Að tengja örgjörva flís við pakkann felur í sér að bræða fjölda smásjárra lóðmálmúla undir lofttæmi til að koma í veg fyrir fastar gasbólur. Hitaplatan sem framkvæmir þetta endurrennsli verður að vera hitauppstreymi meistaraverk, sem heldur öllum þessum hundruðum eða þúsundum lóðmálmsliða við sama bræðsluhitastig í óspilltu-lausu umhverfi.
Í nútíma rafeindatækniframleiðslu erhitaplata tómarúm reflow lóða hálfleiðariferli er mikilvægt skref sem ákvarðar beinlínis rafmagnsáreiðanleika, vélrænan styrk og langtíma-stöðugleika tækisins.
Vacuum Reflow lóðun í hálfleiðara umbúðum
Vacuum reflow lóðun er notuð til að festa hálfleiðara deyja við undirlag með stýrðri bráðnun og storknun lóðmálmúla eða högga.
Ferlið felur venjulega í sér:
Nákvæm jöfnun flísar-til-undirlags
Sett á flata hitaða plötu
Stýrður varmarampur-upp að endurflæðishitastigi lóðmálms
Tómarúmsnotkun til að fjarlægja fastar lofttegundir
Haltu fasa fyrir liðmyndun
Stýrt kælikerfi
Tómarúmumhverfið, sem venjulega er haldið við um það bil:
10−3 mbar eða lægri10^{-3}\\ \\mathrm{mbar} \\ \\text{eða lægri}10−3 mbar eða lægri
kemur í veg fyrir oxun og útilokar tómamyndun af völdum lofts eða rokgjarnra lofttegunda.
Varmakröfur hitaplötunnar
Hitaplatan er kjarna hitauppstreymi inni í lofttæmishólfinu. Það verður að skila einsleitum hita yfir allt yfirborðið.
Blý-laus lóðmálmur eins og SAC305 bráðnar innan þröngu sviðs:
Bráðnun≈217–220∘CT_{bræða} \\u.þ.b. 217\\text{–}220^\\circ\\mathrm{C}Bráðnun≈217–220∘C
Vegna þessa þrönga bræðsluglugga verður hitabreyting á plötunni að vera mjög lítil.
Kröfur um hitastig
Dæmigerðar kröfur eru:
Jafnleiki yfirborðs innan ±1 gráðu
Lágmarks hitahalli yfir deyja fylki
Stöðugar varma rampa snið
Endurteknar upphitunarlotur
Jafnvel lítil frávik geta leitt til:
Endurflæði lóðmálms að hluta
Ófullkomin bleyta
Tómamyndun
Áreiðanleikabilanir í liðum
Í hálfleiðaraumbúðum skilar hitauppstreymi nákvæmni beint í afköst.
Hönnun og smíði hitaplötu
Hitaplatan sem notuð er í lofttæmingarkerfi er hönnuð fyrir bæði hitastöðugleika og mjög-lítil mengun.
Efnisval
Diskar eru venjulega framleiddir úr:
Tómarúm -samhæfðar álblöndur
Nikkel-húðaðir yfirborð
Harð anodized ál húðun
Þessi efni veita:
Hár hitaleiðni
Lítil útgaseiginleikar
Stöðug víddarhegðun við hitauppstreymi
Viðnám gegn yfirborðsmengun
Innbyggt hitakerfi
Innri skothylkihitarar eru felldir inn í plötuhlutann. Skipulag þeirra er ákvarðað með því að nota varma endanlegt frumefnisgreiningu (FEA) til að tryggja:
Samræmd hitadreifing
Bætur fyrir brúntjón
Jafnvægi hitauppstreymis
Lágmarkaðir heitir reitir
Upphitunarfyrirkomulagið er fínstillt fyrir vinnslu til að tryggja að hitauppstreymi haldist innan strangra ferlismarka.
Hlutverk tómarúms í Reflow Performance
Tómarúmsskilyrði gegna tvíþættu hlutverki við hálfleiðara lóðun.
