JJY 리플로우 오븐을 디버깅하는 동안 우리는 0.8mm 두께의 양면 보드가 원래 온도 영역 설정에서 콜드 솔더 조인트를 자주 나타내는 반면, 2.0mm 두께의 파워 보드는 부품의 툼스톤 현상이 자주 나타나는 것을 발견했습니다. 근본 원인은 PCB 두께 차이에 따라 각 온도 영역의 체류 시간과 램프 속도가 조정되지 않았기 때문입니다. 얇은 보드는 열 질량이 낮고 빠르게 가열됩니다. 예열 영역이 너무 길면 솔더 페이스트 용매가 격렬하게 휘발되어 튀는 현상이 발생합니다. 반면에 두꺼운 보드는 여러 개의 구리 층을 가지며 열 전도가 느리므로 내부 구리 층이 열을 완전히 축적할 수 있도록 150°C에서 183°C 사이의 흡수 세그먼트를 확장해야 합니다. 그렇지 않으면 리플로우 단계에서 상단 레이어는 이미 용융된 반면 하단 레이어는 액상선 온도 미만으로 유지됩니다.
부품 열 질량 차이의 영향은 훨씬 더 직접적입니다. 예를 들어, QFN48 패키지 MCU의 열 질량은 0603 저항기의 약 17배입니다. 동일한 PCB에 두 가지가 공존하는 경우 최고 온도가 평균 열 질량만을 기준으로 설정되면 소형 부품은 과열 및 산화되기 쉽고 대형 부품은 리플로우가 충분하지 않을 수 있습니다. 자동차 컨트롤러 프로젝트인 In에서는 JJY 리플로우 오븐의 Zone5와 Zone6 사이의 온도 차이를 12°C에서 5°C로 좁혔으며, 컨베이어 속도를 90cm/min에서 72cm/min으로 줄여 BGA 패키지 하단의 보이드율을 18%에서 4.3%로 낮췄습니다. 이러한 조정은 이론적인 계산에서 나온 것이 아니라 열전대로 12개의 핵심 지점을 측정한 후 반복적인 미세 조정을 통해 얻은 것입니다.
In 실제 생산 라인에서는 각 개별 보드에 대한 전체 프로필을 생성하지 않습니다. 대신 세 가지 계층의 기본 템플릿을 설정합니다. 첫 번째 계층은 0.6~1.0mm 보드 두께와 중소형 축열체 구성 요소에 해당합니다. 두 번째 계층은 1.2~1.6mm 보드 두께와 LCC 또는 SOIC-28 패키지와 같은 중간 열 질량 구성 요소를 포함합니다. 세 번째 계층은 2.0mm 이상의 보드 두께와 TO-263 패키지 또는 대형 방열판과 같은 구성 요소의 조합에 전념합니다. 각 계층은 컨베이어 속도, Zone3과 Zone6 사이의 온도 구배, Zone7의 흡수 시간을 고정합니다. 이렇게 하면 모델을 전환할 때 계층 교차가 필요한지 여부만 확인하면 되므로 엔지니어가 직감에 따라 매개 변수를 임의로 변경하는 것을 방지할 수 있습니다.
JJY 리플로우 오븐의 온도 구역 분할도 구성 로직에 영향을 미칩니다. Zone1~Zone2는 오버슈트 없는 급속 가열을 담당하고, Zone3~Zone4는 주요 흡수 기능을 담당하고, Zone5~Zone6은 좁은 리플로우 창을 형성하며, Zone7~Zone8은 냉각 속도 제어에 사용되는 8개 구역 구조를 채택합니다. 이러한 레이아웃은 다른 브랜드의 6존 오븐의 경험적 값을 단순히 적용할 수 없음을 의미합니다. 예를 들어, Zone3을 150°C로 설정하면 필연적으로 Zone4가 적시에 열을 보상할 수 없게 됩니다. 142°C의 Zone3 및 158°C의 Zone4와 같은 계단식 설정을 사용해야 하며, 이어서 적외선 온도계로 측정한 보드 표면 온도 상승 곡선을 기반으로 역계산된 수정이 필요합니다.
현장 검증 중 가장 큰 실수는 오븐 프로필 테스트 보드 데이터에만 의존하는 것입니다. 배치 후 PCB 뒷면의 중심점, BGA 솔더 볼 어레이의 가장자리 지점, 0402 저항기 패드 근처 영역의 세 세트의 열전대 신호를 동시에 수집해야 합니다. JJY 리플로우 오븐의 열풍 순환 방식으로 인해 기판 가장자리 온도가 중앙보다 3°C~5°C 더 높기 때문입니다. 단일 지점 테스트에만 의존하는 경우 사소한 문제로 인해 온도 영역이 중복되고 에너지가 낭비되는 반면, 심각한 문제로 인해 국소 냉납 접합의 위험이 가려집니다. 우리는 한때 이 문제로 인해 의료 장치 마더보드 배치를 재작업해야 했고, 나중에 대량 생산이 허용되기 전에 모든 새로운 프로파일이 10개의 보드에 대해 지속적으로 실행되고 첫 번째 제품에 대한 전체 X-Ray 검사를 거쳐야 한다고 규정했습니다.
