ASSEMBLAGGIO
Aspetti tecnici
della saldatura
FeRrurunsALDATURA
"cosrRUrRE
SIGNIFICA
UN GIUNTOIN CUILA TENUTA
MECCANICA
5I ABBINA
AD UNABUONA
CONDUCIBILITA
ELETTRICA,,
orDnnroGozzr
a saldatura
risulta
meno
agevole stiintermeta
liciCujSn
latoramee CuuSn,
pericomponenti
SMTcheper a lato ega,conspessori
variabi
i attorno
quelliad
inserzione,
dove
lostress a 0 , 5 - 0 , m
7 m.
meccanico
delagiunzione
è irrComesivede,un apportod legatropevanlegrazieal sistema
ad incastro
con po riccoin piombo(Pb)influirebbe
negacuirl reoforo
vieneinsento
nellased€.
rivaîentesullaforîaz'onede giunto,In
Peri' componeîre
5l\,4D
e'ìlranon g,o- quantoè lo stagno(5n)a formareicomli
ponentintermetallici
cosostanzialmente
dueforze,riassumib
da cui dipendea
in una radalea giuntostessoe una saldabilltà
e la tenutadelgiunto.
perpendicolare.
Có è dovutoa dive'si
I relicolo
cristallino
delcornposto
intercoefficientr
di dilatazione
termicadelle rnetallico
si presenta
a cristal
ì fini ed
part costltuenti
i componenti
e di quelle ordinatisevieneapplicata
unatemperachecompongono
la scheda.
td'arelativamente
arraperLntenpo I pii
(compatìbilmente
Lo stress
meccanico
dimlnuisce
coldi- cortopossibile
con le
m i n u i rdeel e d i m e n s i odne lc o m p o n e n - esigerzcdel processo),
a cui seg:eur
rilevato
la altrettanto
te.Vacomunque
che,essendo
veoceraffreddamento.
Dato
dimens
onedelgiunlodi saldatura
molto chea crescita
dellagiunzione
interrnetalc o n t e n u rt ids p e r taol c o m p o n e ndt dei r .
licaè funzione
dellalemperatura,
un ve(coolng) si rende
quallnclusioni,
serzione,
turbative
cavità, oce raffreddamento
(mlcrocricche)
microrotture
e contamina- necessario
al finedi preven
re derive.
zioni,problemdi bagnabilità
influiscono U n r e t c o of i n ee o r d i n a tgoa r a n t ì s c e
pesantemente
qualitat
vo.
sulrisultato
u n ab u o n a
t e n u t ad e lg i u n t o .
proiungato,
Untempodi saldatura
abbinatoa unoscarso
valored temperatura,comporta
laformazione
direticoi grosLn snloneiLirn
solanie d sordnatìcuì conisponde
una
puòessere
Lasaldatura
definitacome scarsa
tenutadel giunto, in particolare
quelprocesso
(forza
cheportaall'unlone
di due perquantoriguarda
lo scorrimento
netalliartraverso
l'appo'todi unalegarn radiale).
La leganormalmente
utilizzata
un certointervalodi temperatura.
Nel- (legaeutettrca)
ha un puntodi fusione
di
I accezione
d uso(ore'lre,saldare
signi- 1 8 3 " C
e g l ie l e n e r lc h en es o n oi p r i r e i ficauniredueterminali
stagnati
attraver- pali costituenti
sonopresenticon una
sola rifusione
delrnateriale
d'apporto:
la percenluale
del63%perlo 5ne del37%
pastasaldante.
peril Pb;moto usataè anchela compo'aggiunta
In ogni caso,il legameintermetallico sizione
SnurPbruAgr,
cui
delterpuòstabilirsi
ches vienea creare
attraver- zo elemento
conferisce
maggior
saldabisod,e tipidiprocesso,
unoch;mico
di lrpo lità.Lapurezza
delcomposto,
comunque,
irreversibile
e l'altrod tipo fisrcocon è di gran ungall fattorepiirimportante
prodiffusoneo assorbimento.
chenonil mantenimento
delieesatte
'unione
Dal
di rameallostatoso|do porzionì,
n quantopuòintrodurre
carat'
con legafusaSnPba unatemperatura terstchemeccan
cheindesiderate,
come
attornoai260'C s formeranno
i compo- l af r a g i l t à .
t00
ASSEMBLAGGIO
.asaldabilità
è la misura
dell'affinità
di
:e metaliiad essere
uniti.
