ERSA IR650A / IR550 A plus

Transcripción

1 Rec. Int. Zona Franca Este documento contiene recomendaciones para los perfiles básicos de los equipos de rework de ERSA: Todos los perfiles están basado en el uso de las siguientes aleaciones: Procesos con plomo: Sn63Pb37 (soldadura con plomo eutética) Tl= 183ºC Procesos sin plomo: Sn95.5Ag3.8Cu0.7 (Soldadura SAC), Tl= 217ºC 218ºC En caso de utilizar otra aleación con un punto de fusión diferente deberá adaptar primero los perfiles (Tl, pico de temperatura, posición de punto de ruptura o zona soak, etc) Este documento no muestra perfiles de desoldadura Un buen perfil de soldadura es el mejor perfil de desoldadura también. Simplemente cambie el tipo de perfil de perfil de soldadura a perfil de desoldadura Los requerimientos de la tarjeta son válidos también para los procesos de desoldadura. Los perfiles básicos no valen para todas las aplicaciones Estos perfiles proporcionan una estructura básica para muchas aplicaciones estándar. La idea es mostrar como configurar los diferentes perfiles. En muchos casos el perfil debe ser modificado para cumplir los requerimientos de una tarjeta y un componente en concreto. En caso de dificultad recomendamos hacer una evaluación con una tarjeta especialmente preparada para mediciones. 1

2 Puntos importantes, válidos para todos los perfiles: ERSA IR650A e IR550Aplus son sistemas de bucle cerrado. La tecnología de refusión de ERSA basada en bucle cerrado permite el preajuste del perfil para el componente en lugar de tener que ajustar las temperaturas en función de los radiadores o resistencias. El principio IRdinámico de ERSA proporciona la cantidad justa de energía para cada aplicación de forma automática y se compensa en función de otros factores ambientales. La base para el control de la curva de refusión es el registro de temperatura que obtenemos del sensor de control. Una medición fiable y estable de la temperatura es una condición importante para el control exacto del proceso de soldadura. Imagen: Control de bucle cerrado en IR650A con IRdinámico 2

3 ERSA proporciona dos tecnologías diferentes para sensores de temperatura: 1. IRS- medición sin contacto (medición IR pirométrica) o El IRS (Sensor Infrarrojos) mide la temperatura en la superficie del componente mediante un sensor pirométrico sin tocar la superficie del componente. o El IRS tiene un campo de medida. Este campo NO se limita al tamaño del puntero láser. Asegúrese de que el IRS tiene el campo libre sobre el componente a trabajar. Asegúrese de que el campo de medida no pierde la tarjeta, p.e. en tarjetas pequeñas o si el componente se localiza cerca del borde de la PCB. En otro caso, el IRS podría registrar una medición parcial del radiador inferior. Esquema de medición del IRS Tamaño del campo de medición elíptico o Superficies reflectantes en componentes o adyacentes pueden causar errores en las mediciones de temperatura. Ejemplos de superficies reflectantes: DIE abierto de silicona (en chip o sólo) CPU 3

4 o Superficie metálica pulida, o Otras superficies reflectantes (pintura brillante, etc) o Si fuese necesario la lectura del IRS puede mejorarse cubriendo la superficie problemática con una cinta de fibra de vidrio (ref. 0IR ). Esta cinta modifica la estructura de la superficie del componente para el IRS al tiempo que permite la transferencia de calor al cuerpo del componente. Después del proceso, la cinta puede retirarse sin dejar residuos. Cinta de fibra de vidrio, ref. 0IR

5 2. Medición por contacto con termopar tipo K o Para obtener los mejores resultados, utilice el Termopar AccuTC de ERSA (0IR ) o La punta del sensor tiene que colocarse lo más cerca posible del componente objetivo. Una distancia de 1-2 mm. se considera perfecta. Evite colocar la punta del sensor tocando el componente o por debajo del mismo (excepto en caso de componentes TH) 5

