நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ சாலிடரிங் என்றால் என்ன, அதை ஏன் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்?
நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ அடுப்பில் நிலையான காற்றை 99.9% தூய N₂ கொண்டு மாற்றுகிறது. ஆக்ஸிஜன் இல்லாதது சாலிடர் பேஸ்ட் மற்றும் கூறு ஈயங்களில் ஆக்சைடு உருவாவதைத் தடுக்கிறது.
செயல்முறை ஒப்பீடு
அளவுரு தரநிலை காற்று மறுபயன்பாடு நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ (N₂)ஆக்சிஜன் நிலை20.9%< 1000 பிபிஎம் (0.1%)200× குறைவான O₂ஈரமான கோணம்25--35°10--15°2× வெப்பத் திண்டுகளில் சிறப்பாக ஈரமாக்குதல்%50--10% பகுதி5--10% தலையணையில் தலையணை குறைபாடுகள்0.5--2%< 0.05%10× குறைவான சோல்டர் பந்துவீச்சுVisibleNoneCleaner பலகைகள்
தொழில்துறை ரோபோ PCBA இல் ஆக்சிடேஷன் பிரச்சனை
தொழில்துறை ரோபோ PCBA பெரும்பாலும் MOSFETகள், கேட் டிரைவர்கள் மற்றும் பவர் மேனேஜ்மென்ட் ICகளின் கீழ் பெரிய வெப்பப் பட்டைகளை (வெளிப்படும் செம்பு) பயன்படுத்துகிறது. இந்த பட்டைகள் காற்றின் மீள் ஓட்டத்தில் விரைவாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகின்றன, சாலிடர் முழுவதுமாக நனைவதைத் தடுக்கிறது. இதன் விளைவாக 1000+ இயக்க நேரங்களுக்குப் பிறகு வெப்பத்தை அடைத்து, புலத்தில் தோல்விகளை ஏற்படுத்தும் வெற்றிடங்கள்.
நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ தெளிவான மதிப்பை வழங்கும்
ஒவ்வொரு தொழில்துறை ரோபோ பிசிபிஏ சமமாக பலனளிக்காது. நைட்ரஜன் குறிப்பிட்ட காட்சிகளில் அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கும்.
பெரிய செப்பு பகுதிகள் மற்றும் கனமான கூறுகள்
போர்டு அம்சம் ஏர் ரிஃப்ளோ ரிஸ்க்நைட்ரஜன் பெனிஃபிட்10×10 மிமீ தெர்மல் பேட்> 30% வெற்றிடங்கள், ஹாட் ஸ்பாட்கள்< 8% வெற்றிடங்கள், சீரான20+ அடுக்கு பலகை (தடிமனாக) அடுக்குகள் முழுவதும் சீரற்ற வெப்பம் ஈரமாக்குதல் வழியாக சிறந்த வெப்ப பரிமாற்றம் பெரிய இணைப்பிகள் (40+ பின்கள்)ஹெட்-இன்-பிலோ 10 போட் மூட்டுகள் உருவாக்கம் 10 போட் மோட்டர் % இயக்கிகள்)நீண்ட ஊறவைக்கும் போது ஆக்சிஜனேற்றம்
நிஜ உலக தரவு: ஒரே பலகையில் 12 பவர் MOSFETகள் கொண்ட ஆறு-அச்சு ரோபோ கன்ட்ரோலர் PCBA இல், நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ ஃபீல்ட் ரிஃப்ளோவை 24 மாதங்களில் 3.2% இலிருந்து 0.4% ஆகக் குறைத்தது. முதன்மை தோல்வி பயன்முறை -- வெப்பத் திண்டு வெற்றிடங்கள் அதிக வெப்பத்தை உண்டாக்குகின்றன -- 87% குறைந்துள்ளது.