Montaggio ad Inserzione
ldifferenti
metallimostrano
drversa
affin.lad'lalorîîal:ored. conpostoiîte.
metallico.
Si ha,così,unasaldabilità
qecrescente
dall'oro(Au),all'argentó
(Ag),
a lr a m e( C u )a, lp a i l a d (i o
P d )a,ln i c k e l ( N i )
, tp t a l i î o( P t ;c, h en o nè s a ' d a b i e ,i ' l ' i î e a
le. Datochead ognisceltatecnica
deve
corrispondere
una sceltaeconomica,
il
Montaggio
rapporto
preTzo-presta,,
or, l-apr,vtegda insefzione
to ìl famecomemetallo
e supeìliciale
baseperi,elettronica.Prerequisitl
ailasaldabilità
sonola
puliziae Jadeossidazione
d e l l as u superficie.
Ciòsoddisfa
il principio
seconperficÌe.
A questo Montaggio superficiale
do cuiJamaterra
tende
a
raggiungere
il
p r o p o s i t ov t e n e
più basso
statodi energia.
normalmente
eseNel processo
oi r.lu.,rore,
la leîs'one
gurtauna stagnasuperficiale
haancheunaltroruolo,cornz i o n ed e l l ep i a z volgerdosuoerfrcre
dr appogg,o
ltapiazzuole,cosìda prozuola),
maîeriale
(lalega5npb)
d'apporto
reggerne
I'area.
e componenÌe.
unacorretta
tenslone
5u_
Lasuperficie
con
perfic/ale
aiuteràl'autoallineamento
del
mrgliore
saldabilità
componente,
cheperun certointervao
è costituita
da uno
drtempo
sitroverà
a ga/leggiare
sullalega
soossore
SnPbd. alcunipn oÌtenutopel
untuosie materiale
derivante
da lavora- rifusa.ln parttcolare,
l'effettoriveste
rrolmmerstone
In tegaeutetttca.
ll processo zion.precedent,
nds,(LranenteLr efre[- tevoleimportanza
pericomponenti
con
dr elettrodeposlzione
dei rivestimenro to degenerante
sulprocesso.
altonume.od oiedrni
{l-rghtpiî co,rn0e
SnPbè menoindlcato,
rn quantorivela
Normalrnente,
rl flussante
ha
appunto
per
la
famiglia
deiBGA(ballgridarray).
,
unaporosttà
stcurarnente
dannosa
ai finj roscopodrnmuovere
quantonondeside_ Latensio'ìe
suoe.f,c,are
puòessere
indellacreazione
delgiuntodi saldatura. ratoe predtsporre
la superficie
a ricevere fluenzata
dallacomposizione
deiflussand l e g al.a t e n 5 i o nseu p e r ' i c i o
r e g a ti, da additivi
ae
l e, l a
presenti
nellalega,dall,atSnPb
è relativamente
alta,iichecomporta n o s f e r a ,cnu is i e s e g l el a r t u s r o n e , r
LA BAGNABILITF
chelatendenza
di unagoccÌa
siaquella
or largamisura
anchedallaternperatura
.accogliers.
inura s'e.a,rhehalaprop.iePerl'effettol\,4arangoni,
lalegatenoea
L ab a g n a b i lèi tl à
am i s u rdai q u a n tuon a tà,rispetto
adaltrefiguregeometriche,
di
lluireindirezione
dellezonea temperarusuperficie
vienebagnata
dallalegafusa. raccogtrere
maggiorvolumea pariîàdl
r ap i ùa i t a .
Considerando
unagocciadi legasald a n l e3 l ' 65 1 6 1, i6q u i d on,o l i a n oc r e d verse'orzeagis(
oîo sul,asJasLperficie.
Forza di stiramento
Ia rorzadi coestone
moleco,a.e
tenoea
n a n l e n e .ue. l i r oi ' n a l e r , a lee l , e n e r g . a
chene scaturÌsce
agiscesullasuperficie
Forza di stimmento
î
iacendo
assume.e
allagoccata cla.,ica
(tensione
formasferÌca
superficiale).
La
forzadi adesione,
alcontrario,
tendea far
sìchei1liquido
si espanda
sullasupertrcte
d ra p p o g g l o .
Labagnabilità
di unasuperficie
solida
da partedellalegadipende
slcuramente
Forza di scorimento
dai materiali
in gioco,ma anchedatra
Forza di scoarimento
p u l i z idae i l as u p e r ' i c iLea.c o n t a n r n a z i o .
ne superficiale
da paftedi ossidi,
Forze che agisconosu un giunto di saldatuft
agenti Q
w
r0l
r:rASSEMBLAGGIO
ad onda,un ostacolo
Nellasaldatura
terdalgradiente
allarisaitaè costituito
particolarmente
micotra leduesuperfici,
per e schede
multistrato.
