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Machine Translated by Google IPC7530A Pautas para la temperatura Perfilado para soldadura en masa Procesos (Reflujo y Onda) Borrador final para revisión de la industria agosto 2016 Fecha límite para comentarios: 17 de septiembre de 2016 Envíe sus comentarios por correo electrónico a JeanneCooney@ipc.org. Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 IPC7530A Directrices para perfiles de temperatura para procesos de soldadura en masa (reflujo y ola) Borrador final para la revisión de la industria: agosto de 2016 Tabla de contenido 1 ALCANCE ................................................ .................................................... .................................................... .....................5 1.2 Propósito.................................................. .................................................... .................................................... .............5 1.3 Antecedentes................................................. .................................................... .................................................... ......5 1.4 Términos y definiciones ............................................... .................................................... ..........................................6 1.4.1 Perfil Térmico .............................................. .................................................... .............................................6 1.4.3 Gama Pasta................................................ .................................................... .................................................... ..6 1.4.3 Tasa de rampa ............................................. .................................................... .................................................... ...7 1.4.4 Remojo (Dwell) ........................................... .................................................... .................................................... ...7 1.4.5 Pico .............................................. .................................................... .................................................... .............7 1.4.6 Punto de fusión ............................................. .................................................... ..................................................7 1.4.7 Liquidus, Solidus y Eutéctico.................................................. .................................................... ..........................7 1.4.8 Tiempo por encima del punto de fusión (TAMP) .................................. .................................................... .....................7 1.4.9 Tiempo por encima de Liquidus (TAL) ....................................... .................................................... .............................7 1.4.11 Verdadero TAL................................................ .................................................... .................................................... .....7 1.4.12 Delta T (perfil o equipo) .................................................. .................................................... ..........................7 1.4.13 Diagrama de fase ............................................. .................................................... .............................................7 1.4.14 Sobrecalentamiento .............................................. .................................................... .................................................... .7 1.4.15 Enfriamiento.................................................... .................................................... .................................................... ..7 1.4.16 Precalentar .............................................. .................................................... .................................................... .....8 1.4.17 Sistemas dominantes de IR radiante Clase 1 .................................. .................................................... ..............8 1.4.18 Sistemas de convección/IR Clase 2 ........................................... .................................................... ........................8 1.4.19 Sistemas dominantes de convección Clase 3 .................................. .................................................... .............8 1.4.20 Zonas de perfil ............................................... .................................................... ..........................................8 2 DOCUMENTOS APLICABLES.................................................... .................................................... ..........................................8 2.1 IPC1 ................................................ .................................................... .................................................... ...................8 2.2 Norma conjunta de la industria2 ............................................... .................................................... ......................................8 2.3 Otros estándares de la industria ............................................... .................................................... ......................................8 3 PERFIL DE FLUJO DE CONVECCIÓN ............................................... .................................................... .............................8 3.1 Perfiles de tiempo/temperatura ............................................... .................................................... ....................................8 3.1.1 Zona de precalentamiento ............................................. .................................................... .......................................................14 1 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 3.1.2 Accesorio de termopar .................................................. .................................................... ..........................14 3.1.3 Zona de remojo ............................................... .................................................... .................................................... ...17 3.1.4 Zona de reflujo ............................................... .................................................... ..........................................................17 3.1.5 Zona de enfriamiento ............................................. .................................................... ..........................................18 3.1.6 Perfil térmico para compatibilidad con versiones anteriores .................................. .................................................... ...18 3.1.7 Perfil único para cada PWBA.................................................... .................................................... ........................18 3.1.8 Flujo .................................................. .................................................... .................................................... ..........19 3.2 Temas materiales .................................................. .................................................... .................................................... 19 3.3 Soldadura por reflujo .............................................. .................................................... ...............................................19 3.3.1 Tiempo verdadero por encima de Liquidus (TAL) .................................. .................................................... .......................20 3.4 Ajustes del equipo.................................................... .................................................... ..........................................22 3.4.1 Selección del horno de reflujo ........................................... .................................................... ....................................22 3.4.2 IR frente a convección ............................................. .................................................... .............................................23 3.4.3 Selección de la zona de calefacción.................................... .................................................... ..........................23 3.4.4 Altura de espacio libre/Tipo de banda transportadora/Ancho de banda transportadora/Soporte de riel de borde .................................. .......23 3.4.5 Gas de cubierta ............................................. .................................................... .................................................... ...23 3.4.6 Perfilado ............................................... .................................................... .................................................... .....23 3.4.7 Rastreadores de productos.................................... .................................................... ..........................................23 4 Perfilado de reflujo de la fase de vapor .................................. .................................................... ....................................24 4.1 Reflujo en fase de vapor ............................................... .................................................... .............................................26 5 Perfilado de soldadura por ola .............................................. .................................................... ..........................................27 5.1 Consideraciones de la máquina ............................................... .................................................... ....................................29 5.2 Consideraciones sobre el transportador.................................... .................................................... ....................................29 5.3 Consideraciones de precalentamiento ............................................... .................................................... ....................................29 5.4 Consideraciones sobre el crisol de soldadura .................................. .................................................... ..........................29 5.5 Pasos para el desarrollo del perfil ............................................... .................................................... ..........................30 5.7 Consideraciones sobre el diseño para la soldadura por ola en masa.................................. .................................................... .31 6 Perfilado de soldadura selectiva ............................................... .................................................... .....................................32 6.1 Olla de soldadura ............................................. .................................................... .................................................... .......32 6.1.2 Consideraciones de la máquina ........................................... .................................................... .............................32 6.1.3 Consideraciones de precalentamiento .................................. .................................................... ...............32 6.1.4 Consideraciones sobre el crisol y la boquilla ........................................... .................................................... ..........33 6.1.5 Pasos para el desarrollo del perfil.................................... .................................................... ..........................33 6.1.7 Diseño para Fabricación (DfM) para Soldadura Selectiva ........................................... ....................................34 6.1.9 Alternativas a la Soldadura Selectiva (PasteinHole) .................................. .............................................34 6.2 Alternativas a la Soldadura Selectiva (Láser)................................................ .................................................... ...........35 7 Herramientas de perfilado de temperatura ........................................... .................................................... .....................................35 2 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 7.1 Perfiladores de productos ............................................... .................................................... ...............................................35 7.1.1 Perfiladores Térmicos ............................................. .................................................... ..........................................36 7.1.2 Especificaciones del perfilador térmico ........................................... .................................................... .....................37 7.1.3 Barrera Térmica.................................................... .................................................... .............................................37 7.1.4 Control Estadístico de Procesos (SPC) ....................................... .................................................... ......................37 7.2 Perfiladores de máquinas.................................................... .................................................... .............................................37 7.2.1 Propósito ................................................ .................................................... .................................................... .....37 7.2.2 Parámetros de medición .................................................. .................................................... ..........................37 7.2.3 Verificación de la máquina ........................................... .................................................... ....................................38 7.2.4 Perfiladores continuos de hornos de convección en tiempo real .................................. .............................................39 7.3 Definición/Selección de termopar ............................................... .................................................... ...................39 7.3.1 Tipo de termopar ............................................... .................................................... .....................................39 7.3.1.1 Tipo K .............................................. .................................................... .................................................... .....39 7.3.1.2 Tipo T .............................................. .................................................... .................................................... .....40 7.3.1.3 Tipo J.................................................. .................................................... .................................................... ......40 7.3.1.4 Tipo N ............................................. .................................................... .................................................... .....40 7.3.2 Calibre del cable del termopar ............................................... .................................................... ..........................40 7.3.3 Aislamiento .............................................. .................................................... .................................................... ..40 7.3.4 Longitud del cable ............................................. .................................................... ..........................................................40 7.4 Unión de termopar ............................................... .................................................... ....................................40 7.5 Calibración y prueba ............................................... .................................................... ..........................................40 7.6 Accesorio de termopar.................................................... .................................................... ...............................40 7.6.1 Soldadura de alta temperatura ........................................... .................................................... ..............................40 7.6.2 Adhesivos ............................................... .................................................... .................................................... ..41 7.6.3 Cinta de aluminio/cobre ............................................... .................................................... ..........................41 7.6.4 Termopar integrado ............................................... .................................................... ..........................42 7.6.5 Adhesivo termoconductor ............................................... .................................................... ...................42 7.6.6 Fijación mecánica ............................................... .................................................... ..............................42 8 Solución de problemas................................................ .................................................... .................................................... ....42 8.1 Defectos de reflujo de soldadura........................................... .................................................... ..........................................43 8.1.1 Huecos ............................................... .................................................... .................................................... ...........43 8.1.2 Cabeza sobre almohada ........................................... .................................................... .............................................44 8.1.3 Puente .................................................. .................................................... .................................................... .....44 8.1.4 Bolas de soldadura ............................................. .................................................... .................................................... 