Технологии в электронной промышленности №4'2005

Система конвекционной пайки TF1700

Роман Карнаков


Только активная конвекция, то есть перемешивание воздуха в замкнутом объеме, позволяет обеспечить одинаковую температуру во всех точках этого объема. Производители BGA-компонентов рекомендуют пайку своих изделий только конвекционным методом.


Пайка BGA-компонентов выполняется путем сквозного прогрева корпуса. BGA-компо-ненты сконструированы в расчете именно на конвекционную технологию пайки. В серийном производстве конвекционный метод реализуется в печи. При ремонте и в экспериментальном производстве необходима установка, способная точно имитировать условия пайки в печи для отдельного компонента. Этим требованиям отвечает конвекционная паяльная система TF 1700, производимая компанией Расе Inc. (США).

Конвекционный метод в этой системе основан на нагреве воздуха в объеме сопла, накрывающего компонент, за счет подачи в этот объем дополнительного воздуха со скоростью, необходимой только для его перемешивания и выравнивания температуры.

Особенность BGA-компонентов заключается в том, что их выводы, представляющие собой контактные площадки с шариками припоя, расположены под корпусом установленного на плату компонента. Поэтапное повышение температуры с выдержкой времени на каждом этапе для постепенного выравнивания температуры позволяет избежать перегрева корпуса и области платы вокруг него.

TF 1700 — новое поколение автоматизированных систем, разработанных для современных печатных узлов. Эта установка позволяет оператору легко и с гарантированным качеством устанавливать и снимать большое разнообразие корпусов CSP, FC, PBGA, CBGA, MLF, LCC.

Создание термопрофиля

Программное обеспечение TF 1700 позволяет при отработке нового профиля изменять его и оптимизировать в режиме реального времени. В зависимости от размеров платы и компонента выбирается один из стандартных термопрофилей, который с помощью термопар можно использовать как базовый для создания нового. Термопары термостойкой лентой закрепляют на контрольных точках изделия. Это могут быть точки на корпусе, под корпусом, рядом с ним, у соседних компонентов и на обратной стороне печатной платы под компонентом.

После запуска цикла нагрева показания каждого термодатчика будут отображаться на экране в виде разноцветных кривых на фоне графика заданных температур нижнего и верхнего нагревателей (рис. 2). Оператор, наблюдая за температурой в контрольных точках, может в любой момент с помощью мышки «подвинуть» вверх или вниз участок графика, изменяя таким образом температуру воздуха внутри сопла или температуру нижнего подогревателя. Скорость и уровень нагрева контрольных точек при этом также изменятся. Так можно «подогнать» режим нагрева к рекомендуемому для каждого компонента. Если специальных рекомендаций нет, термопрофиль настраивают на стандартные значения температур в каждой зоне.

Рис. 1

Рис.2

Позиционирование и пайка

Прецизионная система TF 1700 разработана для высокоточного позиционирования, пайки и замены BGA-, CSP-, Flip-Chip-компонентов.

Рис.3

Встроенная цветная видеокамера с призмой позволяет устанавливать компонент с шагом выводов от 0,5 мм обеспечивая точность перемещения 25 мкм.

После закрепления компонента в сопле паяльной головки с помощью вакуумного захвата оператор выдвигает призму (рис. 3) так (при этом головка вместе с компонентом находится в крайнем верхнем положении), что она оказывается между компонентом и платой. На мониторе мы видим одновременное изображение контактных площадок печатной платы и компонента со стороны шариков, полученное с помощью призмы.

Рис.4

Контактные площадки подсвечиваются голубым цветом, а компонент — красным (рис. 4). Наблюдая на экране наложенные друг на друга изображения шариков и контактных площадок, оператор добивается их совмещения, перемещая плату в горизонтальной плоскости с помощью микрометрических винтов. После совмещения изображений камера с призмой убирается, и компонент опускается на плату с помощью прецизионного электропривода. Далее, следуя указаниям системы, оператор загружает подходящий термопрофиль и запускает цикл пайки. Система автоматически отработает все зоны нагрева и, выполнив пайку, переведет паяльную головку с соплом в верхнее положение. Для улучшения структуры паяного соединения в системе предусмотрено быстрое принудительное охлаждение компонента и платы. Встроенная вакуумная система и особая конструкция сопла с подпружиненной присоской обеспечивают автоматический захват компонента при демонтаже.

Таблица. Характеристики системы

Высокое разрешение видеосистемы и точность механики позволяют качественно устанавливать компоненты со сверхмалым шагом. Система оснащена встроенной вакуумной и компрессорной системой. Широкий выбор насадок (рис. 5) различных размеров перекрывает любую элементную базу, хотя на практике требуется небольшое количество сопел, поскольку допускается пайка компонентов меньшего размера, чем применяемое сопло.

Рис.5

Система также рассчитана на пайку в азоте и на применение бессвинцовых паяльных материалов.

Качество пайки и диагностика могут осуществляться с помощью дополнительного оборудования: оптической системы LS 3000 и системы рентгеновского контроля XR 3000.

Система LS 3000 (рис. 6) предназначена для проведения оптического инспекционного осмотра областей печатных плат, отверстий, паяного соединения, кроме того, она позволяет заглянуть под ВGА-корпус.

Рис.6

Рис.7

XR 3000 (рис. 7) обеспечивает осмотр многослойных плат, электронных компонентов в корпусах BGA, CSP и других в режиме реального времени. Изображения рассматриваются через TF 1700. Программное обеспечение системы содержит варианты стандартных дефектов, с которыми можно сравнить изображения, полученные при осмотре. При автономной работе XR 3000 изображение можно рассматривать на дополнительном ЖК-мониторе.

Рис.8

Система TF 1700 может быть использована при ремонте и в экспериментальном производстве. Быстродействие и полная автоматизация процесса позволяют широко применять ее в мелкосерийном производстве. Применение дополнительных систем XR 3000 и LS 3000 позволяет полностью охватить технологический процесс пайки и контроля паяного соединения.

 

Другие статьи по этой теме


 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо

Купить хостинг
Услуги хостинга. Сравнение и обзоры платного хостинга
lite.host
Arecont vision
Пищевые добавки и косметика Vision
ami-com.ru
Двери из сосны
Обшивка дверей дермантином, ремонт дверей, окраска, обивка мдф панелями
dveri-berest.spb.ru