è
Nellate.îo ogia5MD a situalione
venpiirfavorevo
e, in quantole schedé
ia
gonoscaldate
suamboi lati,favorendo
ic .
dellesuperf
bagnabilità
@ = 180'
Nessunabagnabilità
Eo>> Eo
o<30"
Buonabagnabilità
Eo<En
O=0'
ideale
bagnabilità
Eo<<En
EoEnergiadella tensionesuperficiale
Eo Energiadi adesione
O Angolo di contatto
w
w
ÎV'
'//l
lngahdimento a 150 di un tetminale
dí un QFPdopo la prcva a ttrcppo:
è evidente I'unifotme bagiaturc
tndrandimento a 3500dello stesso:
si'deducel'omogeneafomazione
degli stati intetmetall i.í
Gédi dí bagnabilità
(gradiente
nonabtermico)
temperatura
taLi
troppoaspriintempistretti,
biasbalzi
d a d a n n e g g i a cr eo m p o n e n t i .
di picco,cioèl'intervalLatemperatura
dì
dellatemperatura
lo d applicazione
per
fusione,non deveessere
eccessivo,
a scheda
e irelativi
nonsovrariscaldare
perÒ,
Al ternpostesso,
deve
componenti.
perportare
a rifusione
sufficiente
essere
indila pastain ognizonadela scheda,
pendentemente
e dalla
dalladimensione
d stribuzione
deicomponentr.
questodelladiversa
dimenProblema,
s o n ee d r s t r i b u z i odneerc o n p o n e n li in,
granpadre
in queifornia convesuperato
dovediveriaronsizioned'aria'orzata
MetaÌurgical
equilibrium
gnificanti
coloree finitura
dimensione,
per
Letermocoppie
utilizzale
superficiale.
generano
profili
una
difi
termcl
rilevare
(misurata
in mV)
ferenzadi potenziale
proporziona
a cuivene allaternperatura
gonosottoposte.
'impostazione
A finedr comprendere
a cuìsottoporcorettadelprofilotermico
da sadare,è imporre il lottodi schede
tantesapere
checosaawieneal crescere
teme n qualiintervalli
dellatemperatura
po'alidevonoaweî,reouesre
variaziori.
tremetodlperapporNeifornisiusano
lR(jnfrarosso),
irraggiamento
larecalore:
forzata
di ariacaldae procesconvezione
e convezione.
so mistodi rraggiarnento
diagÉm for the tinleed
system
TERMICO
IL PROFILO
da un grall profrlo
termico
è riassunto
del gral'andamento
fico che descrive
dientetermico(assedelleordinate)in
delleasc,sfunzionedella
orodù.ata(asse
amdallatemperatura
se)che,partendo
biente,portanoallafusionedellapasta
allasuasolidi'icaz,oe,di nuovo,
saldarte
raffreddamento.
nee a relativo
Di solito,ifornitoridi pastasaldante
in proposito,
cosi
dànnrraccomandazioni
permetta
di
aisuosolventi
cheìlflussante
e aglì
allatemperatura
stabrlita
evaporare
decaplaloroazione
attivatoridisvolgere
pante.Alcuneprecauzionì
sonod'obbligo,cornecontrolarechel'incremento
di
D
snt 95%
Snq, 0
Pb 7o 100
10
90
20
80
30
10
sn63E
183c
40
60
50
50
A (327'C): Meling Tempemtureof I-ead
B (Sn63%): EutecticPoing(180"C)
of Tin
C (232'C) : Melting Temperature
ABC : Liquidus
ADBEC : Soilidus
z
Díagrcmmadi stato dèlla lega su Pb
APRILE
r02
70
60
4030
sn975%
80
20
90 100
100
E)
ASSEMBLAGGIO
Tralasciando
ogni consideraz
one che
portaadadottare
tecnche,
unadi queste
e opportJîosottolrea'e cl'e l'irragg
ariscaldante
commentocomeelemento
portal'utilizzo
di lampade
al quarzoo
laconvelone
specia
ipannelli
radianti;
di
atlaforzala(o azoto)si awaledi panneli
forati,pannelli
conlamed'ariao speciali
s i s t e mdii v e n t i a z i o ndee f n i t l" c a m p a ne",mentreil processo
mistocomprende
(lato
la convezione
dal lato superiore
"top")e l' rraggiamento
dallatoÌnferiore
(lato "bottom").Indpendentemente
dal
di trasfer
rnentodelcaoreutiizsistema
zato,ogn fornoè suddv soinzonesiasul
lato "top" che sul lato "bottom".La
possbilitàdi programmare
ognizonaper-
chéraggiunga
la temperatura
richiesta
e
diselezionare
lavelocità
ditrasporto
delie
i tempo
schede
in mododa determinare
di percorrenza
d ogni zona(coè per
quantotempouna schedarrrnane
alla
l èe)r m e l t o nion,
l e n p e ' a l L rdae s i d e r è p
pratica,
di Íacciareii profilotermico.