45 8.1.5 Soldadura en frío/Soldadura incompleta........................................... .................................................... .......................46 8.1.6 Cordones de soldadura (bolas comprimibles) .................................. .................................................... ........................47 8.1.7 Soldadura Granulada ............................................. .................................................... .......................................................47 3 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 8.1.8 Lápida ............................................... .................................................... .................................................... 48 8.1.9 Absorción de soldadura ............................................. .................................................... .............................................49 8.1.10 Agujeros de soplado Agujeros de pasador .................................. .................................................... ....................................49 8.2 Criterios de aceptación/rechazo de uniones soldadas .................................. .................................................... .......................52 8.4 Control de Defectos de Soldadura por Ola.................................... .................................................... ......................52 4 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 IPC7530A Directrices para perfiles de temperatura para procesos de soldadura en masa (reflujo y ola) Borrador final para la revisión de la industria: agosto de 2016 1 ALCANCE El perfil térmico es un gráfico único de temperatura frente a tiempo para cada placa completamente equipada que usa termopares unidos con soldadura de alta temperatura o cintas de cobre o aluminio a componentes representativos seleccionados de una placa determinada a medida que la placa viaja a través de un horno o sistema de soldadura a través de varias zonas de temperatura a una temperatura determinada. velocidad de la correa dada. Este documento describe los requisitos del perfil térmico y las pautas prácticas para cumplir con esos requisitos para producir uniones de soldadura aceptables en procesos de soldadura en masa, incluidos, entre otros, los procesos de soldadura por reflujo y por ola. 1.2 Propósito El propósito de este documento es proporcionar información útil y práctica a los responsables de desarrollar perfiles térmicos para producir ensamblajes electrónicos aceptables de estaño y plomo y sin plomo. Los destinatarios de este documento son gerentes, ingenieros de diseño y procesos y técnicos que se ocupan de los procesos de soldadura en masa. 1.3 Antecedentes Durante la soldadura en masa, es importante que todas las juntas de soldadura alcancen la temperatura mínima de soldadura. La temperatura mínima de soldadura es la temperatura mínima necesaria para asegurar la unión metalúrgica de la aleación de soldadura y los metales base a soldar. La unión metalúrgica requiere que ambas superficies a soldar, así como la soldadura, alcancen esta temperatura mínima de soldadura durante un tiempo suficiente para permitir la humectación de las superficies de soldadura y la formación de una capa(s) de compuesto(s) intermetálico(s) de algunos del metal base con uno o más constituyentes de la aleación de soldadura. En la práctica, la temperatura mínima de soldadura está algo (~ 25 °C) por encima de la temperatura de liquidus de la aleación de soldadura. La junta de soldadura en un ensamblaje determinado que alcanza la temperatura mínima de soldadura por última vez (generalmente sobre o debajo de uno de los componentes más masivos) tiene que ser la que determina la configuración del perfil de temperatura para un ensamblaje determinado y un proceso/máquina de soldadura determinado, pero al mismo tiempo, el ingeniero de procesos debe asegurarse de que los componentes más pequeños y sensibles a la temperatura no se sobrecalienten ni dañen. Desarrollar un buen perfil es un acto de equilibrio por parte del ingeniero de procesos. La soldadura por reflujo requiere velocidades controladas de calentamiento y posterior enfriamiento. Sin embargo, una velocidad de calentamiento demasiado rápida puede dañar las placas de circuitos impresos (PWB) y los componentes. Las altas tasas de enfriamiento pueden dañar los componentes y pueden generar gradientes de temperatura de magnitud suficiente para deformar las PWB y los componentes más grandes y pueden fracturar las juntas de soldadura. Es por estas razones que el perfilado de temperatura apropiado es esencial para asegurar uniones de soldadura de alta calidad. Aunque diferentes productos, en función de su masa térmica, requieren diferentes cantidades de aporte térmico, todos los productos deben alcanzar la temperatura mínima (temperatura por encima de liquidus) sin exceder la temperatura máxima (sin dañar ningún componente) dentro de un período de tiempo definido (perfil térmico). ). Esta es la razón clave para desarrollar un perfil único para cada producto. La entrada térmica está determinada por los ajustes de temperatura/flujo de gas en cada zona, el número de zonas y la velocidad de la correa, que permanece igual en cada zona. Las temperaturas mínimas y máximas y la duración en una zona determinada se establecen para garantizar la formación de enlaces intermetálicos entre el plomo de los componentes y su correspondiente huella o patrones de aterrizaje en esas almohadillas. El mayor desafío para el responsable de desarrollar el perfil es que todos los componentes, aunque sus masas térmicas sean diferentes, deben cumplir con los mismos requisitos mínimos y máximos de temperatura. Entonces, desarrollar un perfil térmico de un ensamblaje poblado con componentes de masa térmica muy grande (como un gran 5 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 BGA) y pequeños componentes de masa térmica (como 0201 o incluso condensadores y resistencias de chip más pequeños) es un acto de equilibrio. Se agrega complejidad adicional porque las diferentes velocidades de calentamiento y enfriamiento tienen varios efectos en diferentes tipos de defectos. Por ejemplo, una velocidad de calentamiento más lenta ayudará a reducir los vacíos en un BGA pero aumentará el potencial de cabeza sobre almohada (HoP) en el mismo BGA. 1.4 Términos y definiciones Además de los términos que se enumeran a continuación, las definiciones de los términos utilizados en este estándar están de acuerdo con IPCT50. 1.4.1 Perfil Térmico El perfil térmico es un gráfico único de temperatura frente a tiempo para cada placa totalmente equipada que usa termopares unidos con soldadura de alta temperatura o cintas de cobre o aluminio a componentes representativos seleccionados de una placa dada a medida que la placa viaja a través de un horno o sistema de soldadura a través de varias zonas de temperatura en una velocidad de banda dada. Cada producto requiere configuraciones únicas del horno y velocidad de la banda (Receta) para lograr el perfil deseado en la PWBA. 1.4.2. Receta Los ajustes del horno y la velocidad de la banda se basan en el perfil térmico del producto. Cada producto requiere configuraciones únicas del horno y velocidad de la banda (Receta) para lograr el perfil deseado en la PWBA. 1.4.3 Rango pastoso El estado semilíquido entre liquidus y solidus cuando la soldadura comienza a solidificarse pero aún no es completamente sólida y también cuando la soldadura comienza a derretirse pero aún no está completamente fundida. La figura 3.4 muestra el rango de temperatura eutéctica, súper caliente y pastoso. Temperatura eutéctica el punto de fusión más bajo posible para la aleación. Es más bajo que el punto de fusión de cualquiera de los metales de la aleación. Aunque el eutéctico es una aleación, se comporta como un metal en el sentido de que solo tiene un punto de fusión como un metal. El rango pastoso es la temperatura entre las temperaturas liquidus y solidus de una aleación. El rango puede ser muy pequeño o muy grande dependiendo de la composición de la aleación. Como se ve en la Figura 11, ya sea a la izquierda o a la derecha de la temperatura eutéctica, el rango pastoso es muy pequeño pero crece a medida que la composición cambia en cualquier dirección con cambios en el contenido de estaño o plomo. 6 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 11 Rango pastoso de soldadura SnPb 1.4.3 Tasa de rampa La tasa de rampa se mide dividiendo el cambio neto de temperatura por el tiempo total en esa zona. Durante la operación de soldadura, la velocidad de rampa es diferente en diferentes zonas, como la zona de precalentamiento, la zona de remojo, la zona de reflujo y la zona de enfriamiento. La velocidad de rampa es muy alta en la zona de precalentamiento y muy baja en la zona de remojo. 1.4.4 Remojo (Dwell) El tiempo/temperatura que un ensamblaje se mantiene a una velocidad de rampa muy baja en el proceso de soldadura para permitir que todos los componentes lleguen al equilibrio. En una operación de reflujo, el remojo (permanencia) también asegura que la soldadura en pasta esté completamente seca antes de alcanzar las temperaturas de reflujo y actúa como una zona de activación de fundente para las soldaduras en pasta. 1.4.5 Pico La temperatura máxima permitida de todo el proceso. Una parte del proceso de reflujo donde la temperatura se eleva lo suficiente como para hacer que la soldadura en pasta refluya. 1.4.6 Punto de fusión La temperatura a la cual una aleación de soldadura comienza a volverse líquida. 1.4.7 Liquidus, Solidus y Eutectic Liquidus: La temperatura a la cual una aleación de soldadura se funde completamente. Solidus: La temperatura a la cual una aleación de soldadura es completamente sólida. Eutéctico: Una temperatura donde las temperaturas solidus y liquidus son las mismas. 1.4.8 Tiempo por encima del punto de fusión (TAMP) Tiempo por encima del punto de fusión 1.4.9 Tiempo por encima de Liquidus (TAL) Tiempo por encima de liquidus. TAL para soldadura también se expresa a diferentes temperaturas de liquidus. Por ejemplo, para soldadura sin plomo, TAL se puede expresar en 220 o en 235 o en 245C. Cuanto más alta es la temperatura, más corto es TAL. Cuando no se menciona una temperatura específica, se asume que TAL es el tiempo por encima del punto de fusión de la soldadura 1.4.10 TAL vs TAMP En los casos de aleaciones eutécticas, TAL y TAMP son iguales. En los casos de aleaciones no eutécticas, TAL es menor que TAMP. 1.4.11 True TAL La unión de soldadura en la PCB que está por encima del punto de fusión en el menor tiempo posible. En otras palabras, la duración del tiempo en el que TODAS las uniones de soldadura están por encima de liquidus de soldadura. El TAL verdadero es menor que el TAL de los componentes que tienen una masa térmica más pequeña. En el caso de BGA, la TAL verdadera es menor que la TAL de las bolas de BGA en la periferia que están fundidas más tiempo que las bolas de BGA en el centro del paquete. 1.4.12 Delta T (perfil o equipo) La mayor diferencia de temperatura entre dos o más puntos de medición en un momento determinado. 1.4.13 Diagrama de fase Representación gráfica que muestra los límites de estabilidad de varias fases en un sistema de aleación metalúrgica en equilibrio con respecto a variables como la composición y la temperatura. 1.4.14 Sobrecalentamiento La temperatura entre la temperatura máxima de reflujo y el liquidus de la aleación. El recalentamiento es generalmente de alrededor de 25 °C en SAC sin plomo y de 30 a 40 °C en aleaciones de estañoplomo o de baja temperatura sin plomo. 1.4.15 Enfriamiento El tiempo que tarda el conjunto en volver a la temperatura ambiente después de una operación de soldadura. 7 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 1.4.16 Precalentamiento La sección del equipo de soldadura que establece la velocidad de rampa para un ensamblaje antes del remojo. Una zona de perfil donde el conjunto se calienta desde la temperatura ambiente hasta el comienzo de la temperatura de la zona de remojo y se caracteriza por la medición de la pendiente de la rampa. 1.4.17 Clase 1 Radiante IRDominante Sistemas El calentamiento del conjunto se logra predominantemente por radiación infrarroja (IR) con poca o ninguna convección. 1.4.18 Sistemas de convección/IR de clase 2 El calentamiento del conjunto se logra mediante una combinación de radiación IR y convección en proporciones variables. 1.4.19 Clase 3 Sistemas dominantes de convección El calentamiento del conjunto se logra predominantemente por convección con poca o ninguna IR. 1.4.20 Zonas de perfil El perfil se divide en distintos períodos de tiempo que representan porciones del proceso térmico. Cada zona se caracteriza por una o más medidas extraídas de cada zona (por ejemplo, temperatura, pendiente o valor de tiempo). 2 DOCUMENTOS APLICABLES 2.1 IPC1 Términos y definiciones de IPCT50 para interconexión y empaquetado de circuitos electrónicos IPCCA821 Requisitos generales para adhesivos termoconductores Norma de diseño seccional IPC2222 para tableros impresos orgánicos rígidos IPC9501 Simulación de proceso de ensamblaje de PWB para evaluación de componentes electrónicos IPC9502 Pauta de proceso de soldadura de ensamblaje de PWB para componentes electrónicos Simulación del proceso de ensamblaje IPC9504 para la evaluación de componentes sin circuitos integrados (preacondicionamiento de componentes sin circuitos integrados) 2.2 Norma conjunta de la industria2 JSTD001 Requisitos para ensamblajes eléctricos y electrónicos soldados JSTD002 Pruebas de soldabilidad para cables, terminaciones, orejetas, terminales y cables de componentes 2.3 Otro estándar de la industria JEP 140 Medición de temperatura de termopar rebordeado de paquetes de semiconductores 3 PERFIL DE FLUJO DE CONVECCIÓN 3.1 Perfiles de tiempo/temperatura El perfil de soldadura, también conocido como perfil térmico, es una de las variables clave en el proceso de fabricación que 8 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 impacta significativamente en el rendimiento, la calidad y la confiabilidad del producto. La velocidad del transportador y las temperaturas del panel son dos variables en el desarrollo del perfil de soldadura. El perfil de soldadura no es solo específico del producto; también depende del fundente y de la aleación de soldadura. Diferentes pastas requieren diferentes perfiles para un rendimiento óptimo, por lo que es importante consultar al fabricante de la pasta antes de desarrollar el perfil de soldadura. Para desarrollar el perfil, se necesita el tablero cargado para el cual se está desarrollando el perfil. Comience con una velocidad de banda dada y controle la temperatura del tablero del lado superior usando termopares. La mayoría de los hornos de reflujo nuevos tienen termopares incorporados y paquetes de software para registrar el perfil térmico. Además, los paquetes comerciales de hardware y software, como MOLE, paquete de datos y muchos otros, están disponibles para hacer que el desarrollo de perfiles térmicos sea una tarea fácil. El uso de tales perfiladores ha sido importante en los ensamblajes de estaño/plomo. No solo es importante, sino que es fundamental que dichos perfiladores se utilicen en cada producto para lograr un buen rendimiento sin exceder las restricciones de temperatura impuestas por los diferentes tipos de componentes. La Tabla 31 proporciona perfiles de reflujo clave para ensamblajes de estaño/plomo y sin plomo y también para ensamblajes mixtos (perfiles de compatibilidad hacia adelante y hacia atrás). Tenga en cuenta que los perfiles para la compatibilidad sin plomo y hacia adelante son los mismos. La Tabla 32 proporciona perfiles para SAC y aleaciones sin plomo de baja temperatura que contienen bismuto. Tabla 31 Comparación de perfiles entre SnPb, SAC 305 y aleaciones mixtas Tema de perfil Perfil de aleación SnPb Mixto/Al revés Aleación libre de Pb (SAC Perfil de compatibilidad 305)/Adelante Compatibilidad Perfil Aleación Solidus temperatura 183 °C 183 °C/220 °C 217 °C a 220 °C Rango de temperatura máxima de la aleación objetivo 210 °C a 220 °C 228 °C a 232 °C 235 °C a 245 °C Reflujo máximo mínimo absoluto ** temperatura 205 °C 228 °C 230 ºC Tasa de aceleración del componente 2 °C a 4 °C / segundo * 2 °C a 4 °C / segundo * 2 °C a 4 °C / segundo * Tasa de rampa descendente del componente 2 °C a 6 °C / segundo * 2 °C a 6 °C / segundo * 2 °C a 6 °C / segundo * Remojar o 100 °C a 180 °C * 100 °C a 180 °C * 140 °C a 220 °C * 60 a 120 segundos * 60 a 150 segundos * temperatura de activación de precalentamiento Tiempo de activación de remojo o precalentamiento 60 a 120 segundos * 9 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Tiempo de permanencia por encima de liquidus 60 a 90 segundos 60 a 90 segundos 60 a 90 segundos Tiempo de permanencia a temperatura máxima. 