குறைந்த மின்னழுத்தம், உயர் மின்னோட்டம் தடயங்கள்
சர்வோ டிரைவ்களுக்கான தொழில்துறை ரோபோ PCBA உள் அடுக்குகளில் 30--80A கொண்டுள்ளது. தற்போதைய உணர்வு மின்தடையங்களின் கீழ் உள்ள வெற்றிடங்கள் (0.5 mΩ, 2512 தொகுப்பு) முறுக்கு அளவீடுகளை சிதைக்கும் எதிர்ப்பு மாறுபாட்டை உருவாக்குகின்றன.
நடப்பு உணர்வு உபகரண காற்று மறுசுழற்சி மாறுபாடு நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ மாறுபாடு4-டெர்மினல் ஷன்ட் (2512) ± 8% வாடிங் காரணமாக ± 1.5% சென்ஸ் ரெசிஸ்டர் வெப்பநிலை உயர்வு
நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ தேவையற்றது
நைட்ரஜன் செலவைச் சேர்க்கிறது (அடுப்பு மாற்றம் + எரிவாயு நுகர்வு = PCBA ஒன்றுக்கு $0.08--0.12). இந்த நிகழ்வுகளுக்கு அதைப் பயன்படுத்த வேண்டாம்.
குறைந்த வெப்ப நிறை கொண்ட சிறிய பலகைகள்
காட்சி நைட்ரஜன் தேவையில்லை ஒற்றை-பக்க, < 50 பாகங்கள் காற்று ரிஃப்ளோ உருவாக்குகிறது < 8% வெற்றிடங்கள் அனைத்து சிறிய தொகுப்புகள் (0402, QFN 3×3) பெரிய வெப்ப பேட்கள் இல்லை லீட்-இலவச SAC305 உணர்திறன் பாகங்கள் இல்லாதது. செலவு நியாயப்படுத்தப்படவில்லை
உயர்-செயல்பாட்டு ஃப்ளக்ஸ் பயன்படுத்தி பலகைகள்
சில தூய்மையற்ற ஃப்ளக்ஸ்கள் (எ.கா., சென்ஜு M705-GRN360-K2-V) 240°C வரை காற்றில் திறம்பட செயல்படும் ஆக்டிவேட்டர்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. நைட்ரஜன் அளவிடக்கூடிய நன்மைகளை சேர்க்காது. ஆக்ஸிஜன் உணர்திறனுக்கான ஃப்ளக்ஸ் டேட்டாஷீட்டைச் சரிபார்க்கவும்.
தொழில்துறை ரோபோ PCBA க்கான செயல்படுத்தல் அளவுருக்கள்
நீங்கள் நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்த முடிவு செய்தால், இந்த குறிப்பிட்ட அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தவும்.
நைட்ரஜனின் கீழ் அடுப்பு சுயவிவரம்
ZoneTemperatureTimeO₂ TargetPreheat150--180°C60--90 நொடி< 5000 ppmSoak180--210°C60--90 நொடி< 2000 ppmReflow உச்சம் (SAC305)240°C30-00-240<0-25 ppmCooling-5°C/sec ramp---தேவை இல்லை
விமர்சனம்: ரிஃப்ளோ உச்சத்தின் போது O₂ 1000 ppm க்கு கீழே வைத்திருங்கள். 1500 ppm க்கு மேல், பலன் மறைந்துவிடும் -- வெற்றிடங்கள் காற்றோட்டம் நிலைகளுக்குத் திரும்பும்.
நைட்ரஜன் ஓட்ட விகிதம் மற்றும் தூய்மை
அளவுரு பரிந்துரை தூய்மை99.9% குறைந்தபட்சம் (3.0 தரம்) பனி புள்ளி-40°C அல்லது குறைந்த ஓட்ட விகிதம்15--25 m³/மணி (வழக்கமான 6-மண்டல அடுப்பு)
செலவு மதிப்பீடு: 100×150 மிமீ கொண்ட ஒரு வழக்கமான தொழில்துறை ரோபோ PCBAக்கு, நைட்ரஜன் 10,000 தொகுதியில் ஒரு போர்டில் $0.10 சேர்க்கிறது. 100,000 தொகுதியில், ஒரு போர்டில் $0.04 ஆகக் குறைகிறது.