Durante
la primafasedi preriscaldo,
la
passa
dalatemperatura
ambiente
scheda
di25"C,a unaattornoai 120"C
, supposta
in un intervallo
di tempod circa50-60s.
D J ' d î r eq u e ) l df d s el,g r a d i e î rlee r n i c o
è intornoai 2"C/s,scheda
e cornponenti
vengonoportatinei dintornìdei 100"C
p e r c h en o n s u b s c a r os h o c kr e r n i c ii,
flussanti
contenutinellapastasaldante
ragglungono
lasuperficie
superiore
e inr-
ECCESSIVA FORMAZIONE
DI MICROSFERE DI LEGA
essicc:ìmento
delÌa crema.
Inadeguamento
Preriscaldoinsufficiente:temp.bassao velocfà
4
ú!
li
ca?ÚÍiî':ti
ECCESSIVAFORMAZIONE DI VUOTI
Temperaturadi rifusione insufiiciente:
temD.bassao velocitàeccessiva
GIUNZIONE MANCANTE O SCARSA
QuantitàdellapastainsufEciente.
Preriscaldoinadeguato.
Sùperfìcienon bagnabile.
DISTACCO DÉLLA MF.TALLAZ AZIONE
DEL COMPONENTE
Tempodi reflo\r Íoppo alto.
Pereffetto dell'aÌligazionela parteterminale
del componentee stataaspottata
FORMAZIONE DI CRICCIIE
Vìbrazionio movimentodel comDonente
durantela fasedi raffrcddamento
(Éffreddamentotroppobrusco)
EFFETTO DI CRICCHE
Dovuto al fatto che unapiazzola,
dì dimensionìmaggiori dell'alt|a, si è raffreddata
pih velocemente
dell'altra.
Raffreddamentorepentinoe non omogeneo,
Z
Prcbleníinputabíli al prccesso
e possíhìlìcause
r03
'.1!
:1é
!À{*
b)
lV'
'//t
SCARSA RIFUSIONE E FORMAZIONE
DI MICROSFERE
Eccessico
essiccamento
dellacrema,
temp.ahao \elocitàba\\a.
Troppoprerircaldo:
fr
r:. r.Éngr
Esen'i di Dtofili tetmici utilizzati:
u) p"i Pcd ,on pusta saldante tftdizionale
b) per PCBcon pasta saldante "no-.lean"
zano lentamente
a evaporare.
Neisuc90 second,la temperatura
cessivi
sulla
vieneinnalzata
scheda
a circa170'Ce gli
presenti
attivatori
nellapastasvolgono
la
lnrn :uinno
.lo.:nn;nta
'l piccod ri'usiore
vedesalire
latemperètJ'asoprai 183'C,cheè t prcaîertela
temperatura
d rifusione
dela pasta,ma
n o r m a l m e n toens i s u p e r a in2o2 5 ' CL. a
duratadelpiccodi nfusione
è di circa60
s. 5e queslotempofossetroppocorîo,
nonsiotterrebbe
a 'ornazione
dellostrato intermetal
icoe siavrebbe
ungìuntod]
saldatura
meccanicamente
debole.
Perun tempodi perrnanenza
troppo
lungo,lo st'arontermetallico
raggiungerebbeunospessore
taledarendere
molîo
fragilelag unzione.
Essendo
numerose
le
variabilcolnvolte,
nonesisteunaregoa
unrvoca
rel delineare
un prolilotermico.
5 c o n s i d ei rl tai p od i f o r n oi l,s u on u m e ro di zonecon relatvadslocazione,
le
perll trasfer
tecniche
utilizzate
mentodi
calorele schede
conla lorodimensione,
tipologia
di cornponenti
e posìzionamento e lecaratteristiche
dellapastasaldante
utrlzzata.
I
© Copyright 2024 ExpyDoc