20 segundos como máximo 20 segundos min 20 segundos como máximo Pasta de soldadura utilizada Pasta de estañoplomo Pasta de plomo y estaño Pasta sin plomo (SAC 305) Tipos de componentes SMT Todos los tipos SMT de estañoplomo y Todos los tipos SMT de estañoplomo y TODOS LOS COMPONENTES Sin plomo PERO NO con plomo Sin plomo INCLUYENDO SAC INCLUYENDO BGA son de plomo Bolas BGA Gratis Bolas BGA sin plomo Gratis incluyendo BGA con SAC 305 BGA sin plomo pelotas Motivo de las temperaturas máximas Acabados de superficie sin plomo Todos compromiso los componentes para que son el de estaño plomo noSe tenga necesita una temperatura de en las partes BGA no tienen plomo y pueda soportar más calor. Sin embargo, una temperatura máxima problema de fusión en partes que no llegan a 2050C. Además, demasiado alta puede causar que la todos los acabados superficiales sin plomo y sobrecalentados con estaño bola BGA se caiga, se abra, se y plomo tienen un 90 % de SAC BGA con estaño fundido de cualquier deshumedezca y se deforme forma. El punto sin plomo de 22 °C puede derretirse, los acabados casi la placa. Los BGA grandes se se colapsan y se mezclan completamente con pasta de estaño y plomo. Las prueban para un máximo de 100% estaño temperaturas máximas más bajas harán que, con algunas otras bolas SAC BGA sin plomo, elementos como el bismuto no se derritan o se fundan parcialmente y aumenten la 245c para calificación de nivel MSL incidencia de HoP, aperturas y poca fiabilidad * Verificar con el proveedor ** Temperatura más fría en el tablero Tabla 32 Comparación de perfiles entre la aleación SAC, las aleaciones SnBi (baja temperatura) y la soldadura SnBi que contiene resina Pastas Pasta de soldadura SAC 305 Tema de perfil SnBi baja temperatura Resina que contiene SnBi bajo Perfil de pasta de soldadura Temperatura Perfil Aleación Solidus temperatura 217 °C a 220 °C 139 °C a 140 °C 139 °C a 140 °C Rango de temperatura máxima de la aleación objetivo 235 °C a 245 °C 160 °C a 200 °C 160 °C a 180 °C Reflujo máximo mínimo absoluto ** temperatura 230 ºC 160 °C 160 °C Tasa de aceleración del componente 2 °C a 4 °C / segundo * 2 °C a 6 1 °C a 3 °C / segundo * 2 °C a 2 °C a 4 °C / segundo * 2 °C a Tasa de rampa descendente del componente °C / segundo * 6 °C / segundo * 6 °C / segundo * 140 °C a 220 °C * 100 °C a 120 °C * Temperatura de activación de remojo Ninguno o precalentamiento (para evitar el curado prematuro Tiempo de activación de remojo o precalentamiento 60 a 150 segundos * Ninguno 30 a 90 segundos * (para evitar el curado prematuro 60 a Tiempo de permanencia por encima de liquidus 60 a 90 segundos 30 a 90 segundos * 210 segundos * Tiempo de permanencia a temperatura máxima. 20 segundos como máximo 20 segundos como máximo Tiempo de curado de la resina posterior al reflujo N/A N/A 125 °C a 130 °C # Tiempo de curado de la resina posterior al reflujo N/A N/A 130 a 240 segundos # * Varía # 10 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria Pasta de soldadura utilizada Sin plomo (SAC 305) Pasta SnBi (eutéctico o no) eutéctica) Baja temperatura sin resina agosto 2016 SnBi (eutéctico o no eutéctico) Baja temperatura CON resina TODOS LOS COMPONENTES INCLUYENDO BGA son de plomo Tipos de componentes SMT Gratis incluyendo BGA con SAC 305 BGA sin plomo pelotas * TODOS LOS COMPONENTES TODOS LOS COMPONENTES INCLUYENDO BGA son de plomo INCLUYENDO BGA son de plomo Gratis incluyendo BGA con Gratis incluyendo BGA con SAC 305 BGA sin plomo SAC 305 BGA sin plomo bolas (NO use BGA con bolas bolas (NO use BGA con bolas de soldadura SnPb) de soldadura SnPb) Verificar con el proveedor ** El componente más genial a bordo # Algunas soldaduras en pasta que contienen resina requieren un tiempo prolongado después de la fase de reflujo en el perfil de reflujo para curar el Con estaño/plomo, ha habido un consenso general en la industria sobre la composición de la soldadura a utilizar: soldadura eutéctica con una composición de 63 % de estaño y 37 % de plomo con un punto de fusión de 183 °C. Con esta composición, hubo una gran diferencia entre el punto de fusión (183 °C) y la temperatura máxima (220 °C). Proporciona una ventana muy amplia (35C) Esta es una ventana muy amplia y el desarrollo del perfil de reflujo es mucho más fácil. En el ensamblaje sin plomo, las soldaduras SAC (Sn, Ag y Cu) comúnmente utilizadas contienen del 3 % al 4 % de plata, del 0,5 % al 0,7 % de cobre y el resto de estaño. Estas aleaciones tienen un punto de fusión de alrededor de 220 °C. Algunos componentes, como algunos condensadores electrolíticos de aluminio, imponen restricciones sobre la temperatura máxima y la duración por encima de los 230 °C a la que pueden estar sometidos. Las restricciones adicionales estarán dictadas por laminados de bajo costo, conectores de plástico y componentes sensibles a la humedad, si se usan. Para adaptarse a tales restricciones, la temperatura máxima en los ensamblajes sin plomo debe mantenerse entre 230 °C y 245 °C, una variación de solo 15 °C, que es una ventana de proceso estrecha. Se trata de una caída de aproximadamente el 60 % de la variación de 35 °C con conjuntos de estaño/plomo como se mencionó anteriormente. La dificultad de lograr un perfil de reflujo para cumplir con la ventana de proceso definida aumenta aún más si se utilizan componentes grandes con alta masa térmica en la misma placa con componentes más pequeños sensibles a la temperatura. Las razones son simples. Los componentes grandes con alta masa térmica requieren una mayor entrada de calor para cumplir con los requisitos de la ventana de proceso para la temperatura máxima y el tiempo por encima de liquidus. Sin embargo, esta gran entrada de calor puede dar como resultado que los componentes más pequeños sensibles a la temperatura queden fuera de los requisitos de la ventana del proceso. Para resolver este problema, se necesita un control de proceso muy estricto y un ancho de banda de temperatura estrecho en todos los ámbitos. Muchas casas de ensamblaje pueden tener dificultades para cumplir con tales requisitos, especialmente en tableros complejos, sin tiempo y esfuerzo concertados para desarrollar perfiles de reflujo. El problema puede agravarse aún más por cuestiones de compatibilidad con versiones anteriores en las que algunos componentes sin plomo se utilizan en una placa principalmente de estaño/plomo. En tales casos, el perfil debe adaptarse a los requisitos del paquete de estaño/plomo y sin plomo. La figura 31 muestra un esquema de un perfil. La figura 32 muestra un ejemplo del mundo real para un perfil de SnPb. La Figura 33 muestra un ejemplo de un perfil SAC 305 para una placa de un solo lado que se mueve a 24 pulg./seg. La figura 34 es el mismo tablero pero de doble cara. Tenga en cuenta casi la misma temperatura del horno pero una velocidad más lenta de la correa de 21 pulg./seg. 11 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 31 Esquema del perfil de reflujo Figura 32 Perfil de SnPb con varios termopares 12 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 33 Ejemplo de un perfil SAC 305 para una placa de un solo lado (la velocidad es de 24 pulg./seg.) Figura 34 Ejemplo de un perfil SAC 305 para una placa de doble cara (la velocidad es de 21 pulg./seg.) Hay dos tipos principales de perfiles: rampa para absorber y luego para pico o RSP (Figura 35 arriba) y rampa para pico o RP (Figura 35 abajo). La diferencia clave entre ellos es la ausencia de zona de remojo en el perfil RP. El uso de la zona de remojo en el perfil RSP permite una temperatura más uniforme en todo el tablero, lo que es muy útil para lograr una temperatura uniforme en un tablero con una gran variación en las masas térmicas de los diferentes componentes del tablero. Los perfiles RSP también facilitan la consecución de vacíos más bajos en las juntas de soldadura, especialmente en BGA. Los perfiles de rampa a pico o RP pueden aumentar la incidencia de vacíos en la unión de soldadura, pero minimizan la incidencia de la cabeza en la almohada en los BGA. La cabeza sobre la almohada es un defecto grave. La presencia de vacíos, especialmente bajo los límites de especificación IPC 610, no es una preocupación seria para el producto. 13 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 fiabilidad. Figura 35 Ejemplo de perfiles de Rampa a Soak y luego a Pico) y Rampa a Pico Hay cuatro zonas principales en un perfil de reflujo que se analizan a continuación. 3.1.1 Zona de precalentamiento La temperatura en la zona de precalentamiento puede oscilar entre 30 °C y 175 °C. Muchos proveedores de componentes generalmente recomiendan una velocidad de rampa de 2 °C a 4 °C/segundo para evitar el choque térmico en los componentes sensibles. Estas pautas se consideran conservadoras, ya que algunos capacitores se sueldan por ola donde pasan de una temperatura de precalentamiento de aproximadamente 120 °C a una temperatura del recipiente de ola de 260 °C. La velocidad de rampa rápida aumenta el potencial de las bolas de soldadura, por lo que debe mantenerse lo más baja posible teniendo en cuenta la velocidad de rampa aceptable del componente más sensible del conjunto. 3.1.2 Fijación del termopar La figura 36 muestra las ubicaciones recomendadas de los termopares en una placa. Es importante que los termopares se conecten a los componentes pequeños y grandes en las juntas de soldadura. Para los BGA, también es importante colocar un termopar en la parte superior del paquete. 14 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 36 Ubicaciones de termopares en una placa con componentes grandes y pequeños Al desarrollar cualquier perfil, es muy importante utilizar el termopar adecuado. Deben utilizarse termopares tipo k con un calibre de cable de 36 American Wire Gauge (AWG). Los cables de termopar más gruesos pueden actuar como un disipador de calor y afectar las lecturas de temperatura. La longitud del cable del termopar no debe exceder los tres pies para una buena precisión. Para garantizar la precisión, las uniones de los termopares deben soldarse. No se deben torcer, engarzar ni soldar. Se debe tener cuidado al usar cintas de alta temperatura como poliimida o aluminio. Las cintas tienden a aflojarse durante el reflujo y el sistema mide la temperatura del aire en el horno y no la temperatura de las uniones soldadas. Es importante asegurarse de que haya un buen contacto de la cinta; alternativamente, se puede usar una soldadura de alta temperatura o un adhesivo termoconductor para unir los termopares a las uniones de soldadura. Una ventaja de usar cinta es que los termopares se pueden reutilizar repetidamente sin dañarlos. Las lecturas de temperatura máxima deben extraerse de los termopares colocados en/cerca del centro del paquete para el ensamblaje que tiene una orientación de insecto vivo. En algunos casos, puede ser necesario taladrar un orificio en un paquete para construcciones avanzadas (ensamblajes 2D/3D o con disipador de calor o disipador de calor integrado). Para una orientación de insectos muertos, se recomienda verificar la temperatura máxima dentro de +/ 2 °C de la referencia de insectos vivos. Consulte JEP140 para el uso de termopares. Se deben conectar de cuatro a seis termopares en varias ubicaciones de componentes para representar las áreas de masa térmica de menor a mayor, incluidos al menos dos termopares para BGA. La Figura 37 muestra las ubicaciones de los termopares en un BGA. Figura 37 Ubicaciones recomendadas de termopares en un BGA El uso de soldadura de alta temperatura o adhesivo termoconductor para unir termopares a las juntas de soldadura es un muy buen enfoque. Si la soldadura a alta temperatura no es una opción debido a la disponibilidad del material oa las dificultades para soldar, el uso de cintas de aluminio o cobre funciona bien. En los casos de BGA, como se muestra en la Figura 38 y la Figura 39, taladre orificios en las filas interior y exterior de las almohadillas BGA desde la parte inferior de la placa y empuje los termopares casi hasta la superficie superior para medir correctamente la temperatura. de bolas BGA. Las temperaturas de las bolas BGA de las filas interior y exterior deben estar dentro de los 2 °C. 15 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 La conexión adecuada es fundamental para garantizar que se logre una medición de temperatura precisa. Hay varios métodos para unir termopares a ensamblajes para perfilar. Figura 38 Ejemplo de TC en filas internas y externas: taladrado desde la parte inferior de BGA y otros componentes dieciséis Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 39 Ejemplo de TC en filas internas y externas: perforación desde la parte inferior de BGA y otros componentes 3.1.3 Zona de remojo La zona de remojo está destinada a llevar la temperatura de toda la tabla a una temperatura uniforme. La velocidad de rampa en esta zona (100 a 180 C para estaño plomo y 140 a 220 C para SAC sin plomo) es mucho más lenta. La zona de remojo también actúa como zona de activación de fundente para la soldadura en pasta. Las consecuencias de tener una temperatura demasiado alta en la zona de remojo pueden incluir: bolas de soldadura, salpicaduras de soldadura debido a la oxidación excesiva de la pasta y la capacidad de activación del fundente gastado. El propósito de la zona de inmersión larga es minimizar los vacíos, especialmente en los BGA. También es una práctica común no usar la zona de remojo, sino aumentar constantemente la temperatura desde la zona de precalentamiento hasta el reflujo máximo. Sin embargo, la probabilidad de que se produzcan vacíos puede aumentar cuando se aumenta gradualmente hasta alcanzar la temperatura máxima de reflujo. 3.1.4 Zona de reflujo La temperatura máxima en la zona de reflujo debe ser lo suficientemente alta para obtener una buena humectación y crear una fuerte unión metalúrgica. No debe ser tan alto como para causar daños o decoloración en los componentes o en la placa o, en el peor de los casos, deslaminación o carbonización de la placa. Una temperatura demasiado baja puede resultar en juntas de soldadura frías y granulosas, soldadura no fundida o unión intermetálica deficiente. Como se muestra en la Tabla 73, la temperatura máxima en esta zona debe mantenerse entre 210 °C y 220 °C para estaño y plomo y entre 230 °C y 245 °C para aleación de soldadura sin plomo. TAL debería ser 17 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 60 a 90 segundos pero más cerca de 60 segundos. La duración prolongada por encima del punto de fusión de la soldadura o TAL dañará los componentes sensibles a la temperatura. También da como resultado un crecimiento intermetálico excesivo, lo que hace que la junta de soldadura se vuelva quebradiza y reduce la resistencia a la fatiga de la junta de soldadura. 3.1.5 Zona de enfriamiento La tasa de enfriamiento típica para la mayoría de los ensamblajes ha sido de 4 °C a 6 °C por segundo, impulsada principalmente por preocupaciones sobre el rendimiento y el espesor intermetálico del SnPb. Con la transición a soldaduras libres de Pb, el defecto de formación de cráteres en la almohadilla se ha vuelto más común debido a la mayor rigidez de las soldaduras SAC y la reducción en la resistencia a la flexión y Tenacidad a la fractura de los laminados. La formación de cráteres en la almohadilla se identificó directamente después del proceso de reflujo, lo que llevó a varios experimentos diseñados para comprender el impacto de la velocidad de enfriamiento. Entre otros, como la deformación del paquete, la formación de cráteres en la almohadilla es una de las razones por las que muchas empresas utilizan soldaduras sin plomo a baja temperatura que contienen bismuto (Tabla 31) Durante la fase de enfriamiento, los diversos materiales se enfriarán a diferentes velocidades. El paquete BGA generalmente se enfriará más rápido que la junta de soldadura y mucho más rápido que la PCB. Este enfriamiento diferencial puede crear tensión mecánica en el punto más débil de la interconexión, el laminado debajo de la almohadilla BGA. Al reducir significativamente la velocidad de enfriamiento, hasta 1,5 °C por segundo, todos los materiales se enfriarán más lentamente y reducirán la tensión ejercida sobre el laminado. El trabajo experimental realizado por los consorcios ha demostrado que este enfriamiento lento no parece tener un impacto negativo en los intermetálicos de la junta de soldadura ni en la estructura de grano de la junta. Si se detectan cráteres en la almohadilla inmediatamente después del reflujo o si se determina que el ensamblaje corre el riesgo de formar cráteres, se debe reducir la velocidad de enfriamiento de la PCBA para reducir la tensión. 