நைட்ரஜன் நன்மையை சரிபார்க்க சோதனை
உங்கள் தொழில்துறை ரோபோ PCBA க்கு நைட்ரஜனை வழங்குவதற்கு முன், இந்த இரண்டு சோதனைகளை இயக்கவும்.
வாயிடிங் ஒப்பீடு (எக்ஸ்-ரே)
1. காற்றில் 20 பலகைகள், நைட்ரஜனில் 20 பலகைகள்
2. ஒவ்வொரு பலகையையும் 0° மற்றும் 45° சாய்வில் எக்ஸ்ரே செய்யவும்
3. மிகப்பெரிய தெர்மல் பேடின் கீழ் வெற்றிடத்தை அளவிடவும் (எ.கா., மோட்டார் டிரைவர் ஐசி)
4. நைட்ரஜனை நியாயப்படுத்துவதற்கான அளவுகோலை அனுப்பவும்காற்றுடன் ஒப்பிடும்போது வெற்றிடக் குறைப்பு > 50%
குறுக்கு வெட்டு மற்றும் வெட்டு சோதனை
TestAir Reflow ResultNitrogen TargetIMC தடிமன் (இண்டர்மெட்டாலிக்)1--3 µm சீரற்ற2--4 µm சீரான வெற்றிட விட்டம்> 200 µm பொதுவான< 100 µm அரிதான பந்து வெட்டு வலிமை (0.5 mm BGA)800--1000-1000 gf1300 gf100
அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள் -- தொழில்துறை ரோபோ PCBA க்கான நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ பற்றிய பொதுவான கேள்விகள்
Q1: அதிர்வுக்கு வெளிப்படும் தொழில்துறை ரோபோ PCBAக்கான சாலிடர் கூட்டு நம்பகத்தன்மையை நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ மேம்படுத்துமா?
A:ஆம், ஆனால் குறிப்பிட்ட தோல்வி வழிமுறைகளுக்கு மட்டுமே. தொழில்துறை ரோபோக்கள் சர்வோ மோட்டார்கள் மற்றும் கியர்பாக்ஸில் இருந்து 5--50 Grms அதிர்வுகளை அனுபவிக்கின்றன. நைட்ரஜனுடன் இரண்டு அதிர்வு தொடர்பான தோல்விகள் மேம்படுத்தப்படுகின்றன:
கிர்கெண்டல் வாடிங்-- காற்று ஓட்டத்தில், செப்பு-தகரம் இடை உலோக (IMC) வளர்ச்சி ஒழுங்கற்றது, இடைமுகத்தில் நுண்ணிய வெற்றிடங்களை உருவாக்குகிறது. அதிர்வின் கீழ், இந்த வெற்றிடங்கள் 5000--10,000 மணிநேரங்களுக்குப் பிறகு ஒன்றிணைந்து விரிசல் அடைகின்றன. நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ வெற்றிடங்கள் இல்லாமல் சீரான IMC (Cu₆Sn₅ அடுக்கு) உருவாக்குகிறது. அதிர்வு சோதனை (20 Grms, 10--2000 Hz, 100 மணிநேரம்) நைட்ரஜன் மூட்டுகள் 3× நீண்ட காலம் உயிர்வாழ்வதைக் காட்டுகிறது.
கனமான கூறுகளுக்கு அருகில் சாலிடர் சோர்வு-- தொழில்துறை ரோபோ PCBA இல் உள்ள பெரிய மின்மாற்றிகள் (15×15 மிமீ) ரோபோ வார்ம்-அப் போது (25°C முதல் 85°C வரை) வேறுபட்ட வெப்ப விரிவாக்கத்தை அனுபவிக்கின்றன. காற்று ஓட்டத்தில், அழுத்தம் அதிகமாக இருக்கும் கூறு மூலைகளின் கீழ் வெற்றிடங்கள் குவிகின்றன. இந்த வெற்றிடங்கள் விரிசல் துவக்க தளங்களாக செயல்படுகின்றன. நைட்ரஜனுடன், வெற்றிடமற்ற மூட்டுகள் அழுத்தத்தை சமமாக விநியோகிக்கின்றன.