Forvarnir gegn oxun
Súrefnisfjarlæging kemur í veg fyrir oxun á yfirborði lóðmálms við bráðnun og bætir:
Bleytahegðun
Styrkur liða
Rafleiðni
Útrýming tómarúma
Gas sem er fast í bráðnu lóðmálmi er fjarlægt í lofttæmi, dregur úr tómamyndun og bætir:
Varmaleiðni liða
Vélrænn áreiðanleiki
Langtíma-þreytuþol
Hins vegar, lofttæmi rekstur kynnir einnig aukakröfur: hitunarplatan má ekki útgas.
Lágar-kröfur um losun
Inni í lofttæmihólfinu getur allt rokgjarnt efni sem losnar frá hitaplötunni mengað lóðmálmum.
Hugsanleg mengunarefni eru:
Lífrænar leifar
Rakaafsog
Niðurbrotsvörur fyrir húðun
Smurefnisgufur frá illa undirbúnum yfirborðum
Af þessum sökum verður að framleiða og viðhalda hitaplötunni samkvæmt ströngum hreinlætisstöðlum.
Athugið um hreinlæti
Reglulegt viðhald er nauðsynlegt til að tryggja stöðuga afköst lofttæmisflæðis.
Ráðlagðar aðferðir eru ma:
Reglubundin þurrka af leysiefni-af yfirborði plötunnar
Agnaskoðun við hreinar birtuskilyrði
Vöktun á niðurbroti eða mislitun húðunar
Sannprófun á flatleika og hreinleika yfirborðs
Fjarlæging allra afgangsflæðis eða vinnsluleifa
Jafnvel smásæ mengun getur truflað bleytingarhegðun lóðmálms í hálfleiðurum.
Hitastýring og vinnslustöðugleiki
Nútíma endurflæðiskerfi fyrir lofttæmi reiða sig á nákvæma hitastýringu með lokuðum-lykkju.
Hitaplatan verður að styðja:
Nákvæm hitaskynjun á mörgum svæðum
Hröð hitasvörun án þess að fara fram úr
Stöðugt hitastig meðan á endurflæði stendur
Endurtekin hitauppstreymi hjóla snið
Í flísumbúðum er platan í raun steðja fyrir milljónir smásjárra raftenginga, allar myndaðar samtímis við stýrðar hitauppstreymi.
Mikilvægi yfirborðsjafnvægis
Ó-jöfn upphitun getur leitt til:
Ójafnt lóðmálmúla fall
Hallandi deyjafesting
Breytileg liðþykkt
Staðbundið hitaálag
Minni áreiðanleiki tækisins
Af þessum sökum er farið með flatleika plötunnar og varma einsleitni sem jafn mikilvægar breytur í kerfishönnun.
Iðnaðarforrit
Vacuum reflow hitunarplötur eru mikið notaðar í:
Flip-flís hálfleiðara umbúðir
BGA (Ball Grid Array) samsetning
MEMS tæki tilbúningur
Samtengingarkerfi með miklum-þéttleika
Háþróuð örgjörva umbúðir
Afl rafeindaeiningasamsetning
Hvert forrit er háð nákvæmri hitastýringu til að tryggja stöðuga myndun lóðmálms á ör-kvarða.
Niðurstaða
Hitaplatan í lofttæmandi lóðakerfi er mjög sérhæft varmatæki þar sem nákvæmni verkfræði, efnishreinleiki og varma einsleitni renna saman. Innan hálfleiðara umbúða ferla, thehitaplata tómarúm reflow lóða hálfleiðarikerfið skilgreinir gæði hverrar smásjár raftengingar sem myndast á milli flísar og undirlags.
Þar sem lóðmálmblöndur eins og SAC305 krefjast strangt stjórnaðs bræðsluskilyrða í kringum 217–220 gráður og lofttæmisstig nálægt 10⁻³ mbar, geta jafnvel minniháttar frávik í frammistöðu plötunnar haft áhrif á endanlega áreiðanleika tækisins.
Á endanum eru ósýnilegu raftengi inni í nútíma hálfleiðara tækjum búin til á grunni fullkomlega stjórnaðs, jafndreifðs hita- sem er afhent í gegnum vandlega hannaða nákvæmni hitaplötu sem starfar í hreinu lofttæmiumhverfi.