3.1.6 Perfil térmico para compatibilidad con versiones anteriores El desarrollo de un perfil de reflujo se dificulta cuando se trata de problemas de compatibilidad con versiones anteriores en los que algunos componentes sin plomo se utilizan en una placa principalmente de estaño/plomo. La compatibilidad con versiones anteriores es un escenario en el que algunos componentes están disponibles solo con acabados de superficie sin plomo. Tal escenario surge ya que puede no ser económico para muchos proveedores de componentes suministrar versiones con estaño/plomo y sin plomo del mismo componente. No es un problema cuando se utilizan componentes con plomo, como un circuito integrado de contorno pequeño (SOIC), un portador de chip con plomo de plástico (PLCC) o paso fino con acabados superficiales sin plomo. La mayoría de los componentes de estaño/plomo tienen principalmente un acabado superficial de 85 % de estaño con alrededor de un 15 % de plomo. El verdadero problema surge cuando se utilizan BGA sin plomo en una placa principalmente de estaño/plomo. Si se utiliza el perfil de estaño/plomo con una temperatura máxima máxima de 220 °C, las bolas BGA sin plomo no refluirán en absoluto o lo harán parcialmente, lo que creará un grave problema de confiabilidad en la unión de soldadura. Si los componentes de estaño/plomo se sueldan junto con algunos BGA sin plomo en el mismo horno (dado que las versiones de estaño/plomo no están disponibles), se debe usar una temperatura máxima que no dañe todos los componentes de estaño/plomo, pero que también sea suficiente para refluir los BGA sin plomo. El uso de pasta de soldadura de estaño/plomo es apropiado, ya que la mayoría de los componentes de la placa son de estaño/plomo. Como se muestra en la Tabla 31, la temperatura máxima de 210 °C a 220 °C estará bien para el estaño/plomo pero será inadecuada para las bolas BGA sin plomo con un punto de fusión de 217 °C a 221 °C. Pero una temperatura máxima de 228 °C a 232 °C con TAL de 60 a 90 segundos será suficiente para refluir BGA sin plomo sin dañar seriamente todos los componentes de estaño/plomo en la misma placa. Si la estrecha banda de temperatura de reflujo de 228 °C a 232 °C es difícil de lograr para soldar BGA de estaño/plomo y sin plomo en escenarios de compatibilidad con versiones anteriores, entonces considere la soldadura láser selectiva para soldar BGA sin plomo después de otros componentes de estaño y plomo. han sido soldados en un horno de reflujo de convección o busque una fuente alternativa para BGA con bolas de estaño/plomo. 3.1.7 Perfil único para cada PWBA Un programa de reflujo no es lo mismo que un perfil de reflujo. Un programa de reflujo es la combinación de la configuración de la máquina y la velocidad del transportador, mientras que un perfil de reflujo es la representación visual del tiempo y la temperatura que ve un termopar durante el viaje de una PWBA a través del horno de reflujo. Cada PWBA única debe perfilarse para mostrar que todas las ubicaciones en la placa cumplen con los diversos requisitos para crear uniones de soldadura aceptables. Un solo programa producirá perfiles muy diferentes para PWBA diferentes y únicos. Hay un malentendido en que uno 18 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 El perfil del horno funcionará para todas las tablas, por lo que no es necesario desarrollar perfiles únicos para cada tabla. Esto no es cierto, porque cada placa tiene una masa térmica única o diferentes patrones de carga (distancia entre las placas a medida que se cargan en el horno). Una placa de doble cara, según la ubicación de los componentes y la distribución de los planos de cobre, requerirá un perfil diferente para cada cara. Los perfiles pueden tener el mismo aspecto para muchas PWBA, pero generalmente requerirán diferentes programas de máquina para crear estos perfiles similares. Es común tener una pequeña cantidad de programas de máquina estándar, pero se debe demostrar que un programa específico produce un perfil aceptable. Una vez que el programa se ha optimizado para crear el perfil deseado, se recomienda crear una placa de producción real con pasta de soldadura y componentes para reflujo. Después del reflujo, inspeccione la calidad de las uniones de soldadura para verificar que las uniones de soldadura en todos los componentes cumplan con los requisitos de IPCA610 y cualquier requisito específico del cliente. Un problema aleatorio solo en una sección específica de la placa puede estar relacionado con la soldabilidad; un problema constante en una sección determinada puede estar relacionado con el perfil de la soldadura debido a un calentamiento no uniforme (ancho de banda amplio). Los problemas constantes también pueden estar relacionados con la calidad de la pasta y el diseño del patrón del suelo. Una vez que se determina que el programa da los resultados deseados (suponiendo que se han optimizado el diseño y otras variables materiales), documente el programa. Después de este punto, no se deben permitir cambios en el programa y el perfil resultante. 3.1.8 Flujo Flux tiene dos funciones clave. Primero debe eliminar la contaminación y los óxidos de la PCB y las superficies de los componentes y crear una superficie metálica no oxidada adecuada. En segundo lugar, debe proteger esa superficie metálica de la reoxidación durante el calentamiento. Un error común es usar un perfil de tiempo/ temperatura que consume el fundente antes de que la soldadura se derrita. Idealmente, el fundente se activaría justo cuando la soldadura comienza a derretirse. El tiempo de activación debe oscilar entre 90 y 120 segundos. El fundente generalmente se vuelve activo alrededor de los 130 °C para las pastas de soldadura de estaño/plomo. Por lo general, la activación de la soldadura en pasta para soldadura sin plomo será mayor (en el rango de 150 °C); sin embargo, se recomienda revisar la hoja de datos del proveedor de soldadura en pasta. Es importante seleccionar un fundente y una aleación de soldadura que funcione bien con el acabado de plomo que se utiliza. 3.2 Problemas de materiales Los componentes pueden dañarse por la aplicación incorrecta de calor. Todos los componentes tienen un límite de exposición al calor. La mayoría de los componentes de montaje en superficie de estaño/plomo deben tolerar una temperatura máxima de 220 °C durante un máximo de 60 segundos. Los BGA sin plomo se clasificarán para una temperatura más alta, que es de aproximadamente 240 °C a 260 °C. El choque térmico, causado por la rápida aplicación de calor, puede agrietar ciertos componentes. Sin embargo, dado que la temperatura máxima de los hornos de reflujo varía, la intención es calentar la soldadura en un perfil establecido controlado hasta una temperatura de unión de soldadura de 210 °C a 220 °C para productos de estaño/plomo y de 235 °C a 245 °C. para productos sin plomo. Consulte JSTD020 para obtener más información sobre la sensibilidad al reflujo de los dispositivos de montaje en superficie de estado sólido no herméticos. El acabado de plomo del componente afectará la soldabilidad. Hay una serie de acabados de plomo que se utilizan hoy en día, incluidos estaño/plomo, oro, estaño y paladio. Es importante seleccionar un fundente y una aleación de soldadura que funcione bien con el acabado de plomo que se utiliza. 3.3 Soldadura por reflujo Al perfilar ensamblajes para reflujo de soldadura y curado adhesivo, se deben monitorear las siguientes áreas como se vio anteriormente en la Figura 31 para la pasta de soldadura. Nota: En la Figura 310 se muestra un ejemplo de perfil de curado de adhesivo, relleno inferior u otro material. Rampa: esta es la parte del perfil donde el conjunto se calienta desde la temperatura ambiente a una velocidad predeterminada. Es necesario controlar la rampa para evitar daños en los componentes. También permite que los solventes del fundente se evaporen antes de que el fundente esté completamente activo. 19 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 310 Perfil de curado Tiempo de remojo: el tiempo se controla para garantizar el equilibrio de la temperatura en todo el conjunto. Esta parte del perfil también da tiempo para expulsar los ingredientes volátiles dentro de la soldadura en pasta y activar el fundente de la pasta para eliminar los óxidos. PRECAUCIÓN: El uso de una zona de remojo en un perfil de reflujo es útil para reducir los vacíos en las uniones de soldadura BGA, pero puede aumentar la incidencia de HoP en BGA. Se debe considerar el perfil de rampa a pico para minimizar HoP. que la aleación de soldadura es liquidus. El ensamblaje debe pasar suficiente tiempo en este estado para garantizar que todas las áreas del ensamblaje alcancen la temperatura de soldadura. TAL para soldadura eutéctica puede ser más corto que TAL para soldadura no eutéctica ya que las aleaciones no eutécticas tienen temperaturas tanto de solidus como de liquidus, pero las soldaduras eutécticas tienen las mismas temperaturas de solidus y liquidus. Temperatura pico/pico: La temperatura pico es la temperatura máxima registrada por el termopar para la ubicación monitoreada. Las temperaturas excesivas podrían dañar los componentes y el PWB. Período de curado: El período de curado se controla para garantizar un curado adecuado del adhesivo. 3.3.1 Tiempo real por encima de Liquidus (TAL) Es importante comprender la diferencia entre TAL y TAL real para minimizar la incidencia de Head on Pillow en BGA. Consulte la Figura 311 y la Figura 312. Cuando conectamos termopares a las bolas internas y externas de BGA, es común encontrar que la temperatura de la fila externa de bolas BGA es más alta que la temperatura de las bolas de la fila interna, lo que resulta en un retraso de tiempo (LTD, Figura 311) entre las bolas de la fila exterior e interior derritiéndose. 20 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 311 Función del retardo de tiempo de Liquidus en Head on Pillow Nota: el TAL verdadero (en verde) es menor que el TAL total. El tiempo de retardo de Liquidus es el tiempo que algunas bolas no estuvieron por encima de la temperatura de Liquidus. Figura 312 TAL estándar frente a TAL real Nota: El verdadero TAL es menor que TAL. Otra forma de describir el verdadero TAL es el momento en que cada componente, sin importar cuán grande sea, está por encima del punto de fusión de la soldadura. Verdadero TAL es también el momento en que todos los puntos de medida están por encima de liquidus al mismo tiempo, o el número más pequeño. Esto es fundamental, especialmente con los BGA grandes, en los que las bolas exteriores tienen una TAL más larga y las bolas interiores pueden tener una TAL más baja. Solo durante este tiempo el componente puede autoalinearse libremente. El TAL de cualquier ubicación no mide el tiempo real en que todo el componente está libre para autoalinearse, de ahí la necesidad de una verdadera medición de TAL. 21 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 La diferencia de tiempo entre las bolas internas y externas que se vuelven liquidus se llama Liquidus Time Delay (LTD) y juega un papel fundamental en HoP. Por lo tanto, True TAL debe ser suficiente para TODAS las bolas (60 segundos). También para minimizar el HoP, evite remojar demasiado y asegure un pico mínimo de 235o C para todas las bolas. Cuando se trata de situaciones de compatibilidad con versiones anteriores (BGA sin plomo que se sueldan con componentes predominantemente de plomo y estaño y pasta de soldadura porque es posible que no haya BGA de estaño y plomo disponibles) busque un pico mínimo de 232 °C. Para minimizar HoP, use el perfil de rampa a pico en lugar de perfil de rampa a remojo, pero comprenda que el perfil de rampa a pico puede generar más vacíos en los BGA. Es un acto de equilibrio, pero los vacíos no son defectos graves, pero los HoP sí lo son. Aquí hay algunas pautas de reflujo específicas para sin plomo, pico y TAL 1. Objetivo máximo de 235 a 245 C pero apunte a 240+/ 2C 2. Objetivo TAL por encima de 220C: 60 a 90 segundos. Dispare durante 70 segundos 3. Objetivo TAL real: 60 segundos para todas las bolas BGA 4. Objetivo TAL superior a 235: 2030 segundos. Dispare durante 20 segundos 5. Objetivo TAL por encima de 240 C: de 5 a 15 segundos. Dispare durante 10 segundos Nota de punta fina: se entiende que en el área de componentes grandes no todas las ubicaciones de ese componente alcanzarán liquidus al mismo tiempo; algunos más tarde que otros. 3.4 Configuración del equipo 3.4.1 Selección del horno de reflujo Los hornos de reflujo están disponibles en varios tamaños y configuraciones. Al seleccionar el horno de reflujo más apropiado para un propósito particular, se deben tener en cuenta muchas variables en términos de tipos de dispositivos que se ensamblan y tipos de configuraciones/opciones. Tales opciones que deben revisarse en términos de la aplicación de un producto incluyen: • Tamaño del producto • Rendimiento deseado • Tipos de soldaduras • Tipos de fundentes • Costo de montaje Tales opciones a considerar con respecto a los hornos incluyen: • IR o convección número de zonas de calentamiento • Altura libre • Gas de cobertura • Tipo de cinta transportadora • Ancho del cinturón • Capacidad de creación de perfiles a bordo • Seguimiento de productos 22 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 • Capacidad de soporte central o de riel de borde Algunas de estas opciones se discutirán en 3.4.2 a 3.4.7. 3.4.2 Los hornos de reflujo de convección e infrarrojos suelen ser de reflujo de convección o de infrarrojos. En un horno IR, los calentadores cerámicos se utilizan para transferir calor al ensamblaje mediante radiación. En un proceso de reflujo por convección, se utilizan ventiladores para forzar el aire caliente hacia el conjunto. Los avances recientes en los procesos de reflujo y las configuraciones de los hornos han hecho evolucionar el uso del reflujo al vacío. El reflujo al vacío ayuda en aplicaciones que requieren niveles muy bajos de anulación de soldadura en la conexión de un dispositivo. 3.4.3 Selección de la zona de calentamiento El número de zonas de calentamiento en los hornos de reflujo estándar oscila entre siete y 12 y posiblemente más. Por lo general, hay calentadores superior e inferior que se pueden configurar de forma independiente al configurar un perfil de reflujo. Para aplicaciones sin plomo, se debe seleccionar un mínimo de siete zonas de calentamiento. Para los hornos de reflujo que se están poniendo en línea con otros equipos, el rendimiento puede ser otra consideración en términos de la longitud del horno y la cantidad de zonas de calentamiento necesarias para equilibrar el rendimiento con un perfil de reflujo óptimo. 3.4.4 Altura de espacio libre/Tipo de banda transportadora/Ancho de banda transportadora/Soporte de riel de borde En términos de selección de altura de espacio libre, normalmente la altura de espacio libre del horno se mantiene al mínimo para mantener un calentamiento constante dentro y entre zonas. La altura del producto debe tenerse en cuenta al definir la altura libre requerida para un horno en particular. El tipo de producto que se ensambla también afecta si la cinta transportadora es de malla fina o no. Si un dispositivo es bastante pequeño, es posible que se necesite una correa de malla fina para eliminar el uso de accesorios adicionales para transferir la pieza a través del horno. El ancho de banda necesario también está determinado por el tamaño del conjunto que pasa por el horno. Si un ensamblaje es de dos lados, se pueden agregar rieles de borde al horno para que no se requieran accesorios adicionales para sostener el ensamblaje sobre la cinta transportadora y para permitir un mejor flujo de aire alrededor del ensamblaje. 3.4.5 Gas de cobertura Los hornos de reflujo estándar se pueden configurar de tal manera que el horno funcione en un entorno de atmósfera abierta o con un gas de cobertura como el nitrógeno que se usa durante el reflujo. Determinar la necesidad de usar nitrógeno gaseoso está relacionado con el tipo de fundente en la soldadura en pasta para la aplicación en particular. También depende del revestimiento del PWB y de los terminales de los circuitos integrados que se ensamblan. El nitrógeno ayuda a retardar la oxidación o prevenir la reoxidación en las superficies metálicas. También promueve una mejor humectación durante el proceso de reflujo, especialmente cuando se suelda a NiAu y tierras de cobre desnudo. Con los avances en la soldadura en pasta, la necesidad de nitrógeno se ha reducido, especialmente si se utiliza un fundente agresivo en la soldadura en pasta seleccionada. Esto, sin embargo, puede ser una compensación si se necesita un proceso de limpieza para eliminar los residuos de fundente. El principal inconveniente de agregar un paquete de nitrógeno a un horno no es solo el costo inicial de agregar la función, sino también el costo de propiedad a largo plazo de tener gas doméstico conectado al horno. 3.4.6 Perfilado En la mayoría de los casos, los hornos de reflujo están configurados de tal manera que se puede lograr un perfilado de reflujo a bordo. En esto, un extremo de un par térmico se une al horno, y el otro extremo del par térmico se une al producto que viaja a través del horno. Esta opción elimina la necesidad de comprar un registrador de datos adicional para la capacidad de creación de perfiles. 3.4.7 Rastreadores de productos Los hornos también se pueden configurar con rastreadores de productos para permitir la trazabilidad de las piezas a través de un horno de reflujo. Estos rastreadores tienen sensores montados en la entrada y salida de un horno para detectar cuándo un producto entra y sale del horno. horno. 