அளவு முன்னேற்றம்-- துரிதப்படுத்தப்பட்ட வாழ்க்கை சோதனை (வெப்ப அதிர்ச்சி -40°C முதல் +125°C வரை, 1000 சுழற்சிகள் + ஒரே நேரத்தில் அதிர்வு) காட்டுகிறது:
- ஏர் ரிஃப்ளோ மூட்டுகள்: 12% விரிசல் அல்லது தோல்வி
- நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோ மூட்டுகள்: 1.5% விரிசல்
எனினும், நைட்ரஜன் மோசமாக வடிவமைக்கப்பட்ட பேட் வடிவவியலையோ அல்லது தவறான ஸ்டென்சில் துளைகளையோ சரி செய்யாது. முதலில் அவற்றை எப்போதும் மேம்படுத்தவும், பின்னர் நைட்ரஜனைச் சேர்க்கவும்.
Q2: தொழில்துறை ரோபோ PCBA சக்தி நிலைகளுக்கு எந்த வெற்றிட சதவீதம் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது, மேலும் நைட்ரஜன் அதை அடைய முடியுமா?
A:தொழில்துறை ரோபோ PCBA சக்தி நிலைகளுக்கு (மோட்டார் டிரைவ்கள், IGBTகள், MOSFETகள்), ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வெற்றிடமானது வெப்ப சுமையைப் பொறுத்தது. மூன்று அடுக்குகள் உள்ளன:
அடுக்கு 1 -- உயர் சக்தி (தொடர்ச்சி > 20A ஒரு FET)
ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வெற்றிட பகுதி: < 5%. ஒற்றை வெற்றிட விட்டம்: < 0.2 மிமீ. நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ (1000 பிபிஎம் ஓ₂) மற்றும் வெற்றிட ரிஃப்ளோ (விரும்பினால்) மூலம் மட்டுமே இதை அடைய முடியும். நைட்ரஜன் இல்லாமல், வழக்கமான வெற்றிடங்கள் 15--25% ஆகும்.
அடுக்கு 2 -- நடுத்தர சக்தி (10--20A உச்சம், இடைப்பட்ட)
ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வெற்றிட பகுதி: < 10%. ஒற்றை வெற்றிடத்தை > 0.5 மிமீ இல்லை. நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ தொடர்ந்து 5--8% வெற்றிடங்களை அடைகிறது. காற்றோட்டம் 12--18% உற்பத்தி செய்கிறது -- பெரும்பாலும் விளிம்புநிலை ஆனால் வெப்ப உருவகப்படுத்துதல் அனுமதித்தால் கடந்து செல்லும்.
அடுக்கு 3 -- குறைந்த சக்தி (< 5A, சிக்னல் ICகள்)
ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வெற்றிட பகுதி: < 25%. வெற்றிடங்கள் குறைந்த வெப்ப தாக்கத்தையே கொண்டிருக்கும். நைட்ரஜன் தேவையற்றது. காற்று ஓட்டம் போதுமானது.
வெற்றிடமின்றி நைட்ரஜன் அடுக்கு 1 ஐ அடைய முடியுமா?இல்லை -- பொறிக்கப்பட்ட ஃப்ளக்ஸ் வாயுக்களால் நைட்ரஜன் மட்டும் 5--8% குறைந்தபட்ச வெற்றிடங்களை அடைகிறது. துணை-5% வெற்றிடங்களுக்கு (SiC MOSFETகள் அல்லது GaN சாதனங்களுக்கு முக்கியமானவை), உங்களுக்கு வெற்றிட ரிஃப்ளோ தேவை (சாலிடர் உருகிய பிறகு வாயுக்களை நீக்குகிறது). நைட்ரஜன் + வெற்றிடம் 1--3% வெற்றிடங்களை அடைகிறது.
