnar-upphitunaraðferðir hjálpar full heitt-loftshitun að bæta:

• Hitamunur á mismunandi svæðum PCB.
• Hitamunur á milli stórra og lítilla íhluta.
• Hitasamkvæmni á svæðum með þéttri íhlutum.

Að auki er IN6 útbúinn með 6 hitunarsvæðum, sem gerir verkfræðingum kleift að stilla hitastig á mismunandi svæðum byggt á raunverulegri PCB stillingu, sem tryggir stöðugri lóðunarniðurstöður fyrir þykkar plötur, PCB með stórum koparsvæðum og há-þéttleika íhluta PCB.

2. ±0,2 gráður hitastöðugleiki fyrir bætta endurflæðissamkvæmni

Hitastigssveiflur eru lykilatriði sem hafa áhrif á samkvæmni lóða.

Þegar hitastýring í endurrennslisofni er óstöðug, magnast varmamismunurinn sem þegar er fyrir hendi á milli mismunandi svæða PCB frekar, sem gerir skuggasvæði hættara við ófullnægjandi lóðun.

TheNeoDen IN6notar há-hitaskynjara til að ná stöðugri hitastýringu og halda hitastigi á bilinu ±0,2 gráður.

Fyrir PCB vörur sem þurfa endurtekna framleiðslu, dregur stöðug hitastýring úr ferli frávikum á milli lota og bætir framleiðslusamkvæmni.

3. Upptökuaðgerð hitaferils: Greinir nákvæmlega ófullnægjandi hitastig á skuggasvæðum

Mikilvægasta skrefið í að leysa „skuggaáhrifin“ er að skilja raunverulegar hitabreytingar á PCB.

Margir verkfræðingar treysta eingöngu á birtan hitastig búnaðarins, en í raun:

Skjár hitastig búnaðar ≠ Raunverulegt PCB hitastig.

NeoDen IN6 styður tengingu hitaskynjara og notar hitakúrfuaðgerðina til að skrá raunverulegt PCB hitunarferli.

Verkfræðingar geta:

• Tryggðu hitaeiningar á mikilvægum lóðasamskeytum.
• Settu PCB í gegnum endurrennslisofninn.
• Fáðu raunverulegan hitaferil.
• Berðu það saman við ferilinn sem lóðmálmaframleiðandinn mælir með.

Þessi aðferð gerir ráð fyrir nákvæmu mati á:

• hvort skuggasvæði séu ofhituð.
• hvort forhitunartíminn sé of stuttur.
• hvort hámarkshiti standist kröfur.

TheNeoDen IN6notendahandbók veitir nákvæmar leiðbeiningar um prófunaraðferðir fyrir hitaferil og mælir með því að nota raunverulega framleiðslu PCB til mælinga til að tryggja að ferillinn uppfylli framleiðslukröfur.

4. Vistaðu mismunandi PCB ferli færibreytur til að bæta skilvirkni framleiðslubreytinga

Mismunandi PCB vörur þurfa venjulega mismunandi endurflæðisbreytur.

Til dæmis:

• Lítil PCB getur þurft styttri upphitunartíma.
• Þykkt PCB krefst lengri hitaflutningstíma.
• Há-þéttleika PCB krefjast endur-fínstillingar á hitabeltisstillingum.

NeoDen IN6 styður vistun hitastigs og færibandshraðabreyta, sem gerir verkfræðingum kleift að vista ferlibreytur fyrir mismunandi vörur og sækja þær fljótt við framleiðslubreytingar.

Fyrir EMS verksmiðjur sem framleiða fjölbreytt úrval af vörum í litlum lotum, dregur þetta úr endurteknum villuleitartíma en lágmarkar lóðagalla af völdum mannlegra stillingarvillna.

SMT Shadow Effect Gátlisti fyrir skjót úrræðaleit

Algengar spurningar

Q1. Eru skuggaáhrifin alltaf af völdum endurflæðis lóðabúnaðarins?

Ekki endilega.

Skuggaáhrifin eru venjulega af völdum samsetningar þátta, þar á meðal:

• PCB hönnun.
• Skipulag íhluta.
• PCB hitauppstreymi.
• Færibandshraði.
• Hitastig.

Afköst endurrennslislóðabúnaðarins eru aðeins einn af áhrifaþáttunum.

Q2. Hvernig er hægt að lágmarka skuggaáhrifin í endurflæðislóðun?

Algengar aðferðir eru:

• Hagræðing á PCB skipulagi.
• Að draga úr hraða færibandsins.
• Stilling á hlutfalli efri og neðri hitastigssvæða.
• Notkun raunverulegra PCB prófunar hitastigsprófíla.
• Að koma á sjálfstæðum ferlibreytum fyrir mismunandi vörur.

Q3. Er NeoDen IN6 hentugur til að takast á við skuggaáhrifin í flóknum PCB?

NeoDen IN6 styður verkfræðinga við að fínstilla endurflæðisferla fyrir flókin PCB með fullri heitu-loftflæði, 6-svæði efst-og botnhitun, mjög stöðugri hitastýringu, hitasniðsgagnasöfnun og getu til að vista færibreytur.

Fyrir rannsóknir og þróun, litla-lotuframleiðslu og lítil-til-meðalstór- EMS fyrirtæki, hjálpar IN6 að koma á stöðugri og endurteknum SMT lóðunarferlum.

Niðurstaða

Skuggaáhrifin eru óumflýjanlegt mál sem krefst athygli í nútíma PCB-framleiðslu með miklum-þéttleika. Eftir því sem íhlutir verða minni og PCB hönnun verða flóknari er ekki lengur nóg að treysta eingöngu á fastar hitastigsbreytur til að uppfylla stöðugar framleiðslukröfur.

Lykillinn að því að draga úr skuggaáhrifum liggur í því að skilja hitaflutningsmynstur PCB og hagræða eftirfarandi þáttum með vísindalegum aðferðum:

• Færibandshraði.
• Hitastig.
• Stillingar fyrir efra og neðra hitastig.
• PCB framleiðslubreytur.

Með fullri heitu-hitunaruppbyggingu sinni, nákvæmri upphitun á sex hitabeltum, hitastöðugleikastýringu innan ±0,2 gráður og getu til að greina hitastigssnið, hjálpar NeoDen IN6 rafeindatækniframleiðendum að leysa á skilvirkari hátt vandamál eins og ófullnægjandi lóðun og ójafna hitadreifingu, og bætir þar með afrakstur SMT framleiðslu.

Hafðu samband við NeoDen teymið til að fínstilla endurflæðislóðunarferlið þitt