23 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 4 PERFIL DE FLUJO DE FASE DE VAPOR Hay muchas fuerzas que impulsan el uso de la soldadura en fase de vapor (VPS), también conocida como soldadura por condensación: • Temperatura máxima fija (215 °C o 230 °C) o Incluye componentes muy grandes y pequeños con amplias variaciones en la masa térmica o Los componentes grandes y pequeños alcanzan casi la misma temperatura máxima • Componentes sensibles a la temperatura • Aleaciones sin plomo con puntos de fusión más altos • Excelente capacidad de transferencia de calor • Ambiente inerte • Capacidad de vacío (en algunas máquinas) • Precalentamiento como parte integral de la máquina • Posibilidad de menor espesor intermetálico (IMC) debido a una temperatura máxima más baja • Potencial de vacíos más bajos si se utiliza la capacidad de vacío • Mejor limpieza PWBA • Mayores valores de aislamiento superficial • Los líquidos VPS pueden acceder a espacios más reducidos para eliminar los residuos de fundente Incluso con estas fuerzas motrices, VPS ha experimentado cambios en popularidad. Fue el proceso de elección a principios de la década de 1980, pero su uso disminuyó considerablemente por varias razones, incluidos problemas con el propio proceso de VPS y mejoras en los procesos de IR. Se sabe que el sistema IR de convección dominante proporciona un calentamiento eficiente sin los problemas inherentes de VPS. A fines de la década de 1980, VPS casi desapareció por completo debido a la incidencia excesiva de mecha en los cables de los dispositivos J y de ala de gaviota, lo que provocó que se abrieran las soldaduras. Esta mecha fue causada por el plomo y el calentamiento de la tierra a diferentes velocidades durante VPS; fue exacerbado por la no coplanaridad (el hecho de que el cable no tocara la tierra). La superficie del plomo alcanzó el punto de fusión de la soldadura unos segundos antes que la superficie de la tierra, lo que provocó que la soldadura en pasta se derritiera, humedeciera y absorbiera el plomo antes de que la tierra se calentara lo suficiente como para que la soldadura fundida la mojara. Cuando la tierra alcanzó el punto de fusión de la soldadura en pasta, no quedó suficiente soldadura en la tierra para formar una buena junta de soldadura. Además de la mecha en las piezas con plomo, especialmente en los dispositivos de plomo en J, también se sabe que el VPS causa tombstoning en los componentes del chip. La Figura 41 muestra un perfil de VPS que muestra los cables que alcanzan la temperatura del punto de fusión antes que la almohadilla. Este retraso de tiempo en alcanzar el punto de fusión para los componentes con plomo en J provocó la absorción y la apertura en las uniones de soldadura. Los sistemas VPS más nuevos con precalentamiento incorporado han hecho que esta absorción sea menos preocupante (consulte la Figura 42). Además, el sobrecalentamiento (temperatura entre el punto de fusión y el reflujo máximo) se reduce significativamente en los procesos sin Pb hasta alrededor de 40 °C en las aleaciones SnPb y alrededor de 20 °C en las aleaciones SAC sin Pb. VPS utiliza el calor latente de la vaporización de líquidos para proporcionar calor para soldar. Este calor latente se libera a medida que el vapor del líquido inerte se condensa en los cables de los componentes y las placas de circuito impreso. Este líquido produce un vapor denso y saturado que desplaza el aire y la humedad. La temperatura de la zona de vapor saturado es la misma que el punto de ebullición del líquido en fase de vapor. Este fluido no tiene preocupaciones ambientales. 24 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 41 Perfil de VPS que muestra la absorción y las aberturas 25 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 42 Perfil para VPS con precalentamiento similar al perfil de convección El reflujo en fase de vapor se puede operar como un sistema de uno o dos fluidos, utilizando un fluido primario y uno secundario. El proceso se desarrolló utilizando el enfoque de dos fluidos en equipos por lotes, pero los sistemas en línea modernos normalmente funcionan con un solo fluido. Cualquiera que sea el sistema utilizado, la temperatura máxima que alcanzan los conjuntos en VPS reflujo depende de la elección del fluido primario. Los fluidos primarios están disponibles en varios rangos de temperatura, siendo común de 218 °C a 222 °C con soldadura SnPb y de 235 °C a 245 ºC con soldadura sin plomo. Si bien todos los fluidos primarios se pueden clasificar como perfluorocarbonos, la estructura básica (amina, cíclico o éter) determinará las propiedades clave de la estabilidad en uso, la solubilidad química de la pasta de soldadura y la economía general del proceso. La elección de un fluido normalmente se basa en el punto de fusión de la aleación de soldadura a refluir. Para el rango mencionado, las temperaturas más bajas son adecuadas para las aleaciones típicas de SnPb o SnPbAg utilizadas para los procesos de unión estándar. El extremo superior del rango permitirá el reflujo de aleaciones con alto contenido de Pb, que se utilizan para unir pasadores a paquetes de PGA. Los usuarios que se enfrentan a reflujos de aleaciones especiales han logrado mezclar dos fluidos primarios para adaptar un VPS a un punto de ebullición estable específico. Han encontrado que temperaturas más altas permitirán tiempos más cortos, lo que puede ser ventajoso con algunas soldaduras en pasta. VPS se calienta de manera uniforme, por lo que ninguna parte de la placa (independientemente de su geometría) supera la temperatura de ebullición del fluido. Esto es adecuado para soldar piezas de formas irregulares, circuitos flexibles, pines y conectores, así como para el reflujo de cables de paquete de montaje en superficie sin SnPb y Pb. Es importante tener en cuenta que la zona de remojo para convección es casi imposible de duplicar en VPS, y es posible que las pastas de convección con zona de remojo para activación no funcionen en VPS. Los usuarios generalmente abordan estos problemas agregando bobinas de enfriamiento secundarias a VPS. Esto controla el aumento de la temperatura aumentando la circulación de agua cuando el PCB ingresa a la cámara del VPS. Las pastas para rampa a pico también son comunes para ambos sistemas. El uso de nitrógeno en los sistemas de convección para soldar en un ambiente inerte ha aumentado debido al uso generalizado de fundentes y pastas de soldadura con bajo contenido de sólidos y sin necesidad de limpieza. Es difícil proporcionar un calentamiento uniforme en BGA de cerámica y plástico más grandes, incluso con sistemas de convección dominante. Se está considerando VPS debido a sus características de calentamiento uniformes y eficientes. En el caso de la compatibilidad con versiones anteriores, no puede ir a una temperatura de reflujo más alta solo para unos pocos componentes sin Pb, ya que es probable que la mayoría de los componentes SnPb se vean afectados negativamente. VPS se está considerando como una solución para proporcionar un perfil de reflujo intermedio para producir uniones de soldadura aceptables en componentes sin SnPb y sin Pb. Debido a que VPS proporciona un entorno de soldadura inerte sin el uso de nitrógeno, los usuarios le están dando otra mirada. Descubrieron que VPS es una opción adecuada para aplicaciones de nicho de bajo volumen de soldadura sin Pb o para placas con numerosos BGA de cerámica grandes prácticamente sin componentes de plomo o chips. Aunque VPS tiene características de calentamiento muy eficientes y uniformes, es poco probable que recupere su estado de hace años. 4.1 Reflujo de fase de vapor El reflujo de fase de vapor se puede operar como un sistema de uno o dos fluidos, utilizando un fluido primario y uno secundario. El proceso se desarrolló utilizando el enfoque de dos fluidos en equipos por lotes; pero los sistemas en línea modernos normalmente funcionan con un solo fluido. Cualquiera que sea el sistema utilizado, la temperatura máxima que alcanzan los conjuntos en reflujo en fase vapor depende de la elección del fluido primario. Los fluidos primarios están disponibles en varios rangos de temperatura, siendo común de 218 °C a 222 °C con productos de estaño y plomo y de 235 °C a 245 °C para productos sin plomo. 26 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Si bien todos los fluidos primarios se pueden clasificar como perfluorocarbonos, la estructura básica (amina, cíclico o éter) determinará las propiedades clave de la estabilidad en uso, la solubilidad de los productos químicos de la pasta de soldadura y la economía general del proceso. La elección de un fluido normalmente se basa en el punto de fusión de la aleación de soldadura a refluir. Para el rango citado, las temperaturas más bajas son adecuadas para las aleaciones típicas de estañoplomo o estañoplomoplata utilizadas para los procesos de unión estándar. El extremo superior del rango permitirá el reflujo de aleaciones con alto contenido de plomo, que se utilizan para unir pines a paquetes de matriz de rejilla de pines (PGA). Los usuarios que se enfrentan al reflujo de una aleación especial han logrado mezclar dos fluidos primarios para adaptar un sistema de fase de vapor para un punto de ebullición estable específico. Las temperaturas más altas permitirán tiempos más cortos, lo que puede ser ventajoso con algunas soldaduras en pasta. La fase de vapor primario debe ser inerte y no introducir contaminantes que deban eliminarse posteriormente. Los productos químicos de pasta de soldadura que se disuelven en el fluido se transportan en el vapor de alto punto de ebullición y luego se depositan en la superficie de las placas. Dichos residuos tienden a ser difíciles de eliminar. Minimizar los residuos de pasta de soldadura en el fluido primario maximizará la vida útil del fluido, evitará la elevación del punto de ebullición debido a los ingredientes de la pasta disueltos y simplificará la limpieza. El manto de vapor secundario era originalmente CFC113, un material fluorado de bajo punto de ebullición, que formaba una "tapa" de sacrificio de bajo costo sobre el fluido primario más costoso. La exposición constante al fluido primario de alto punto de ebullición en la interfaz de los dos fluidos haría que el fluido secundario sufriera una descomposición térmica en la interfaz, generando vapores de ácido HCl (clorhídrico) y HF (fluorhídrico). Estos vapores corrosivos a menudo atacaban el equipo de soldadura con el tiempo. Si bien, en teoría, los vapores podrían absorberse en los residuos de fundente y causar problemas a los productos de alta confiabilidad, esto era raro en comparación con el ataque al equipo. Con la eliminación del CFC113, se introdujo un perfluorocarbono de bajo punto de ebullición para reemplazarlo. Este fluido de cobertura secundaria de segunda generación fue más estable que el CFC113 para la exposición prolongada a los fluidos en fase de vapor de alto punto de ebullición. A medida que crecía la tecnología de montaje superficial, la mayoría de los usuarios se pasaron a las máquinas en línea de mayor rendimiento, que utilizaban el enfoque de fluido único. La eliminación de fundente después del reflujo en fase de vapor debe realizarse con una formulación de solvente polar o incluir una formulación de limpieza acuosa que pueda garantizar la eliminación de todos los residuos de soldadura en pasta, con la elección del proceso de limpieza en función de la composición de la soldadura en pasta. Los factores secundarios que influirían en la decisión serían la compatibilidad y el espacio entre la superficie del componente y la PWB. Además, la mayoría de las empresas pensaron seriamente en considerar la pérdida potencial de sustancias químicas por el uso de este tipo de equipo, ya que muchos compuestos perfluorados son compuestos de efecto invernadero de larga duración. 5 PERFILADO PARA SOLDADURA POR ONDA Por definición, la soldadura por onda masiva implica crear muchas conexiones de soldadura simultáneamente en un proceso semiautomático o automatizado. Los equipos diseñados para esta tarea generalmente tienen cuatro características básicas: • Transporte de productos • Capacidad fundente • Capacidad de precalentamiento • Olla fundida de soldadura con una boquilla La característica clave de la máquina de soldadura por ola es el tipo de boquilla de ola que se utiliza, esto determinará la calidad de la soldadura para los componentes de montaje en superficie y de orificio pasante. Las ondas de soldadura comúnmente utilizadas son de onda única o de onda dual, donde la primera onda es turbulenta, ya sea áspera y también oscilante. La otra característica clave de una ola de soldadura es si la soldadura cae en una dirección o en ambas direcciones de vuelta al crisol de soldadura. En general, la cantidad de defectos (p. ej., carámbanos o puentes) es mucho menor en las ondas donde la soldadura cae solo en una dirección: hacia atrás. 27 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Las diferencias entre los fabricantes están en la aplicación de estos conceptos básicos y los controles del equipo. Cada máquina tiene características únicas que deben tenerse en cuenta al desarrollar un perfil térmico. Las máquinas de soldadura por ola tradicionales se utilizan para la soldadura masiva de orificios pasantes y algunos componentes de montaje en superficie (normalmente, resistencias de chip y condensadores). Cuando los componentes de montaje en superficie del lado inferior se sueldan, se aseguran en su lugar con un adhesivo curado antes de soldar. El sistema de soldadura por ola realiza automáticamente el proceso de soldadura, que es aplicación de fundente, calentamiento del área a soldar, aplicación de soldadura fundida y solidificación, ya que todas estas características actúan en conjunto para garantizar una soldadura adecuada. Se desarrolla una receta de soldadura mediante el registro de los parámetros de proceso óptimos seleccionados para la velocidad del transportador, la aplicación de fundente, los precalentadores y la temperatura de la soldadura. Al perfilar ensamblajes para soldadura por ola, se deben monitorear las siguientes áreas. Consulte la Figura 51 para ver un ejemplo de un perfil de soldadura de onda dual. Precalentamiento: la tasa de aumento de la temperatura se controla para garantizar que el PWB, los componentes y el fundente tengan tiempo suficiente para alcanzar las temperaturas de soldadura sin degradación. Choque térmico/temperatura máxima: el choque térmico y la temperatura máxima se miden para garantizar que los componentes no estén expuestos a un choque o temperatura excesivos que puedan provocar daños. Tiempo de permanencia: el tiempo de permanencia se mide para garantizar que no se produzca un tiempo excesivo en la soldadura, lo que podría provocar daños en los componentes. Temperatura máxima de la parte superior: la temperatura máxima de la parte superior se controla para garantizar que las uniones de soldadura formadas por el reflujo no vuelvan a un estado líquido. 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 PRIMERO SEGUNDO OLA OLA DEMASIADO RÁPIDO VELOCIDAD DE CALENTAMIENTO § C) ( TEMPERATURA 9080 70 60 50 40 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 TIEMPO (SEGUNDOS) Figura 51 Perfil de soldadura de doble onda 28 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 5.1 Consideraciones de la máquina Cada parte de una máquina de soldadura por ola tiene una función única que realizar, pero deben considerarse como un sistema completo debido a las interrelaciones y dependencias del fundente, los precalentadores y el crisol de soldadura. De particular interés es la correlación de las relaciones tiempo/temperatura. La temperatura de la soldadura fundida suele ser una constante; las variables son las temperaturas del precalentador, la velocidad del transportador y los tiempos de permanencia del crisol de soldadura/precalentamiento. El tiempo de permanencia en el precalentamiento y sobre el crisol de soldadura son las principales variables del perfil térmico. 5.2 Consideraciones sobre el transportador El transportador en una máquina de soldadura por ola es un dispositivo de transporte y control. La velocidad del transportador controla las relaciones de tiempo/temperatura durante el precalentamiento y el contacto de la soldadura y la cantidad de tiempo que el plomo permanece en la soldadura. El transportador también controla la distancia y el ángulo entre el PWB y el fundente, los precalentadores y el crisol de soldadura. Para un conjunto PWB dado (PWBA), los resultados finales de la soldadura dependen de la eficacia de la aplicación de fundente, la velocidad del transportador, la temperatura de precalentamiento y la temperatura del crisol de soldadura. 5.3 Consideraciones de precalentamiento Las PWBA se precalientan durante la soldadura por ola por varias razones, entre ellas: a) Secar los solventes volátiles en el fundente b) Lograr el nivel óptimo de actividad del fundente c) Reducir el choque térmico al PWBA cuando pasa sobre la onda de soldadura d) Reducir la cantidad de calor requerida del crisol de soldadura para elevar los metales que se unen a la soldadura e) Permitir el uso de una velocidad de transportador más alta para minimizar el tiempo de ciclo f) Reducir la incidencia de formación de carámbanos y puentes Durante el precalentamiento, la energía térmica se genera y se transfiere a la PWBA mediante varios métodos diferentes (p. ej., lámparas IR, paneles IR, calentadores radiantes y calentadores de convección de aire caliente forzado). Cualquiera que sea el método que se utilice, es importante tener un control de temperatura consistente y repetible. La temperatura máxima de precalentamiento generalmente se mide en el lado superior del PWB cuando el PWB sale de la sección de precalentamiento (consulte la Figura 5.2). Para la soldadura de SnPb, la temperatura máxima de precalentamiento de la parte superior suele ser de 100 a 120 °C. Para la soldadura sin Pb, la temperatura máxima de precalentamiento de la parte superior suele ser de 110 a 130 ° C . PWBA Figura 52 Temperatura máxima de precalentamiento en la parte superior Nota: Necesitará una leyenda de figura para reemplazar el texto. Rob agregará una flecha para mostrar la dirección del tablero. 