தொழில்துறை ரோபோ PCBA க்கான சோதனை நெறிமுறை: 10 பலகைகளில் வெற்றிடங்களை அளவிடவும். சராசரி > 15% என்றால், நைட்ரஜனைச் சேர்க்கவும். ஒரு கூறுக்கு சராசரியாக 8--15% மற்றும் சக்திச் சிதறல் <2W எனில், காற்று ஏற்கத்தக்கது. <8% தேவைப்பட்டால், நைட்ரஜன் மற்றும் ஸ்டென்சில் தேர்வுமுறையைக் குறிப்பிடவும் (ஃப்ளக்ஸை வெளியிட வெப்பத் திண்டு வழியாக).
Q3: தொழில்துறை ரோபோ PCBA உற்பத்திக்காக தற்போதுள்ள காற்று சுழல் அடுப்பை நைட்ரஜனாக மாற்ற முடியுமா?
A:ஆம், ஆனால் பேச்சுவார்த்தைக்கு உட்படாத மூன்று மாற்றங்களுடன். பல உற்பத்தியாளர்கள் ஒரு பகுதி மாற்றத்தை முயற்சித்து தோல்வியடைகின்றனர்.
மாற்றம் 1 -- அடுப்பு சீல்
ஏர் ரிஃப்ளோ அடுப்புகளில் நுழைவு/வெளியேறும் திரைச்சீலைகள் மற்றும் மண்டலங்களுக்கு இடையே இடைவெளிகள் உள்ளன. நைட்ரஜன் தூய்மைக்கு ஆக்சிஜன் உள்ளீடு < 50 L/minute தேவைப்படுகிறது. நிறுவு:
- இரட்டை அடுக்கு காந்த திரைச்சீலைகள் (எளிய சங்கிலிகளை மாற்றுகிறது)
- நேர்மறை அழுத்தம் கட்டுப்பாடு (1--2 மிமீ H₂O அடுப்பில் உள்ளே)
- உயர் வெப்பநிலை சிலிகான் கேஸ்கட்கள் மூலம் அனைத்து அணுகல் பேனல்கள் சீல்
சீல் செய்யாமல், நீங்கள் 3--5× அதிக நைட்ரஜனை உட்கொள்வீர்கள் (ஒரு போர்டில் $0.30--$0.50 விலை) மற்றும் இன்னும் 5000 ppm O₂ உச்சத்தில் இருக்கும் -- சரியாக டியூன் செய்யப்பட்ட காற்று அடுப்பை விட மோசமானது.
மாற்றம் 2 -- ஆக்ஸிஜன் கண்காணிப்பு அமைப்பு
இரண்டு சிர்கோனியா O₂ சென்சார்களை நிறுவவும்: ஒன்று ப்ரீஹீட் மண்டலத்தில், ஒன்று ரிஃப்ளோ பீக் மண்டலத்தில். சென்சார்கள் மாதந்தோறும் அளவீடு செய்யப்பட வேண்டும். பல தொழில்துறை ரோபோ PCBA உற்பத்தியாளர்கள் அளவுத்திருத்தத்தைத் தவிர்க்கிறார்கள், பின்னர் ஏன் திரும்பப் பெறுகிறார்கள் என்று ஆச்சரியப்படுகிறார்கள்.
மாற்றம் 3 -- கன்வேயர் மற்றும் லூப்ரிகேஷன்
நிலையான அடுப்பு கன்வேயர் லூப்ரிகண்டுகள் நைட்ரஜனில் ஆவியாகின்றன (ஆக்சிஜன் இல்லாததால் சிதைவு வெப்பநிலை மாறுகிறது). பெர்ஃப்ளூரோபாலிதர் (PFPE) கிரீஸைப் பயன்படுத்தவும். கெஸ்டர் அல்லது க்ளூபர் பிராண்டுகள். நிலையான மசகு எண்ணெய் பலகையை மாசுபடுத்தும் மற்றும் சாலிடர் பந்துகளை உருவாக்கும்.