6 o La punta del sensor tiene que colocarse tan plana como sea posible sobre la superficie de la tarjeta. Esto mejora la transferencia térmica entre el lugar de medición y el sensor. De esta forma, el TC debe proporcionar una lectura óptima. Al menos 3 mm del sensor desde la punta debe poder colocarse plano sobre la superficie de la tarjeta. Ejemplo de colocación correcta de un termopar AccuTC (0IR ) o Atención: No debe doblar o forzar el termopar excesivamente ya que corremos el riesgo de que se rompa. o Para facilitar la colocación con precisión del termopar, recomendamos utilizar el Brazo articulado (0IR ) Brazo articulado en combinación con termopar AccuTC 6

7 En caso de utilizar hilos TC asegúrese de que el TC está en óptimas condiciones. También las fijaciones de la tarjeta es un punto a tener en cuenta. Dejar caer la punta del TC sobre la tarjeta no es suficiente. La punta del hilo debe fijarse a la superficie mediante algún adhesivo específico (adhesivo conductivo térmico) o al menos debe asegurarse mediante una cinta de Kapton. En cualquier caso, se recomienda el uso de un termopar con vaina. Punto de medición real Los dos hilos de un TC sin aislamiento no deben cruzarse ya que el último punto de contacto podría convertirse en el punto de medición. 7

8 Gradientes de temperatura y balance de energía. Gradientes rápidos causan estrés térmico sobre la superficie de la tarjeta y el componente. Especialmente en las tarjetas y componentes de gran masa hay un tiempo necesario para la distribución del calor tanto en la tarjeta y el componente como entre ellos. Debe utilizarse un perfil THT sin el calefactor superior. Modelo simplificado de transferencia de energía en un BGA: Gradiente rápido de temp. Poco tiempo de proceso Mayor potencia de calentamiento Gradiente lento de temp. Mayor tiempo de proceso Menor potencia de calentamiento Mayor T entre la bola y la superficie del componente Menor T entre la bola y la superficie del componente Conclusión: Los gradientes rápidos de temperatura nos dan mayor temperatura superficial que gradientes más lentos en el mismo punto de ruptura térmica de la bola de soldadura. Además el límite de temperatura de la superficie del componente puede superarse fácilmente especialmente en aplicaciones de gran masa con requerimientos de gran energía calorífica. 8

9 A mayor nivel de energía del calefactor inferior, menor potencia de calentamiento desde la zona superior (mientras tengamos el mismo gradiente) y lo mismo al revés. Esto se controla de forma automática mediante el control de bucle cerrado de ERSA con IRDinámico. Así, mediante un alto nivel de energía, podemos proteger a un componente de la parte superior de la tarjeta (Top). Pero tenga en cuenta que debemos seguir vigilando la temperatura en la parte inferior de la tarjeta. Después de algunos intentos, encontraremos el balance perfecto. El Flat Peak time4 después de T3 proporciona una meseta ajustable en el pico de soldadura para balance de: o La temperatura de los puntos de masa alta y baja tanto en tarjeta como componentes o La temperatura entre tarjeta y componente o La temperatura entre la superficie de la tarjeta y el centro de la misma 9

10 o La temperatura entre la superficie del componente y el nivel de soldadura (bolas). Esto limita incluso la temperatura en la superficie del componente. Perfiles lineales Aplicación con plomo Aplicación sin plomo Ajustes claves del perfil: Gradiente constante y ajustable durante todo el proceso. Controlador para gradiente: time1 T1, T2 y T3 están ajustados al pico de temperatura, Time2 y Time3 tienen que ajustarse a 0 s. Estos ajustes deshabilitan el área entre T1 y T3. Como en todos los perfiles, los niveles de energía deben ajustarse a valores adecuados para las aplicaciones de forma individual. Rango de aplicaciones: Principalmente para tarjetas y componentes de masa media o ligera y componentes (PBGA, QFP, SOIC, ect) Con gradientes muy lentos también es útil para tarjetas y componentes de gran masa. Avisos especiales: En gradientes rápidos o medios se extiende la carga térmica a la superficie objetivo. Se necesita potencia adicional del calefactor inferior, especialmente en aplicaciones de gran masa. 10

