Как да съпоставите размера на прахообразната паста за запояване с отворите на шаблона

Защо размерът на праха е от значение при печатането на шаблони

Паста за запояванекомбинира сплав на прах с флюс,-съдържащ носител. По време на печат, пастата трябва да се търкаля пред чистачката, да запълва отвора и да се отделя от стените на шаблона, докато остава върху печатната платка.

Размерът на праха влияе върху това колко частици могат да заемат малък отвор. Размерът на частиците обаче е само една част от процеса. Theпринцип на работа на спояващата пастасъщо зависи от химията на потока, реологията и поведението при нагряване.

За избор на прах отделете три термина:

• Размер на прах от спояваща пастае общата тема за-размера на частиците.
• Тип прахе класификация като тип 3, тип 4, тип 5 или тип 6.
• Горна{0}}гранична граница на размера на частицитее стойността, използвана за първото изчисление на геометричния екран.

Не приемайте, че всеки продукт с едно и също обозначение на типа има идентично контролирано разпространение. Използвайте действителната спецификация на доставчика за окончателни изчисления.

Какви са петте{0}}правила за скрининг на-топка и кръгла-апертура?

И двата метода сравняват най-големите подходящи частици прах с най-малкия отвор на шаблона. Те отговарят на ранен въпрос:

Достатъчно малки ли са частиците за геометрията на отвора, без използваемата популация от частици да стане твърде ограничена?

Те не измерват директно отделянето на пастата, ефективността на преноса или качеството на окончателното-запояване.

Правилото на петте{0}}топки за правоъгълни отвори

Правилото на петте -топки обикновено се прилага към най-тесния размер на правоъгълен отвор.

Минимална ширина на отвора ≈ 5 × горна граница на-размера на частиците

За паста с горен размер на частиците 38 μm:

5 × 38 μm = 190 μm

Правоъгълен отвор, който е широк 200 μm, следователно тясно преминава през този геометричен екран.

Правилото обикновено се основава на горния край на контролираното разпределение на частиците, а не на средния диаметър на частиците. В техническата литература на IPC се обсъжда тази връзка от пет-частици като инженерна насока, а не като пълен метод за квалификация на процеса.

Консервативен екран за кръгли отвори

Кръглата бленда създава различен проблем с опаковането. Пет частици могат да се поберат в централния диаметър, но наличната ширина намалява от централната линия. Следователно паста, която само преминава изчислението на правоъгълни пет-топки, може да осигури ограничена популация на частици в цялата кръгла област.

Често обсъждан консервативен инженерен екран е:

Минимален кръгъл диаметър на отвора ≈ 8 × горна граница на-размера на частиците

За горен размер на частиците от 38 μm:

8 × 38 μm = 304 μm

Кръгъл отвор от 275 μm не отговаря на тази консервативна стойност, въпреки че приблизително седем частици с по-висок-размер могат да обхванат неговия диаметър. Комбинацията все още може да печата при добре-контролирани условия, но има по-малко геометрично поле от паста с по-малки частици.

Това изчисление на кръговата -апертура трябва да се третира като скринингова евристика, а не като IPC изискване или универсално правило за преминаване/неуспех.

Обичайни видове прахообразна паста за спояване

Диапазоните по-долу обикновено се използват за инженерно сравнение. Потвърдете точното разпределение на частиците, метода на изпитване и спецификацията с текущия лист с данни за продукта, преди да закупите или одобрите процес.

Тези стойности обясняват защо Тип 4 може да отпечатва функции, които са трудни за Тип 3, и защо Тип 5 или Тип 6 може да се считат за по-фини отвори. Те не означават, че всеки монтаж трябва да премине към най-малкия наличен прах.

Тъй като размерът на частиците намалява, повече частици могат да заемат малка бленда и дефинирането на фините-функции може да се подобри. В същото време общата повърхностна площ на частиците се увеличава, така че контролът на окисляването, съхранението, формулирането на потока и поведението на префловане могат да станат по-чувствителни. Колкото по-широкфизични свойства на спояващата пастаследователно трябва да се прегледа заедно с вида прах.

Работен пример 1: 0,20 mm правоъгълна бленда

Помислете за правоъгълен отвор с минимална ширина от:

0,20 mm=200 μm

Екран тип 3

5 × 45 μm = 225 μm

Апертурата от 200 μm е по-малка от стойността на екраниране от 225 μm.

Резултат от скрининга:Тип 3 не преминава конвенционалния екран с пет-топки.

Екран тип 4

5 × 38 μm = 190 μm

Апертурата от 200 μm е малко по-голяма от 190 μm.

