A szelektív forrasztás folyamatparamétereinek optimalizálása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Illyefalvi-Vitéz Zsolt
Elektronikai Technológia Tanszék

Diplomamunkámban a szelektív forrasztással foglalkoztam. A tanszéki Pillarhouse Jade S200 típusú minihullám forrasztóval végeztem forrasztási kísérleteket, amivel a célom a forrasztási paraméterek optimális tartományának meghatározása volt.

A kísérlettervezéskor ehhez egy vegyes szerelésű, többrétegű, FR4 típusú szerelőlemezt, és egy 112 kivezetéssel rendelkező, 5 lábsoros csatlakozót választottam.

A folyamatparaméterek optimalizálását az előfűtési beállítások meghatározásával kezdtem. Ehhez a gép alsó, minihullámmal történő, és a felső, infralámpákkal történő előfűtési funkcióit használtam. Az előbbi mértékét a sebességgel és a távolsággal, az utóbbiét pedig az aktív lámpák számával, azok fűtési teljesítményével és fűtési idejével adhatjuk meg. Ezek értékét hőprofilmérések sorozatával határoztam meg úgy, hogy a megvalósított hőprofil a folyasztószer adatlapján megadott gyártói ajánlásnak megfeleljen. A feltételeknek megfelelő hőprofilok közül azt használtam a későbbi forrasztási kísérletekhez, amelyik a legkisebb hőmérsékletkülönbséget eredményezte a szerelőlemez alsó és felső oldalai között. Az ehhez tartozó beállítások: alsó előfűtésként a minihullám 15 mm/s-mal mozog, 20 mm-re a szerelőlemez aljától, a dupla sorokat egyben, a középvonaluk mentén fűtjük, felül pedig az első két lámpa fűt, 78 %-os teljesítménnyel, 60 s-ig.

A paraméteroptimalizálás másik felét a forrasztási kísérletekkel végeztem, ahol a főbb változók a forrasz hőmérséklete, a forrasztási távolság, és a forrasztási sebesség. Ezek során minden új beállításhoz csak egy paramétert változtattam, hogy kitapasztaljam az egyes paraméterek hogyan és milyen mértékben befolyásolják a forrasztási minőséget. A kötések minőségét elsősorban optikai- és röntgenmikroszkóppal vizsgáltam, előbbivel a meniszkusz teljességét, a furatkitöltést, és a forraszgolyó-képződést, utóbbival a légzárvány-képződést. Néhány kiválasztott kötésről keresztmetszeti csiszolatot is készítettem, hogy a furatkitöltésről és a nedvesítési tulajdonságokról pontosabb információt kapjak. A vizsgálatok alapján azt állapítottam meg, hogy legnagyobb mértékben a forrasztási távolság határozza meg az adott forrasztási minőséghez szükséges többi paraméter értékét. A távolság növelésével, adott hőmérsékleten jelentősen csökken a forrasztási sebesség, amivel még megfelelő minőségű kötéseket kapunk. A paraméterek optimális értékét elsősorban alacsonyabb forrasztási hőmérséklet, és nagyobb forrasztási távolság mellett kerestem. Ilyen feltételekkel a kísérleteim alapján javasolt beállítások: 290 °C forrasztási hőmérséklet, 3,5 mm forrasztási távolság, 5 mm/s forrasztási sebesség.

A kísérleteim során a leggyakoribb forrasztási hibák a rövidzárképződés, a légzárványosodás és a forraszgolyó-képződés voltak. A megfelelő előfűtés használatával ezek mindegyike nagymértékben csökkent, sőt, új paraméterként a gépnek a sorvégi hullámleengedés funkcióját alkalmazva sikerült a rövidzárképződést teljes mértékben megszűntetni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.