11 Perfil lineal curvo (perfil lineal con un punto de ruptura) Aplicación con plomo Aplicación sin plomo Ajustes claves del perfil: T2 y T3 están ajustados a la temperatura pico; tiempo3 tiene que ajustarse a 0 s.. Estos ajustes deshabilitan el área entre T2 y T3. Punto de ruptura, primer y segundo gradiente pueden ser controlados por Tinit, T1, T2, tiempo1 y tiempo2 Rango de aplicaciones: Perfecto para muchas aplicaciones, especialmente para tarjetas y componentes de gran masa (MBGA, CBGA, etc) También para superficies sensibles (componentes plásticos, etc) Avisos especiales: Carga termal baja en la superficie en el área objetivo después de punto de ruptura T1. Una mayor temperatura-tiempo-coeficiente podría deberse por un segundo gradiente muy lento. Compruebe el sistema de flux para ver compatibilidades. 11

12 Perfil lineal de doble curva (perfil lineal con dos puntos de ruptura) Aplicación con plomo Aplicación sin plomo Ajustes claves del perfil: Los dos puntos de ruptura, el primer, segundo y tercer gradiente pueden ser controlados por Tinit, T1, T2, T3, time1, time2 y time3. Rango de aplicaciones: Perfecto para aplicaciones de gran masa o muy sensibles, especialmente para tarjetas y componentes de gran masa (MBGA, CBGA, etc) También para superficies muy sensibles (componentes SMD plásticos, procesadores BGA etc) Avisos especiales: Reducción de la carga térmica en la superficie del componente objetivo después de cada punto de ruptura (T1, T2). Precaución en la transferencia de calor incluso cuando se requiera mucha energía. Una mayor temperatura-tiempo-coeficiente podría deberse por un segundo gradiente muy lento. Compruebe el sistema de flux para ver compatibilidades. 12

13 Perfil de zona Soak: Aplicación con plomo Aplicación sin plomo Ajustes claves del perfil: Los dos puntos de ruptura, el primer, segundo y tercer gradiente pueden ser controlados por Tinit, T1, T2, T3, time1, time2 y time3. Rango de aplicaciones: Aplicaciones estándar de BGAs en tarjetas de masa media. Otros componentes estándar sin superficies sensibles. Avisos especiales: Rampa T2-T3: el sistema trabaja con mayor potencia calorífica debido al mayor gradiente (ajustable por time3). Esto provoca una mayor carga termal en la tarjeta y superficie del componente (dependiendo del ajuste del gradiente) Por esto el perfil de zona Soak NO es recomendable para componentes muy sensibles y aplicaciones de gran masa. 13

14 Perfil especial para THT (Sólo calentamiento inferior): Aplicación con plomo Aplicación sin plomo Ajustes claves del perfil: Se deshabilita el control de gradientes (time1 time3 = 0s). Rango de aplicaciones: Componentes THT que no permitén el calentamiento por la parte superior, p.e. enchufes PTH, procesadores u muchos otros. Avisos especiales: El radiador superior de IR650A tiene que estar completamente apagado en al configuración de calefacción. Toda la energía vendrá de la parte inferior. EL IR650A permite realizar el proceso de forma automática. El IR550A plus puede trabajar sólo de forma manual al activar el perfil y apagar el modo stand by del calefactor inferior (parámetros/ajustes de sistema). No mueva el brazo superior no comience un proceso normal. Tiene que utilizar el sensor Accu-TC en lugar del IRS. Tiene que colocarse debajo del componente si es posible. 14