เครื่องปิ้งขนมปัง Reflow Soldering (BGA): 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

การทำงานบัดกรีแบบรีโฟลว์อาจมีราคาแพงและยาก แต่โชคดีที่มีวิธีแก้ปัญหาที่เรียบง่ายและสง่างาม: เตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง โปรเจ็กต์นี้แสดงการตั้งค่าที่ฉันต้องการและลูกเล่นที่ทำให้กระบวนการทำงานได้อย่างราบรื่น ในตัวอย่างนี้ ฉันจะเน้นที่การทำรีโฟลว์ของ BGA (ball grid array)

ขั้นตอนที่ 1: ค้นหาเตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง

คุณกำลังมองหาสองสิ่งหลักๆ คือ ปุ่มปรับอุณหภูมิที่ปรับได้ และตัวจับเวลาที่จะหมดเวลา ยิ่งคุณสามารถจับเวลาได้แม่นยำมากเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น

นอกจากนี้ หากคุณสามารถทำได้ การไหลของอากาศแบบบังคับบางประเภทจะปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเตาอบ แต่คุณต้องแน่ใจว่าการไหลของอากาศไม่แรงพอที่จะเคลื่อนย้ายส่วนประกอบของคุณไปรอบๆ

ขั้นตอนที่ 2: รับเทอร์โมมิเตอร์และตัวจับเวลา

แม้ว่าเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังจะมีการตั้งค่าอุณหภูมิและตัวจับเวลาในตัว คุณก็ยังต้องการอ่านค่าที่แม่นยำยิ่งขึ้น รับเทอร์โมมิเตอร์เตาอบราคาถูกแล้วโยนเข้าไปในเตาอบและรับตัวจับเวลาพร้อมเสียงเตือนเพื่อเตือนให้คุณตรวจสอบ PCB สำหรับการอบของคุณ

ขั้นตอนที่ 3: สร้าง PCB ของคุณ

ในการทดสอบนี้ ฉันกำลังทำงานกับ ADXRS300 ซึ่งเป็น Gyrometer 1 แกนที่สร้างโดย Analog Devices มันมาในแพ็คเกจอาร์เรย์ของลูกบอลที่มีลูกบอลติดอยู่ที่ด้านล่างของส่วนประกอบ PCB ต้องได้รับการออกแบบด้วยแผ่นรองสำหรับลูกบอลแต่ละลูก พร้อมด้วยโครงร่างซิลค์สกรีนเพื่อให้ง่ายต่อการจัดแนวส่วนประกอบ (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อคุณมองไม่เห็นแผ่นอิเล็กโทรด) นอกจากนี้อย่าลืมทำเครื่องหมายตำแหน่งของพิน 1

ขั้นตอนที่ 4: เพิ่ม Flux ลงใน PCB

ลูกบอลใน BGA ไม่มีฟลักซ์ ดังนั้นคุณต้อง * แน่นอน* วางฟลักซ์บนกระดานก่อนที่จะทำการรีโฟลว์ ถ้าคุณไม่เติมฟลักซ์ ออกไซด์ที่ด้านบนของแผ่นอิเล็กโทรดจะทำให้ลูกบอลไม่ไหล และคุณจะได้ลูกบอลที่ถูกบีบเล็กน้อยซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกับ PCB ที่อยู่ข้างใต้จริงๆ

ขั้นตอนที่ 5: จัดตำแหน่งส่วนประกอบบน PCB

วาง PCB ไว้บนถาดของเตาปิ้งขนมปัง โดยควรวางตำแหน่งไว้เพื่อให้คุณสามารถจับตาดูผ่านหน้าต่างเตาอบได้ วางตำแหน่งส่วนประกอบบน PCB ได้อย่างแม่นยำโดยใช้โครงร่างซิลค์สกรีนเพื่อจัดตำแหน่ง คุณไม่จำเป็นต้องแม่นยำทุกประการเพราะการบัดกรีซ้ำจะดึงส่วนประกอบเข้าในแนวเดียวกัน แต่คุณควรพยายามทำให้มันใกล้เคียงที่สุด สถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดคือการมีส่วนประกอบชดเชยมากกว่าครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างลูกบอลซึ่งจะทำให้ส่วนประกอบเลื่อนผ่านชุดแผ่นรองหนึ่งชุด ไม่ดี.

ขั้นตอนที่ 6: เริ่มทำอาหาร

ปิดประตูเตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้ชนส่วนประกอบผิดตำแหน่ง) ตั้งปุ่มหมุนอุณหภูมิไว้ที่ประมาณ 450 และเริ่มตัวจับเวลาที่ประมาณ 20 นาที ต่อมาเมื่อคุณได้กำหนดลักษณะของเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังของคุณแล้ว คุณสามารถเริ่มใช้ค่าที่แน่นอนได้ แต่สำหรับตอนนี้ เราจะใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบเตาอบและตัวจับเวลาภายนอกเพื่อติดตามว่าเกิดอะไรขึ้น

ขั้นตอนที่ 7: ดูอุณหภูมิ

จับตาดูเทอร์โมมิเตอร์ คุณจะต้องตรวจสอบโปรไฟล์การรีโฟลว์สำหรับส่วนประกอบเฉพาะของคุณเพื่อดูว่าคุณกำลังพยายามเข้าถึงอุณหภูมิเท่าใด ในกรณีของฉัน ลูกบอลบัดกรีจะเริ่มละลายที่ 183C และฉันต้องการให้อุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ 210C หากคุณเกิน 230-240C คุณจะเริ่มเผา PCB ของคุณ ซึ่งถึงแม้จะน่าขบขัน แต่ก็อาจไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการ

ขั้นตอนที่ 8: ปิดเตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง

ทันทีที่เตาอบถึงอุณหภูมิสูงสุดที่คุณต้องการ ให้ปิด!

ขั้นตอนที่ 9: ปล่อยให้มันเย็นและอย่าขยับอะไรเลย

คุณสามารถเร่งกระบวนการทำความเย็นได้โดยเปิดประตูด้านหน้าของเตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง… แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ได้ทำให้ส่วนประกอบกระแทกหรือเคลื่อนย้ายส่วนประกอบในทางใดทางหนึ่ง บัดกรียังคงเป็นของเหลวอยู่ ณ จุดนี้ และหากคุณจิ้มที่ส่วนประกอบ คุณจะเลื่อนมันไปรอบๆ และทำลายมัน นี่เป็นเวลาที่จะเดินจากไป เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 100C (หรือ 50C หากคุณเป็นคนหวาดระแวง) คุณสามารถเคลื่อนไหวสิ่งต่างๆ ได้ตามสบาย

ขั้นตอนที่ 10: ตรวจสอบและเพลิดเพลิน

คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าลูกบอลทั้งหมดเชื่อมต่อและส่วนประกอบนั้นติดอยู่กับ PCB อย่างแน่นหนา ภาพนี้แสดง BGA ที่ปรับใหม่ 3 รายการซึ่งรวมเข้าด้วยกันในหน่วยวัดแรงเฉื่อย 3 แกน