Bárki, aki valós időt töltött a termelési területen, ismeri a frusztrációt. Tökéletes alkatrészek, tiszta táblák, betárcsázott reflow sütő-és az illesztések még mindig homályosak. Vagy ami még rosszabb, sírkövezést kezd látni a 0402-eseken. Tízből kilencszer nem a kezelői hiba vagy a berendezés meghibásodása a felelős. Ez a forrasztófolyasztópaszta.
Folyasztópasztaa modern SMT összeszerelés középpontjában áll, bár nem mindig tudhatnád meg, hogy milyen kevés figyelmet kap a forrasztóötvözetekhez vagy az elhelyezési pontossághoz képest. Ez tévedés.
Mi történik valójában molekuláris szinten
Itt van a fém-oxidokkal kapcsolatos dolog, amelyre a legtöbb kezelő soha nem gondol: szinte azonnal keletkeznek. Tegye ki a tiszta rezet a levegőnek, és perceken belül réz-oxid réteg rakódik fel. Mire a tábla újrafolyik, az oxidáció már veszélyeztette a nedvesíthetőséget. A forrasztóanyag nem tapad jól az oxidokhoz. Időszak.
Forrasztófolyasztópasztaszerves savakat{0}}tipikusan adipinsavat, borostyánkősavat vagy ezek szabadalmaztatott keverékeit- tartalmaz, amelyek kémiai úton redukálják ezeket az oxidokat csupasz fémmé. A reakció pontosan akkor megy végbe, amikor a hőmérséklet a 150-180 fokos tartományba emelkedik, közvetlenül a forrasztóanyag cseppfolyósodása előtt. Az időzítés itt többet számít, mint azt az emberek gondolják. Túl agresszív aktivátor, és előmelegítéskor fröcsköl. Túl enyhe, és ezek az oxidok túlélik a visszafolyási zónát.
A folyasztószer-általában oldószerekkel kevert gyanta vagy műgyanta alapú-kettős célt szolgál, amelyet a mérnökök néha figyelmen kívül hagynak. Először is, egyenletesen tartja a fémport a pasztán. A szétválasztás valódi probléma a nagyobb méretű üvegeknél; Láttam, hogy egy hétig ülve hagyott paszta elegendő forrasztási elválasztást fejleszt ahhoz, hogy 15%-kal csökkentse a betétek mennyiségét. Másodszor, a jármű szabályozza a reológiát a nyomtatás során. Ez adja azt a tiszta felszabadulást a stencilnyílás falai közül.
A nedvesedési probléma, amelyről senki sem beszél
A felületi feszültség mindent szabályoz a forrasztás során. Az olvadt SAC305 felületi feszültsége körülbelül 500{3}}520 mN/m – nagyjából tízszer nagyobb, mint a víz. Magára hagyva a folyékony forrasztóanyag fel akar gömbölyödni, és minimálisra csökkenti az érintkezési felületet. Ez a fizika ellened dolgozik.
A folyasztószer-aktivátorok csökkentik a felületi feszültséget az olvadt forrasztóanyag és a hordozó között. Ez lehetővé teszi, hogy a forrasztóanyag szétterjedjen a betéten, és felmásszon a vezetéken, így az ideális homorú filé geometria alakul ki. Megfelelő fluxusaktivitás nélkül elégtelen nedvesítő-kötések keletkeznek, amelyek fényesnek tűnnek, de nem hoznak létre megfelelő intermetallikus kötéseket a réz határfelületén. Ezek a kötések meghibásodnak a termikus ciklus hatására. Talán nem azonnal, de kudarcot vallanak.
Osztályozási rendszerek és mit jelentenek a gyakorlatban
Az IPC J{0}}STD-004B meghatározza azt a fluxus osztályozási rendszert, amelyre a legtöbb gyártó hivatkozik. Első pillantásra bonyolultnak tűnik, de logikailag összeomlik, ha végiggondolunk néhány példát.
Az első két betű a folyasztószer típusát jelzi: RO a gyanta, RE a gyanta, VAGY a szerves sav, IN a szervetlen. Ezután következik az aktivitási szint -L, M vagy H alacsony, közepes, magas. Végül egy nulla vagy egy jelzi a halogenid tartalmat. Tehát a REL0 egy alacsony{5}aktivitású szintetikus gyanta folyasztószer, halogenidek nélkül. A ROM1 egy közepes aktivitású-gyanta halogenid aktivátorokkal. Elég egyszerű.
Az igazi kérdés az, hogy melyik besorolás számít valójában az Ön alkalmazásában. Láttam, hogy a beszerzési osztályok mindenhol ragaszkodnak a ROL0-hoz, mert „a nincs-tiszta azt jelenti, hogy nincs tisztítás”, majd az oxidált OSP felületek nedvesedési problémáival küzdenek. Eközben egy ROM1 megoldotta volna a problémát -igen, technikailag halogenideket tartalmaz, de olyan koncentrációban, amely nulla megbízhatósági kockázatot jelent, ha megfelelően újrafolyik. A kontextus számít.
Vízben-oldható típusok
Az ORL1 és ORH1 összetételek biztosítják a legnagyobb aktivitást,{2}}kiválóan olyan kihívást jelentő alkalmazásokhoz, mint a csatlakozótűk vagy erősen oxidált utómunkálati forgatókönyvek. Vizes tisztítást igényelnek, jellemzően 50 fok feletti DI vizet keverve. A maradékok maró hatásúak és hidrofilek. Hagyja őket a táblán, és elektrokémiai migrációt kér.