மாற்று செலவு மற்றும் காலவரிசை:
- உபகரணங்கள்: $8,000--$15,000 (முத்திரைகள், திரைச்சீலைகள், சென்சார்கள், ஓட்டக் கட்டுப்பாடுகள்)
- நிறுவல்: 2 நாட்கள் வேலையில்லா நேரம்
- நைட்ரஜன் சப்ளை: திரவ தொட்டி அல்லது PSA ஜெனரேட்டர் ($300--$500/மாத குத்தகை)
- தொழில்துறை ரோபோ PCBA தொகுதிக்கான திருப்பிச் செலுத்தும் காலம் > 50,000/ஆண்டு: 6--8 மாதங்கள் (குறைக்கப்பட்ட மறுவேலை மற்றும் புல வருமானத்திலிருந்து)
மாற்ற வேண்டாம்உங்கள் ஆண்டு அளவு 20,000 பலகைகளுக்குக் குறைவாக இருந்தால். அதற்குப் பதிலாக ஏற்கனவே நைட்ரஜன் ரிஃப்ளோவைக் கொண்ட ஒப்பந்த உற்பத்தியாளரைப் பயன்படுத்தவும்.
முடிவு மேட்ரிக்ஸ் -- நைட்ரஜனைப் பயன்படுத்த வேண்டுமா?
FactorAir Reflow போதுமான நைட்ரஜன் பரிந்துரைக்கப்பட்ட தெர்மல் பேட்கள் > 25 mm²No ஆம் வெளிப்பட்ட செப்புத் தளத்துடன் கூடிய கூறுகள் (QFN, DFN)NoYesBGA பிட்ச் < 0.8 mmNoYesRobot PCBA இயங்குதளம் > 60°C சுற்றுப்புறம்இல்லை% <ஒவ்வொரு ஆண்டும் நம்பகத்தன்மை இலக்கு இல்லை. ஆண்டுக்கு 5 ஆண்டுக்கு நம்பகத்தன்மை இலக்கு இல்லை. (SAC305) சுத்தமாக இல்லாத ஃப்ளக்ஸ் சில நேரங்களில் பெரிய பலகைகளுக்கு தொகுதி < 10,000 பலகைகள்/ஆண்டு ஆம் இல்லை (செலவு பயனற்றது)
இறுதி பரிந்துரை
நைட்ரஜன் ரீஃப்ளோ தொழில்துறை ரோபோ PCBA க்கு தெளிவான அர்த்தத்தை அளிக்கிறது:
- பெரிய தெர்மல் பேட்கள் (> 25 மிமீ²)
- வெளிப்பட்ட டை பேட்களுடன் கூடிய BGAகள் அல்லது QFNகள்
- எந்த சக்தி நிலையும் சிதறும்> ஒரு கூறுக்கு 5W
- நம்பகத்தன்மை தேவை < 1% கள தோல்வி 5 ஆண்டுகளில்
சிறிய கூறுகள் மற்றும் வெப்பச் சவால்கள் இல்லாத எளிய, குறைந்த சக்தி கொண்ட தொழில்துறை ரோபோ PCBA (சென்சார் இடைமுகங்கள், I/O பலகைகள்) நைட்ரஜனுக்கு அர்த்தமில்லை.
நடைமுறை ஆலோசனை: நைட்ரஜனில் 100-போர்டு சோதனையை இயக்கவும். எக்ஸ்ரே வாடிங். உங்களின் தற்போதைய காற்று சுழற்சி முடிவுகளுடன் ஒப்பிடுக. வெற்றிடப் பகுதி 50%க்கு மேல் குறைந்தால், நைட்ரஜனைச் செயல்படுத்தவும். 30% க்கும் குறைவாக இருந்தால், உங்கள் ஃப்ளக்ஸ் அல்லது ஸ்டென்சில் வடிவமைப்பு தான் உண்மையான பிரச்சனை -- முதலில் அவற்றை சரிசெய்யவும்.