5.4 Consideraciones sobre el crisol de soldadura El crisol de soldadura contiene una o dos ondas que contactan y transfieren la soldadura a la PWBA. Los crisoles de soldadura deben poder mantener una temperatura constante y crear una forma de onda que transfiera eficientemente la soldadura a la PWBA sin 29 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 creando defectos (por ejemplo, puentes, carámbanos o aberturas). La forma y el ancho de la onda son variables importantes a tener en cuenta al crear un perfil térmico porque influyen en defectos como carámbanos y puentes y, en cierta medida, en el tiempo de permanencia, que también está determinado por la velocidad del transportador. 5.5 Pasos para el desarrollo del perfil El desarrollo de un perfil térmico de soldadura por ola debe incluir lo siguiente. Consulte la Tabla 51 para obtener un resumen de los parámetros de soldadura por onda de masa. Un perfil consta de 3 fases: precalentamiento, soldadura y enfriamiento (ver Figuras 53 y Figura 54). • Seleccione la aleación de soldadura y el fundente; identificar limitaciones clave • Revisar las especificaciones de los componentes; identificar limitaciones clave • Revisar las especificaciones del sustrato; identificar las limitaciones clave • Determinar el ancho de la banda y calcular la velocidad del transportador • Seleccionar la configuración de temperatura de la zona de precalentamiento • Seleccionar la configuración de temperatura del crisol de soldadura • Seleccionar la configuración de enfriamiento (si está disponible) Tabla 51 Resumen de parámetros de soldadura por onda masiva Tema de perfil Aleación SnPb Aleación libre de Pb (aleaciones SAC) Temperatura de fusión de la aleación 183oC ~217227o C Temperatura del crisol de soldadura 250260oC _ 260270oC _ Temperatura máxima de precalentamiento en la parte superior 100 a 120oC 110 a 130oC Tiempo de activación del flujo 60–120 segundos 60 a 120 segundos Tiempo de permanencia (espesor del tablero de 0,060" a 0,090") 24 segundos 35 segundos Tiempo de permanencia (espesor del tablero >.090”) 48 segundos 510 segundos 30 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 53 Ilustración del perfil térmico de soldadura por onda masiva para un crisol de soldadura por onda única Figura 54 Ilustración del perfil térmico de soldadura por onda masiva para un crisol de soldadura por onda doble 5.7 Diseño para consideraciones de soldadura por ola masiva El diseño de la PWBA es un factor crítico que afecta la soldabilidad, confiabilidad y calidad de la PWBA soldada. Para una soldadura por ola masiva exitosa, se debe considerar cuidadosamente lo siguiente: a) Relación entre el tamaño de un orificio de placa impresa y el diámetro de un conductor de orificio pasante (IPC 2222) b) Distancia desde las conexiones de soldadura hasta el borde de un PWB c) Rigidez del PWB a la temperatura máxima de soldadura d) Retención de componentes grandes (p. ej., conectores, enchufes, etc.) para evitar el movimiento durante la soldadura e) Alivio térmico de planos metálicos grandes (p. ej., planos de tierra) para minimizar los efectos de “disipación de calor” f) Espacio libre adecuado para humedecer la soldadura correctamente cuando se utiliza paletas de soldadura por ola Para la soldadura por ola de componentes de montaje superficial pegados a la parte inferior de la placa, es necesario alinearlos paralelos a la ola para evitar saltos de soldadura. En la soldadura por ola de paleta selectiva de componentes de orificio pasante, cuando los componentes de montaje en superficie se sueldan por reflujo en los lados superior e inferior, se necesita un espacio adecuado entre el montaje en superficie y el orificio pasante 31 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 componentes Este espacio permite que el accesorio de onda oculte los componentes de montaje en superficie de la onda mientras suelda selectivamente los componentes de orificio pasante. 6 PERFILADO PARA SOLDADURA SELECTIVA 6.1 Recipiente de soldadura Por definición, la soldadura selectiva implica la creación de múltiples conexiones de soldadura secuencialmente o en masa en un proceso automatizado o semiautomático. Los equipos diseñados para esta tarea generalmente tienen cuatro características básicas: • Transporte de PWB (si PWB se mueve) • Transporte del potenciómetro y fundente (si el PWB está estacionario) • Capacidad fundente • Capacidad de precalentamiento • Olla fundida de soldadura con una sola boquilla (soldadura secuencial) • Crisol fundido de soldadura con accesorio de boquilla (soldadura en masa) Las diferencias entre los fabricantes están en la aplicación de estos conceptos básicos y los controles del equipo. Cada máquina tiene características únicas que deben tenerse en cuenta al desarrollar un perfil térmico. Las máquinas de soldadura selectiva secuencial sueldan componentes de orificio pasante en una secuencia. La ventaja de la soldadura selectiva secuencial es que las PWB con componentes de montaje en superficie en la parte inferior pueden tener componentes de orificio pasante soldados sin enmascaramiento ni fijación de la PWB. La desventaja es la velocidad porque el proceso utiliza soldadura secuencial en lugar de soldadura masiva (es decir, soldadura por ola). Las máquinas de soldadura selectiva en masa sueldan componentes de orificio pasante simultáneamente utilizando un accesorio de boquilla personalizado. La ventaja de la soldadura selectiva de masas es que los PWB con componentes de montaje en superficie en la parte inferior pueden tener componentes de orificio pasante soldados sin fijación ni enmascaramiento de PWB. La desventaja es la necesidad de un accesorio de boquilla personalizado para cada PWB. El sistema de soldadura selectiva realiza automáticamente el proceso de soldadura, que es aplicación de fundente, precalentamiento del área a soldar, aplicación de soldadura fundida y solidificación. Todas estas características actúan juntas para garantizar una soldadura adecuada. Se desarrolla una receta de soldadura mediante el registro de los parámetros de proceso óptimos seleccionados para la velocidad de transporte, la aplicación de fundente, los precalentadores y la temperatura de la soldadura. 6.1.2 Consideraciones de la máquina Cada parte de una máquina de soldadura selectiva tiene una función única que realizar, pero deben considerarse como un sistema completo debido a las interrelaciones y dependencias del fundente, los precalentadores, las boquillas y el crisol de soldadura. De particular interés es la correlación de las relaciones tiempo/temperatura/volumen. La temperatura de la soldadura fundida suele ser una constante; las variables son las temperaturas del precalentador, los tiempos de permanencia del crisol de soldadura/precalentamiento y el volumen de soldadura sobre la boquilla. El tiempo de permanencia en el precalentamiento y sobre el crisol de soldadura son las principales variables del perfil térmico. 6.1.3 Consideraciones de precalentamiento Los PWBA se precalientan durante la soldadura selectiva por varias razones. Éstas incluyen: 32 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 a) Secar los solventes volátiles en el fundente b) Lograr un nivel óptimo de actividad del fundente c) Reducir el choque térmico al PWBA durante la soldadura d) PWBA e) Reducir la cantidad de calor requerida del crisol de soldadura para elevar los metales que se están soldando unido a soldadura f) Permitir el uso de velocidades de transporte más altas para minimizar el tiempo de ciclo g) Reducir la incidencia de formación de carámbanos y puentes Durante el precalentamiento, la energía térmica se genera y transfiere a la PWBA mediante varios métodos diferentes (p. ej., lámparas IR, paneles IR, calentadores radiantes y calentadores de convección forzada de aire caliente). Cualquiera que sea el método que se utilice, es importante tener un control de temperatura consistente y repetible. El mejor control del precalentamiento será con máquinas que tengan control de circuito cerrado. La temperatura máxima de precalentamiento generalmente se mide en la parte superior del PWB antes de que comience la soldadura. Para la soldadura de SnPb, la temperatura máxima de precalentamiento de la parte superior suele ser de 100 a 120 ° C. Para la soldadura sin Pb, la temperatura máxima de precalentamiento de la parte superior suele ser de 110 a 130 °C. 6.1.4 Consideraciones sobre el recipiente de soldadura y la boquilla Los recipientes de soldadura utilizan una boquilla para transferir soldadura a la PWBA, por lo que deben mantener temperaturas y velocidades de bombeo constantes para transferir la soldadura de manera eficiente a la PWBA sin crear defectos (p. ej., puentes, carámbanos o aberturas). Se pueden usar diferentes tamaños de boquilla dependiendo del espacio libre que tenga la boquilla con respecto a los componentes adyacentes. Algunas boquillas pueden crear diferentes formas de onda de soldadura. Aumentar o disminuir la velocidad de la bomba también puede cambiar la forma y la altura de la onda de soldadura sobre la boquilla. La temperatura del crisol de soldadura para SnPb y sin plomo puede variar según el diseño de la máquina de soldadura selectiva. Algunos proveedores recomiendan usar una temperatura del recipiente más alta que la que se usa normalmente para la soldadura por ola porque el volumen de soldadura que entra en contacto con el PWB es considerablemente menor que en la soldadura por ola. La temperatura de la soldadura fundida puede ser unos grados más alta que la soldadura por ola o de 20 a 30 ° C más alta que la soldadura por ola. Para soldadura selectiva, es preferible una temperatura de 270 °C a 290 °C (255 °C a 270 °C para soldadura por ola) para minimizar la oxidación en el crisol de soldadura. Sin embargo, si el sistema viene con una opción de inertización de nitrógeno, 290 °C es aceptable. 6.1.5 Pasos para el desarrollo del perfil El desarrollo de un perfil térmico de soldadura selectiva debe incluir lo siguiente. Consulte la Tabla 61 para obtener un resumen de los parámetros de soldadura selectiva. Un perfil consta de 3 fases: precalentamiento, soldadura y enfriamiento (consulte la Figura 61). • Seleccione la aleación de soldadura y el fundente; identificar limitaciones clave • Revisar las especificaciones de los componentes; identificar limitaciones clave • Revisar las especificaciones del sustrato; identificar las limitaciones clave • Determinar la velocidad de transporte (máquina o PWB) • Seleccionar los ajustes de temperatura de la zona de precalentamiento • Seleccionar el ajuste de temperatura del crisol de soldadura • Seleccionar los ajustes de enfriamiento Tabla 61 Resumen de parámetros de soldadura selectiva Tema de perfil Aleación SnPb Aleación libre de Pb Temperatura de fusión de la aleación 183 °C ~217 °C (SAC 305), 227 °C 33 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 (SnCu) 280 °C a 310 °C 280 °C a 310 °C Precalentamiento de PCB (parte superior) 100 °C a 120 °C 110 °C a 130 °C Tasa de reducción gradual del componente Refrigeración ambiental Refrigeración ambiental Temperatura del crisol de soldadura (varía según el fabricante de la máquina) Tiempo de permanencia (grosor del tablero de 1,5 mm a 2,3 mm) 2 a 4 segundos Tiempo de permanencia (grosor del tablero > 2,3 mm) 4 a 8 segundos 3 a 5 segundos 5 a 10 segundos Figura 61 Ilustración de perfil térmico de soldadura selectiva para soldadura selectiva 6.1.7 Diseño para fabricación (DfM) para soldadura selectiva El diseño de la PWBA es un factor crítico que afecta la soldabilidad, confiabilidad y calidad de la PWBA soldada. En la soldadura selectiva de componentes de orificio pasante, cuando los componentes de montaje en superficie se sueldan por reflujo tanto en la parte superior como en la inferior, se necesita un espacio adecuado entre el montaje en superficie y los componentes de orificio pasante para el espacio libre de la boquilla. Para una soldadura selectiva exitosa, se debe considerar cuidadosamente lo siguiente: a) La relación entre el tamaño de un orificio de PWB y el diámetro de un cable de orificio pasante (ver IPC2222) b) La distancia desde las conexiones de soldadura hasta el borde de un PWB c) La rigidez del PWB a la temperatura máxima de soldadura d) Retención de componentes grandes (p. ej., conectores, enchufes, etc.) para evitar el movimiento durante la soldadura e) Alivio térmico de grandes planos metálicos (p. ej., planos de tierra) para minimizar los efectos de disipación del calor 6.1.9 Alternativas a la soldadura selectiva (pasteinhole) Pasteinhole es una alternativa a la soldadura por ola y selectiva de componentes de orificio pasante. Cuando los componentes de orificio pasante se sueldan utilizando el proceso de pasta en orificio, se requiere espacio adicional alrededor del componente de orificio pasante. 34 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 es necesario para permitir el volumen deseado de soldadura en pasta alrededor de las almohadillas de los orificios pasantes para lograr 100 % de filetes de soldadura. Además, es importante dejar el espacio adecuado entre el plomo y el agujero. Por ejemplo, el diámetro del orificio pasante enchapado (PTH) debe ser aproximadamente 3 mm más grande que el diámetro del cable para permitir que la acción capilar llene la soldadura en el PTH. Si el espacio es demasiado grande, es posible que el procesamiento de pasta en el orificio no proporcione filetes de soldadura aceptables. 6.2 Alternativas a la Soldadura Selectiva (Láser) La soldadura láser se realiza a una temperatura muy alta durante un tiempo muy corto. Para cables de orificio pasante, el tiempo para cada unión de soldadura es de aproximadamente un segundo. Hay sistemas de soldadura láser que requieren medio segundo o incluso menos por unión para la soldadura selectiva de cables de montaje en superficie. Los láseres sueldan juntas de soldadura expuestas, como los cables de dispositivos de ala de gaviota y de orificio pasante, pero también para soldar juntas de soldadura ocultas de paquetes como BGA y micro BGA. En la soldadura por láser, la soldadura para los componentes de orificio pasante se aplica como alambre y como soldadura en pasta dispensando o imprimiendo para los componentes de montaje en superficie. Para los componentes de montaje en superficie, se dispensa o imprime pasta de soldadura. Dado que el tiempo de soldadura en la soldadura por láser es muy corto (tan corto como un cuarto de segundo), el potencial de formación de bolas de soldadura es muy alto cuando se usa soldadura en pasta. Es muy importante encontrar un proveedor de pasta que pueda formular pasta específicamente para soldadura láser. La soldadura láser utiliza láseres de diodo para calentar el cable del componente y la almohadilla PTH mientras alimenta automáticamente el alambre de soldadura para lograr el filete deseado. El alambre tiene fundente dentro de su núcleo. La soldadura láser para componentes de orificio pasante es un proceso de soldadura punto a punto similar a la soldadura manual, pero es más rápido y produce una calidad constante, una preocupación clave en la soldadura manual. Otro beneficio de la soldadura láser es que las transiciones de estaño/plomo a sin plomo toman minutos y solo requieren que los operadores reemplacen el carrete de alambre de soldadura. Los elementos clave de un perfil de soldadura láser son la potencia del láser que varía de 20 a 100 vatios, el tiempo de soldadura que puede variar de 200 milisegundos a 4 a 5 minutos para BGA grandes con uniones de soldadura ocultas debajo del paquete. Se aplica calor por láser de forma desenfocada y se calienta todo el paquete, transfiriendo así el calor a las bolas (es decir, como en el caso de la soldadura con aire caliente). Se recomienda encarecidamente el uso de precalentamiento para lograr mejores uniones de soldadura en menos tiempo. 7 HERRAMIENTAS DE PERFILADO DE TEMPERATURA 7.1 Perfiladores de productos Un perfilador térmico de productos, también llamado perfilador térmico de paso remoto, es un kit de hardware/software que puede viajar con la placa de cableado impreso a través del equipo de soldadura y que registra las temperaturas medidas por los sensores de temperatura fijados al PWB. Los sensores de temperatura se conectan al perfilador térmico, el perfilador térmico se inserta en una barrera térmica para protegerlo de las temperaturas del proceso y se monta en la placa de circuito impreso mediante un soporte. Después de la ejecución, los datos/perfil de temperatura se pueden descargar a la PC para su análisis. La Figura 71 muestra un ejemplo de un kit de perfilador térmico con perfilador, termopares, una barrera térmica y un portador. 