Illessze be a nyilvánvalón túlmutató teljesítménytényezőket
A fémtartalom számít. A szabványos forrasztópaszta 88-91 tömegszázalék fémet tartalmaz, de a 89% és 90,5% közötti különbség az esésállóságban és a lerakódási magasság konzisztenciájában mutatkozik meg. A nagyobb fémterhelés kevesebb leégő járművel, tisztább maradványokkal és szorosabb technológiai ablakokkal jár. A kompromisszum a nyomtathatóság,{7}}az erősen megterhelt paszták bonyolultak lehetnek a finom osztású sablonokkal.
A részecskeméret-eloszlás típusbesorolást követ. A 3-as típus (25{10}}45 mikron) kezeli a legtöbb szabványos SMT-munkát. A 4-es típus (20-38 mikron) szükségessé válik a 0,4 mm-es BGA-khoz és a 0201-es alkatrészekhez. Az 5-ös és újabb típusok léteznek az ultrafinom alkalmazásokhoz, de Önnek felárat kell fizetnie, és ennek megfelelően szigorúbb folyamatszabályozásra van szüksége. Minél finomabb a por, annál nagyobb a felület, annál gyorsabb a tárolás során az oxidáció. Egyes 5-ös típusú paszták eltarthatósága hűtve is kevesebb, mint négy hónap.
És ha már a hűtésről beszélünk,-igen, ez kötelező. A forrasztópaszta bizonyos értelemben élőlény. A fluxuskémia szobahőmérsékleten tovább reagál, a viszkozitás felfelé kúszik, a fémpor lassan lebomlik. A legtöbb paszta 0-10 fokon határozza meg a tárolást. A beszállítók azt mondták nekem, hogy a termékük szobahőmérsékleten "néhány napig" fennmarad, de az adatok ezt nem támasztják alá. Egyszer egymás melletti-nyomtatási teszteket végeztünk a megfelelően tárolt pasztával, szemben a hétvégén kihagyott pasztával. Azonnal szembetűnő volt a rekeszkitöltés különbsége.
A paszta eljuttatása oda, ahol kell
A stencilnyomtatás továbbra is az SMT paszta felhordásának igáslója. A folyasztószer tixotróp tulajdonságai határozzák meg a nyomtatási viselkedést-a kívánt nyírási-hígítási jellemzőket, amelyek lehetővé teszik, hogy a paszta gördüljön és kitöltse a nyílásokat a gumibetét nyomása alatt, majd megtartsa az alakját, miután lerakódott. Túl sok a tixotrópia, és a paszta nem válik ki tisztán. Túl kevés, és a lerakódások lerakódnak az elhelyezés előtt.
Az átdolgozáshoz a fecskendőket és az adagolórendszereket pontosan oda helyezze, ahol szüksége van rá. Ugyanaz a fluxuskémia érvényes, csak más szállítási mechanizmusban. Önálló formájú gélfolyasztószer-fémpor nélkül-átmenő-lyukhullámos forrasztáshoz és kézi javítási munkákhoz használható.
A takarítási vita
Folyamatos vita folyik az iparágban arról, hogy valóban{0}}nem kell-e tisztítani a tiszta maradványokat. Technikailag nem-ez a lényeg. A maradékot úgy tervezték, hogy jóindulatú, nem-vezető, nem-korrozív. De a "jóindulatúnak" vannak határai.
Ha konform bevonatot visz fel, a maradék megzavarja a tapadást. Ha terméke magas páratartalmú környezetbe kerül, még a tiszta maradványok sem{1}}szívhatják fel a nedvességet, és szivárgási utakat hozhatnak létre. A nagy-megbízhatóságú alkalmazások-orvosi, repülési és autóipari biztonsági rendszerek-a fluxus típusától függetlenül általában tisztítást írnak elő. Ez egy öv{7}}és-függesztős megközelítés, amely többletköltséget jelent, de kiküszöböli a meghibásodási módot.
A másik oldal: a szükségtelen tisztítás erőforrásokat pazarol, és olyan kezelést vezet be, amely károsíthatja az alkatrészeket. A tisztítás során hulladékáramok is keletkeznek, amelyeket ártalmatlanítani kell. A mérsékelt megbízhatósági követelményeket támasztó fogyasztói elektronikai cikkek esetében a megfelelően kiválasztott no-clean fluxus valóban nem-tiszta.
Hova mindez vezet
A folyasztópaszta technológia folyamatosan fejlődik. A finomabb osztásközökre és a kisebb alkatrészekre való áttérés olyan pasztákat igényel, amelyek tisztábban nyomtatnak, gyorsabban nedvesednek és kevesebb nyomot hagynak. A magasabb olvadáspontú ólommentes-ötvözetek olyan folyasztószereket igényelnek, amelyek hosszabb ideig túlélik a likviditást anélkül, hogy elszenesednének vagy túl korán kimerítenék az aktivátortartalékokat.
Néhány újabb szintetikus, nem{0}}tiszta készítmény valóban lenyűgöző-hőmérséklet-tartományban stabil viszkozitást, meghosszabbított stencilélettartamot és közel -láthatatlan maradványokat mutat. Többe kerülnek. Az, hogy ez a ceruza költsége a hibaaránytól, az átdolgozás terhétől és a minőségi követelményektől függ.
A nap végén a fluxuspaszta kémiai eszköz. Mint minden szerszámnak, ennek is a hatékonysága attól függ, hogy a feladathoz megfelelőt választják-e, és a tervezési paramétereken belül használják. Tedd ezt jól, és elgondolkozol azon, hogy a forrasztás miért okozott gondot. Ha rosszul csinálja, a profil módosítása vagy az elhelyezési pontosság nem fogja megmenteni.