35 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Figura 71 Perfilador térmico típico, termopares, barrera térmica y portador 7.1.1 Perfiladores térmicos Un perfilador térmico debe programarse utilizando su configuración de software o hardware. Se recomienda establecer la velocidad de registro de los perfiladores en una vez por segundo, que es lo más común para la mayoría de los procesos de soldadura en masa. Grabar con más frecuencia que cada segundo está bien, pero en realidad no es necesario para la mayoría de los procesos de soldadura en masa. Es posible que también deba configurar, o al menos verificar, la cantidad de canales (entradas de termopar) que desea usar, la fecha y hora del generador de perfiles y los parámetros de inicio y finalización del generador de perfiles. Algunos perfiladores térmicos pueden aceptar varios tipos de termopar, así que asegúrese de que esté configurado para el tipo correcto. Consulte y siga el manual del usuario del perfilador térmico para obtener una descripción completa de su función y uso adecuado. La mayoría de los perfiladores térmicos utilizan termopares tipo K como sensor de temperatura porque: • Son muy resistentes • Se puede hacer de casi cualquier tamaño y forma • Se puede unir al punto de interés con soldadura, cintas o pegamentos • Son de costo relativamente bajo 36 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 7.1.2 Especificaciones del perfilador térmico Precisión: < +\2C Frecuencia de grabación: 1/segundo o más rápido Canales de entrada: 3 mínimo Tipo de sensor: termopar, el tipo K es el más común Aislamiento del sensor: teflón para soldadura con plomo, vidrio para soldadura sin plomo Las baterías débiles son la principal causa de fallas en el perfilado, así que confirme que las baterías estén completamente cargadas o tengan suficiente capacidad, si no son baterías recargables. 7.1.3 Barrera Térmica Todos los perfiladores térmicos deben estar protegidos de las temperaturas del proceso. Las barreras térmicas serán proporcionadas por el fabricante. La barrera debe ser lo suficientemente grande para brindar protección al perfilador térmico y lo suficientemente pequeña para pasar a través del equipo. Asegúrese de que el perfilador y la barrera estén enfriados a temperatura ambiente antes de su uso. Si no se inicia el equipo de perfilado a una temperatura baja, normalmente inferior a 40 °C, puede provocar que el perfilador térmico se sobrecaliente durante el proceso de soldadura. Los perfiladores térmicos están aislados con muchos materiales, sin embargo, el más común para la soldadura en masa es la fibra de vidrio, Teflon® o Kapton®. No acorte el proceso de enfriamiento utilizando aire comprimido, congeladores u otros intentos de enfriamiento rápido. La velocidad a la que la barrera y el perfilador pueden enfriarse y alcanzar la misma temperatura depende del aislamiento utilizado y cuanto mejor sea el aislamiento, más tiempo tardará en liberar el calor de su núcleo. La mejor forma de enfriar el equipo de perfilado después de una ejecución de perfilado es usar un ventilador de aire ambiente normal con la barrera abierta y su contenido retirado y en el flujo de aire del ventilador. Esto enfriará el equipo en unos 15 a 20 minutos. La falta de enfriamiento completo del perfilador y su barrera es la segunda causa más importante de fallas en el perfilado o daños al equipo de perfilado. La barrera térmica con el termoperfilador en su interior deberá transportarse con el conjunto a perfilar. Puede colocarse sobre la cinta transportadora (si el equipo la tiene), una placa de circuito de montaje en blanco o un transportador hecho por el fabricante del perfilador. Debe viajar en el transportador detrás del ensamblaje al menos 500 mm (20 in) para no influir en el ambiente térmico del equipo a medida que el ensamblaje avanza a través del equipo. 7.1.4 Control Estadístico de Procesos (SPC) El software puede ofrecer un medio para recopilar estos valores en ejecuciones repetidas del mismo ensamblaje en la misma configuración del equipo a lo largo del tiempo para que puedan compararse entre sí para mostrar consistencia. 7.2 Perfiladores de máquinas 7.2.1 Propósito El propósito principal de los perfiladores de máquinas es verificar la configuración o el rendimiento adecuados de la máquina. Mientras que los perfiladores de productos registran las temperaturas del producto que son el resultado de la configuración de la máquina y las propiedades físicas del producto, los perfiladores de máquina eliminan la mayoría de las variables químicas del producto y de la soldadura y se enfocan en los parámetros de la máquina. Una vez que se determinan las configuraciones o recetas adecuadas de la máquina usando un perfilador de productos, se puede usar un perfilador de máquina para verificar la conformidad con la receta. Esto se puede hacer por turnos y en el tiempo de cambio de proceso. Esto elimina la necesidad de sacrificar buenos ensamblajes para verificar el rendimiento de la máquina. 7.2.2 Parámetros de medición Los perfiladores de máquinas están diseñados para medir parámetros de máquinas. Los parámetros medidos variarán según el tipo de máquina. 37 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Los perfiladores de hornos de reflujo pueden registrar las velocidades del transportador, los tamaños de las zonas, las temperaturas del aire de las zonas o el flujo de calor. El flujo de calor es el producto de la temperatura de la zona y el flujo de aire o la capacidad del horno para entregar calor al conjunto. Algunos equipos de perfilado de máquinas miden el flujo de aire en el horno o incluso la radiación ultravioleta (UV) e IR. Los perfiladores de soldadura por ola registran las velocidades del transportador, las temperaturas de precalentamiento y una serie de parámetros de onda de soldadura principal y chip. Los parámetros de las olas pueden incluir la longitud de contacto, la altura de las olas, el paralelismo de las olas, la temperatura de las olas y el cambio de temperatura en la ola. Los perfiladores de máquinas de olas también pueden medir las temperaturas de la placa superior e inferior según se mide en un cupón diseñado para simular una placa de circuito típica. Algunos perfiladores de máquinas de soldadura por ola pueden proporcionar una representación digitalizada del área de contacto entre la placa y la ola. 7.2.3 Verificación de la máquina El perfilado térmico se debe realizar en equipos cuyo funcionamiento correcto se haya verificado primero. El equipo debe encenderse primero y ajustarse a la configuración deseada y permitir que alcance la estabilidad térmica. La mayoría de los equipos pueden informar al operador cuando han alcanzado su configuración. En general, esto llevará de 20 a 30 minutos. No intente acortar este proceso mediante la ventilación forzada de calor o la alteración de los límites aceptables del equipo. Dé al equipo suficiente tiempo para alcanzar la estabilidad térmica. La verificación de la función del equipo generalmente se realiza utilizando materiales térmicamente estables que han sido instrumentados con termopares y pasados a través del equipo, de la misma manera que un ensamblaje, para verificar que el equipo produzca el mismo perfil térmico. Hay varias herramientas de verificación disponibles comercialmente diseñadas específicamente para realizar la verificación de equipos. O puede desarrollar uno propio utilizando materiales térmicamente estables como aluminio, acero inoxidable o titanio, mecanizados en placas o bloques suspendidos en un accesorio o paleta que permite cierto aislamiento térmico entre los puntos de medición. Los termopares deben estar permanentemente unidos mediante soldadura, soldadura fuerte o aseguramiento mecánico en el núcleo o sobre la superficie de la placa o bloque. El material de dos mm a 4 mm de espesor típicamente producirá valores de zona de perfil de verificación similares a los perfiles ensamblados. Es posible que los materiales más gruesos no alcancen las mismas temperaturas que los perfiles de ensamblaje, pero pueden ser igualmente útiles para los perfiles de verificación de equipos. Los puntos de medición deben cubrir el ancho del transportador en al menos tres lugares espaciados uniformemente a lo largo del ancho del transportador. Claramente, el equipo que se verifica, ya sea de reflujo, de ola, selectivo, de fase de vapor o de reelaboración, por nombrar algunos, dictará la forma básica del accesorio de verificación y el número de puntos de medición. Todos deben poder soportar las temperaturas del proceso y cubrir el área de procesamiento del equipo. No importa la forma o el tamaño exactos de este accesorio, siempre que se ajuste al equipo, pueda soportar las temperaturas y lo use de manera consistente y repetible. La verificación debe realizarse utilizando la misma configuración del equipo que la verificación anterior. Estas configuraciones pueden ser un conjunto específico usado solo para este perfil de verificación de equipo o la misma configuración que planea usar para un ensamblaje específico. No importa, siempre que tenga un perfil de verificación anterior en esta configuración para comparar, a menos que esta sea la primera verificación en esta configuración del equipo. Usar la misma configuración que planea usar para un perfil de ensamblaje ahorrará tiempo ya que no necesita esperar a que el equipo alcance dos configuraciones diferentes: una para el perfil de verificación y otra para el perfil de ensamblaje. La configuración del equipo utilizada para la verificación debe incluir los valores de medición de las mismas zonas de perfil utilizadas para el perfil de ensamblaje deseado. Para el reflujo, estas zonas incluyen: Precalentar pendiente a una temperatura Remojo: tiempo entre el final del precalentamiento y la temperatura de liquidus Reflujo tiempo por encima de la temperatura de liquidus Enfriamiento: pendiente desde la temperatura máxima y la temperatura de liquidus Verificar que los valores para cada una de estas zonas de perfil sean consistentes con el perfil de verificación anterior confirmará que el equipo es consistente y está listo para perfilar el ensamblaje o ejecutar la producción. Se pueden tomar valores adicionales del perfil de verificación dependiendo del proceso o tipo de equipo. 38 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Los valores de la zona del perfil de verificación deben cumplir con la siguiente tolerancia: Valores de temperatura: +/ 2 C Valores de pendiente: +/ 0,5 C/segundo Valores de tiempo: +/ 5 segundos Los valores exactos de cada zona de perfil no importan. Lo que importa es la consistencia y la repetibilidad con cada ejecución del perfil de verificación. Dado que se toman perfiles de verificación en la misma configuración del equipo, el control estadístico de procesos (SPC) se puede utilizar para verificar el control de procesos mediante gráficos de control, como XbarR, y otras medidas de calidad del proceso, como Cp y CpK. La mayoría del software de creación de perfiles ofrece estas herramientas de calidad del proceso SPC. Aunque se recomienda utilizar una placa de aluminio para comprobar la repetibilidad de las funciones del horno (p. ej., que no se hayan quemado los elementos calefactores), algunos usuarios pueden optar por utilizar una placa de muestra que se utilizó originalmente para desarrollar el perfil. La vida útil esperada de un termopar estándar y una placa de muestra puede oscilar entre 15 y 30 perfiles. La vida útil de la placa de muestra depende del grosor del PWB y del tipo de laminado utilizado. Suspenda el uso del tablero de muestra cuando la decoloración del laminado sea evidente. Cuando el termopar se vuelve a conectar a varios conjuntos, la esperanza de vida se reduce de tres a cinco perfiles. Para obtener más información sobre la verificación de equipos, consulte IPC7801. 7.2.4 Perfiladores continuos de hornos de convección en tiempo real Para los perfiladores de horno de reflujo, una alternativa al uso de un perfilador térmico de paso estándar para la verificación del proceso es el perfilado térmico en tiempo real. El perfilado térmico en tiempo real monitorea de forma continua y automática el proceso de soldadura, generando una alarma en caso de desviación del proceso. Si bien la creación de perfiles térmicos en tiempo real requiere el establecimiento inicial de un perfil de producto con un perfilador de paso, la creación de perfiles en tiempo real puede reducir la necesidad de perfiles de rutina una vez por turno, diariamente o semanalmente para confirmar que el proceso está en marcha. especificación mediante el cálculo de un perfil de producto simulado. El usuario debe evaluar los beneficios de costo de usar una función de perfilado de máquina térmica continua en tiempo real en el horno. El perfilado térmico en tiempo real puede enviar automáticamente datos de proceso a programas de control de calidad y SPC. Los perfiladores térmicos en tiempo real utilizan una serie de termopares que se montan de forma permanente justo encima del transportador del horno. Las sondas de termopar se montan lo suficientemente cerca de la placa para proporcionar temperaturas representativas, pero lo suficientemente lejos de los rieles del horno para que no se vean influenciadas por la masa térmica de los rieles mismos. Aunque el sistema en realidad no mide las temperaturas de la placa, proporciona una medición de las temperaturas del proceso en el transportador a medida que la placa pasa por el horno de reflujo. 7.3 Definición/selección de termopar 7.3.1 Tipo de termopar El termopar seleccionado para su uso debe coincidir con el requisito de entrada del perfilador que se utilizará. Consulte 4.3.1.1 a 4.3.1.4 para conocer los tipos de termopares comunes recomendados. 7.3.1.1 Tipo K El tipo K (níquelcromo frente a níquelaluminio) es el cable de termopar más utilizado, tiene un amplio rango de funcionamiento de 200 °C a 1250 °C y una precisión de ± 1,5 °C. A temperaturas > 250 °C, puede sufrir histéresis de ciclos de temperatura, por lo que puede no ser la mejor opción para perfiles de alta temperatura utilizados con algunos procesos sin plomo. Este material es difícil de soldar, por lo que se recomiendan otros métodos de unión. 39 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 7.3.1.2 Tipo T El tipo T (cobre frente a cobreníquel) tiene un rango de funcionamiento de 200 °C a 350 °C y buena soldabilidad, lo que facilita la unión mediante soldadura. El brazo de cobre tiene una alta conductividad térmica, por lo que se prefieren calibres de cable más delgados. Tiene una precisión de ± 0,5 °C. 7.3.1.3 Tipo J El tipo J (hierro frente a cobreníquel) tiene un rango operativo de 0 °C a 750 °C y una precisión de ± 1,5 °C. Este material es difícil de soldar, por lo que se recomiendan otros métodos de unión. Es propenso a oxidarse en ambientes húmedos, lo que acortará su vida útil. 7.3.1.4 Tipo N El tipo N (níquel14,2 % cromo1,4 % silicio frente a níquel4,4 % silicio0,1 % magnesio) tiene un rango de funcionamiento de 270 °C a 1300 °C. Este material es difícil de soldar, por lo que se recomiendan otros métodos de unión. Es uno de los materiales para termopares más estables y está disponible con una precisión de ± 1,1 °C o 0,4 %. 7.3.2 Calibre del cable del termopar El cable más utilizado para perfilar es el 36 AWG. 38 AWG puede ofrecer una mayor sensibilidad, pero es más frágil y tendrá una vida útil más corta. 34 AWG ofrece una mayor vida útil, pero puede afectar la temperatura del sitio de medición al conducir calor hacia o desde el cable del termopar. 7.3.3 Aislamiento El aislamiento del termopar depende del entorno y las temperaturas extremas a las que estará expuesto. Para la mayoría de las aplicaciones de soldadura, se utiliza aislamiento de fibra de vidrio. Nota: la trenza de vidrio ofrece una buena estabilidad a altas temperaturas, pero tiene poca flexibilidad, lo que puede dificultar el manejo. El politetrafluoroetileno (PTFE) ofrece una mejor flexibilidad, pero se degradará más rápidamente con ciclos de calor repetidos. 7.3.4 Longitud del cable Se recomienda que la longitud del termopar no supere aproximadamente 1 m (36 in). Los cables de termopar largos pueden introducir errores de medición; el cable del termopar debe ser lo más corto posible para reducir los efectos del ruido y la resistencia y para evitar daños mecánicos. 7.4 Unión de termopar La formación del termopar debe ser una unión soldada. Se recomienda que cada vez que se rompa la unión soldada original, se reemplace el termopar. En el caso de que se rompa la soldadura o un cable, nunca se debe considerar torcer los cables del termopar para formar una unión. Esto puede resultar en una medición de temperatura incorrecta. 7.5 Calibración y prueba La calibración del registrador de datos debe realizarse según lo requiera el OEM o de acuerdo con las especificaciones del fabricante del equipo. En ausencia de una recomendación del OEM o del fabricante, se pueden establecer calibraciones y pruebas cada seis meses de funcionamiento. Nunca se debe utilizar un registrador de datos no calibrado. Se debe verificar que los termopares funcionen correctamente cada vez que se hayan usado más de una vez. Esto se puede lograr comparando las mediciones de temperatura del termopar usado con un termopar calibrado con el uso de un registrador de datos calibrado. 7.6 Accesorio de termopar 7.6.1 Soldadura de alta temperatura Se debe considerar la unión de soldadura de alta temperatura para una placa de muestra que se perfilará varias veces. 40 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Proporciona una conexión térmica consistente y reproducible. La figura 72 muestra la conexión de un termopar mediante soldadura. Se debe tener cuidado de no usar un accesorio de soldadura de alta temperatura demasiado cerca del punto de fusión de la soldadura. Figura 72 Conexión de termopar (método de soldadura) 7.6.2 Adhesivos Hay muchos tipos de adhesivos que se utilizan para unir termopares, todos los cuales tienen diferentes mecanismos de curado (p. ej., calor, aire y UV). Cualquiera que sea el tipo de adhesivo que se utilice, es importante que sea térmicamente conductor. Se puede obtener más información sobre adhesivos termoconductores en IPCCA821, Requisitos generales para adhesivos termoconductores. Este método de conexión debe considerarse para una placa de muestra y se perfilará varias veces, pero las temperaturas del proceso son demasiado altas para la soldadura a alta temperatura. La fijación de un termopar con adhesivo se muestra en la Figura 73. Figura 73 Conexión de termopar (método adhesivo) 7.6.3 Cinta de aluminio/cobre La cinta de aluminio/cobre proporciona un termopar conectado de forma segura con buena conductividad térmica, no es destructivo y no deja cicatrices ni residuos. El uso de cinta de aluminio/cobre reduce la cantidad de esfuerzo y 41 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 gasto requerido para obtener un perfil térmico preciso. Se ha encontrado que este método de conexión de termopar es confiable y repetible (vea la Figura 74). Se debe tener cuidado al manipular las placas, se debe verificar la conexión segura de los termopares antes de cada uso. Nota: No se recomiendan las cintas de poliimida, pero si se utilizan cintas de poliimida, se debe tener mucho cuidado porque es probable que se desprendan durante el tiempo que estén en el horno. Figura 74 Conexión de termopar (método de cinta) 7.6.4 Termopar integrado El termopar se puede integrar en la junta de soldadura real. Consulte la Figura 35 y la Figura 37. Esto es particularmente ventajoso para los BGA. La incrustación se puede lograr perforando un orificio a través del PWB centrado en una zona de soldadura, antes de montar el componente. El orificio debe ser lo suficientemente grande para acomodar el termopar (es decir, aproximadamente 0,4 mm [0,016 pulgadas] para un termopar de 36 AWG). Luego, el componente debe soldarse en su lugar. Desde el lado inferior, use la misma broca y taladre aproximadamente 0,5 mm [0. 020 in] en la junta de soldadura. Inserte el termopar en la junta de soldadura y asegúrelo con cinta. 7.6.5 Adhesivo termoconductor Otra forma de unir un termopar es con un adhesivo termoconductor. Si usa este proceso, se recomienda no usar demasiado adhesivo conductor. 7.6.6 Fijación mecánica Hay termopares accionados por resorte que usan presión mecánica para colocar el termopar contra el punto de medición. Estos pueden usarse en tableros de producción para ser enviados. 8 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 42 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Pueden ocurrir varios tipos de defectos en las uniones de soldadura durante el proceso de soldadura. Las causas fundamentales de estos defectos pueden variar según el tipo de defecto. Algunos defectos pueden ser causados por factores como la selección de materiales, consideraciones de limpieza/ capacidad de soldadura o problemas de diseño de PCB. Algunos defectos también pueden ser causados por la implementación de perfiles de reflujo de soldadura no óptimos. El contenido de esta sección ofrece información sobre los tipos comunes de defectos de soldadura, sus posibles causas raíz y si estos defectos se pueden mitigar ajustando los parámetros del perfil de reflujo de soldadura. Nota: Estas pautas de solución de problemas de defectos de soldadura están asociadas específicamente con defectos de soldadura causados únicamente por el perfil térmico. Consulte otros documentos si estos defectos son atribuibles a otras causas fundamentales. 8.1 Defectos de reflujo de soldadura 8.1.1 vacíos Defecto Huecos dentro de la junta de soldadura descripción reflujo Perfil de reflujo incorrecto que deja demasiado fundente y volátiles que se desgasifican Causa posible durante el reflujo Demasiada oxidación durante la soldadura. reflujo Aumente el tiempo de remojo para evaporar el fundente Potencial Solución Aumentar la temperatura de remojo Disminuya la pendiente de precalentamiento Aumente el precalentamiento para evaporar el flujo Usar ambiente N2 Otro Posible La pasta de soldadura se ha oxidado Causa Componentes contaminados pasta de soldadura excesiva Presencia de material extraño en las almohadillas de PCB/PWB Defectos de la placa PCB/PWB (cavidades) 43 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 8.1.2 Cabeza sobre almohada Defecto Tipo de unión abierta que se compone de dos masas metalúrgicas distintas descripción Uno formado a partir de la bola BGA y el otro a partir de la soldadura en pasta refluida Tienen coalescencia incompleta o nula. reflujo Demasiada oxidación durante la soldadura. Causa posible Perfil de reflujo incorrecto Diferencial de alta temperatura (dT) en un componente Soporte inadecuado durante el reflujo reflujo Usar ambiente N2 Potencial Solución Disminuya el tiempo de activación del fundente (tiempo de remojo) Aumentar el tiempo por encima del líquido Aumentar la temperatura máxima Verifique que la tarima no restrinja la expansión del tablero Use soporte de tablero en el reflujo para tableros delgados < 1,0 mm Ajustar la velocidad de los transportadores Otro Posible Alabeo de componentes y tableros Causa La actividad de la soldadura en pasta es demasiado baja Volumen de pasta de soldadura insuficiente 8.1.3 Puente Defecto Juntas de soldadura adyacentes que se unieron en una gran masa descripción causando un corto. 44 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria reflujo agosto 2016 Perfil de reflujo incorrecto Posible Causa Vibración del transportador reflujo Disminuir el tiempo por encima de liquidus Potencial Solución Disminuir la temperatura máxima Disminuya la velocidad de aceleración del precalentamiento Compruebe los transportadores para un movimiento suave Otro Componente desalineado debido a una colocación incorrecta Posible Causa Exceso de soldadura depositado Contaminación en componente o PCB La viscosidad de la pasta de soldadura es demasiado baja o hay pasta cayendo Sin separación de máscara de soldadura entre los cables de los componentes La impresión de pasta de soldadura está desalineada o es mala Separación de flujo Presión de colocación demasiado alta Caída caliente 8.1.4 Bolas de soldadura Pequeñas esferas de soldadura se adhieren a la máscara de soldadura de Descripción del defecto la placa, el componente o rodean la junta de soldadura reflujo Perfil de reflujo incorrecto que hace que el vehículo de flujo transporte Posible 45 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria Causa agosto 2016 partícula de soldadura lejos de la junta Demasiada oxidación durante la soldadura Las partículas de soldadura no pueden fusionarse reflujo Aumente el precalentamiento para evaporar el flujo Potencial Solución Reducir la tasa de rampa de precalentamiento Otro Las partículas de soldadura en la soldadura en pasta se han oxidado Posible Causa La viscosidad de la pasta de soldadura es demasiado baja, lo que provoca que se desplome sobre la máscara Desalineación de la impresión de pasta en la máscara de soldadura La soldadura en pasta está contaminada con partículas oxidadas. Error de imprenta en pasta de soldar Las placas de circuito no se limpiaron adecuadamente Contenido de fundente insuficiente en la soldadura en pasta Las plantillas de pasta de soldadura están sucias Pequeñas partículas de soldadura Exceso de presión que empuja la pasta de soldadura hacia la máscara Volátiles atrapados que causan salpicaduras de soldadura 8.1.5 Soldadura en frío/Soldadura incompleta Defecto La soldadura se ve granulosa e incompleta. descripción reflujo La soldadura no alcanzó la temperatura y el tiempo necesarios para crear una unión Causa posible Temperaturas del horno inadecuadas 46 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Demasiada oxidación durante la soldadura. reflujo Aumentar la temperatura máxima Potencial Solución Aumentar TAL Verifique el área de disipación de calor cerca del defecto La velocidad de enfriamiento es demasiado rápida Velocidad lenta del transportador Otro Posible Tablero de circuito perturbado durante el enfriamiento Causa Disipación de calor excesiva debido a planos de cobre gruesos en la PCB 8.1.6 Cordones de soldadura (Bolas comprimibles) Bolas de soldadura atrapadas debajo de los componentes del chip Descripción del defecto reflujo Mal perfil de reflujo Posible Causa demasiada pasta plantilla demasiado gruesa Mal diseño de la almohadilla Nota para el diseñador: se necesitan flechas rojas que apunten a cuatro áreas de cuentas. Ver el conjunto de diapositivas de Ray número 16 reflujo Minimizar el volumen de pasta en pa Potencial Solución Otro Posible Mala calidad de la pasta Causa 8.1.7 Soldadura Granulada La superficie de la junta de soldadura se ve granulosa y sin brillo Descripción del defecto 47 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 reflujo Gran delta T debido al diferencial de masa que hace que un Posible área sea demasiado larga por encima de liquidus Causa reflujo Reduzca el dT usando el perfil de remojo Potencial Solución Aumentar la velocidad del transportador Otro Contaminación conjunta Posible Causa 8.1.8 Lápida El componente ha sido levantado en un extremo y está soldado en el otro extremo Descripción del defecto reflujo La humectación es mayor en un lado que en el otro. Causa posible Existe delta térmico entre las almohadillas de los componentes reflujo Reduzca el dT usando el perfil de remojo Potencial Solución Reducir la rampa de precalentamiento Reducir la tasa de calentamiento Cambiar la dirección de viaje de la tabla Otro Posible Discrepancia en el tamaño del área de tierra de PCB Causa Problema de coplanaridad del componente Colocación incorrecta que resulta en el desplazamiento del componente Problema de depósito de impresión 48 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 Diferencia de plano de tierra de cobre de placa Metalización de componentes asimétricos 8.1.9 Absorción de soldadura Defecto La soldadura sube por el cable del componente mientras descripción que la almohadilla tiene poca o ninguna soldadura. reflujo Las terminaciones de los componentes están más calientes que las Posible Áreas terrestres de PCB Causa reflujo Reducir la temperatura máxima Potencial Solución Velocidad lenta del transportador Verifique el área de disipación de calor cerca del defecto Otro Problema de soldabilidad con las almohadillas de PCB Posible Error de coplanaridad de terminación de componente Causa Componentes contaminados Volumen excesivo de pasta de soldadura 8.1.10 Agujeros de soplado Agujeros de pasador Defecto Agujero formado en la soldadura descripción reflujo La desgasificación por humedad durante la soldadura suele estar relacionada con Posible el espesor del revestimiento de cobre delgado o los huecos en el revestimiento Causa de cobre. 49 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria reflujo agosto 2016 La temperatura de reflujo es demasiado baja Potencial Solución La velocidad de aceleración del precalentamiento es demasiado alta Otro Contaminación presente Posible Causa Exceso de contenido volátil en la soldadura en pasta Tabla 81 Causas raíz de los defectos en las uniones soldadas Tipo de defecto Otras causas fundamentales Perfil de soldadura relacionado Causas fundamentales Puente 1. La velocidad de aceleración del precalentamiento es demasiado alta 1. Componente desalineado debido a una colocación incorrecta 2. Exceso de soldadura depositado 3. Contaminación en el componente o PCB 4. La viscosidad de la pasta de soldadura es demasiado baja o la pasta se desploma 5. No hay separación de la máscara de soldadura entre los cables del componente 6. La impresión de la pasta de soldadura está desalineada o mala 7. Separación de fundente 8. Presión de colocación demasiado alta 9. Caída en caliente bola de soldadura 1. La velocidad de calentamiento es demasiado alta y 1. Las partículas de soldadura en la provoca la evaporación del fundente. soldadura en pasta se han 2. La velocidad de la rampa de precalentamiento es demasiado alta. oxidado 2. La viscosidad de la soldadura en pasta 3. La temperatura de precalentamiento es demasiado alta es demasiado baja y se desploma sobre la máscara 3. La impresión de la pasta en la máscara de soldadura está desalineada 4. La soldadura en pasta está contaminada con partículas oxidadas 5. La soldadura en pasta está mal impresa 6. Los tableros de circuitos no se limpiaron correctamente 7. Contenido de fundente insuficiente en la soldadura en pasta 8. Las plantillas de soldadura en pasta están sucias 9. Pequeñas partículas de soldadura 10. Exceso de presión empujando la soldadura en pasta hacia la máscara 11. Volátiles atrapados que causan salpicaduras de solda 50 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria Cuentas de soldadura (bolas para apretar) 1. No contribuye al defecto 2. <inconsistente con el agosto 2016 1. Demasiada pasta de soldar debajo de componentes pequeños 6.1.6> 3. Perfil de reflujo deficiente 4. Demasiada pasta 5. Plantilla demasiado gruesa 6. Diseño de almohadilla deficiente lapidación 1. La velocidad de calentamiento es demasiado alta 1. Desajuste del tamaño del área de tierra de PCB 2. Problema de coplanaridad del componente 3. Colocación incorrecta que resulta en el desplazamiento del componente mecha de soldadura 1. La temperatura máxima es demasiado alta 2. Las terminaciones de los componentes están Juntas de soldadura en frío 1. Las terminaciones de los componentes están más calientes que las áreas terrestres de PCB 2. Error de coplanaridad de las más calientes que las áreas de tierra terminaciones de los de la PCB componentes 3. Componentes contaminados 1. La velocidad de enfriamiento es 1. Tablero de circuito alterado durante el demasiado rápida 2. La temperatura máxima es enfriamiento demasiado baja 3. TAL es 2. Disipación de calor excesiva debido a planos demasiado baja 4. Las temperaturas del horno son gruesos de cobre en el PCB inadecuadas 5. La velocidad del transportador es demasiado rápida Caída caliente 1. La velocidad de aceleración del precalentamiento es 1. Ninguno identificado demasiado alta. 2. El tiempo del ciclo de reflujo es demasiado largo. Soldadura Granulada o de Grano Grande 1. La velocidad de enfriamiento es demasiado baja. Articulaciones 2. La temperatura de reflujo es demasiado baja Componentes agrietados 1. Placa de circuito o componentes contaminados 1. Ajustes de perfil incorrectos que 1. Componentes defectuosos provocan un choque térmico en los componentes 2. La presión de colocación de los componentes es 2. La velocidad de demasiado alta rampa de recalentamiento es demasiado alta 3. Soportes de placa de circuito inadecuados 4. Alimentadores defectuosos/obturador atascado Juntas de soldadura agrietadas 1. La velocidad de enfriamiento es 1. Desajuste de CTE 2. demasiado rápida 2. Configuración de Mala práctica de manejo 3. Alabeo perfil incorrecta que da como resultado un localizado de PCB choque térmico en los componentes 3. TAL es demasiado alto o la temperatura máxima es demasiado alta y da como resultado un IMC excesivo Delaminación de palomitas de maíz 1. La velocidad de aceleración del precalentamiento es demasiado alta 1. Los componentes están absorbiendo 51 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria 2. Ajustes de perfil incorrectos que agosto 2016 Humedad debido a un almacenamiento provocan un choque térmico en los inadecuado o falla al hornear los componentes 3. componentes antes de soldarlos. La temperatura de reflujo es demasiado alta vacíos 1. La velocidad de precalentamiento es 1. Las bolas de soldadura en la soldadura en demasiado alta 2. La temperatura de remojo es demasiado baja pasta se han oxidado 2. Componentes contaminados 3. Demasiada acción fundente 4. Desgasificación de volátiles 5. Exceso de soldadura en pasta cabeza en almohada 1. No contribuye al defecto 1. Las bolas de soldadura en la soldadura en pasta se han oxidado 2. Alabeo localizado de PCB 3. Flujo insuficiente 4. Problema de coplanaridad de los componentes Agujeros de soplado y agujeros de alfiler 1. La temperatura de reflujo es demasiado baja 2. La 1. Contaminación presente 2. tasa de aumento de precalentamiento es demasiado alta Exceso de contenido volátil en la soldadura en pasta no humectante 1. La temperatura y el tiempo de precalentamiento son 1. La soldadura en pasta se ha oxidado demasiado 2. La placa de circuito o los componentes están bajos. 2. La temperatura de remojo es demasiado contaminados u oxidados 3. Los alta, lo que provoca que el fundente se seque demasiado. componentes o la placa de circuito se pronto almacenaron incorrectamente 4. 3. La temperatura de reflujo es demasiado baja Muy poco fundente y activación de fundente deshumidificación 1. La temperatura de reflujo es demasiado alta 1. Placa de circuito contaminada 2. La tasa de calentamiento es excesiva 8.2 Criterios de aceptación/rechazo de uniones soldadas Consulte JSTD001 e IPCA610 para determinar si la apariencia visual de las uniones soldadas completas es aceptable o no. 8.4 Control de defectos de soldadura por ola Los defectos de soldadura por ola son generalmente aquellos defectos que son atribuibles al proceso o aquellos defectos que 52 Machine Translated by Google IPC7530A Borrador de documento solo para consenso de la industria agosto 2016 están más allá del control del sistema de soldadura por ola (es decir, son inherentes a los componentes, las placas impresas y el diseño del ensamblaje). Por lo tanto, con un control de proceso adecuado y el uso de un conjunto bien diseñado y placas impresas y componentes con buena capacidad de soldadura, un proceso de soldadura por ola moderno y bien controlado estará prácticamente libre de defectos. 53

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