Резултат от скрининга:Тип 4 преминава, но с ограничена геометрична граница.

Екран тип 5

5 × 25 μm = 125 μm

Тип 5 осигурява значително по-голям-запас за размера на частиците.

Това не прави автоматично тип 5 по-добрият материал. Когато тип 4 вече осигурява стабилно освобождаване, приемливо преформатиране и подходяща производителност при съхранение, преминаването към по-фин прах може да увеличи разходите или чувствителността на процеса, без да реши определен проблем.

Правилото трябва да елиминира явно неподходящите опции. Не трябва да избира цялата паста сама.

Работен пример 2: Кръгла бленда 0,275 mm

Сега помислете за кръгъл отвор с диаметър:

0,275 mm=275 μm

Екран тип 3

8 × 45 μm = 360 μm

Диафрагмата е значително под консервативната стойност от 360 μm.

Практическо значение:Тип 3 има ограничена геометрична граница за тази кръгова характеристика.

Екран тип 4

8 × 38 μm = 304 μm

Апертурата от 275 μm остава под консервативния праг.

275 ÷ 38 ≈ 7.2

Приблизително седем частици с по-висок-размер могат да обхванат диаметъра. Тип 4 все още може да печата успешно, когато пастата, шаблонът и принтерът са добре контролирани, но не удовлетворява напълно консервативния екран с осем-частици.

Екран тип 5

8 × 25 μm = 200 μm

Апертурата от 275 μm надвишава тази стойност.

Практическо значение:Тип 5 осигурява по-голям-размер на частиците и заслужава внимание, когато Тип 4 не може да произведе стабилен обем на депозит или освобождаване.

Защо правилата-за броене на топки са само първият екран

Една паста може да премине през екрана с геометрични частици и пак да печата лошо. Сравнението-с-апертура на прах не отчита напълно силите, които задържат пастата вътре в шаблона.

Съотношение на площта

Съотношението на площта сравнява площта на отваряне на блендата с площта-на стената на блендата. IPC-7525C дефинира тази геометрия в своето ръководство за дизайн на шаблони.

За правоъгълен отвор:

Съотношение на площ=L × W ÷ [2 × T × (L + W)]

Където L е дължината на отвора, W е ширината на отвора и T е дебелината на шаблона.

За кръгъл отвор:

Съотношение на площ=D ÷ 4T

Където D е диаметърът на отвора, а T е дебелината на шаблона.

Пример за съотношение на-обработена площ

Помислете за правоъгълен отвор с:

• L=0.40 mm;
• W=0.20 mm;
• T=0.10 mm.

Съотношение на площ=0.40 × 0,20 ÷ [2 × 0,10 × (0.40 + 0.20)]

Съотношение на площ=0.08 ÷ 0,12 ≈ 0,67

Тази стойност е близка до традиционната референтна стойност от 0,66, която често се използва за конвенционален шаблонен печат. Това остава първоначална инженерна справка, а не универсална граница на приемане. Формулировката на пастата, качеството на-стената на отвора, покритието и контролът на процеса могат да променят действителните възможности.

Ако дебелината на шаблона се увеличи, докато размерите на отвора останат същите, площта на стената се увеличава и освобождаването като цяло става по-трудно. Резултатът от-броенето на топките не се променя, поради което скринингът на частиците и съотношението на площта трябва да се разглеждат отделно.

Ефективност на трансфера

Ефективността на трансфера сравнява обема на пастата, отложен върху печатната платка, с теоретичния обем на апертурата:

Ефективност на трансфера=Обем на отложената паста ÷ Теоретичен обем на апертурата × 100%

Стойността трябва да бъде оценена заедно с вариацията на обема и консистенцията на печат-към-печат. Един приемлив депозит не доказва, че процесът е стабилен.

Други фактори, които влияят на освобождаването на блендата

Качество и покритие на стени за шаблони

Пастата трябва да се отдели от стените на отвора и да остане върху печатната платка. Освобождаването може да бъде повлияно от качеството на лазерното -рязане, грапавостта на стената, фолио, електрополиране, нанопокритие, износване, засъхнала паста и замърсяване на долната страна на шаблона.

Гладка, добре-поддържана бленда може да печата по-последователно от грапава или замърсена бленда със същите номинални размери.

Номинален размер спрямо-размера на вградената бленда

Размерите на чертежа са полезни за ранен избор, но завършеният отвор може да се различава поради допустимите отклонения при рязане, завършване и проверка. Когато дизайнът е близък до-размера на частиците или границата на-съотношението на площта, използвайте измерени като-вградени размери на отвора, вместо да разчитате само на номиналната CAD стойност.

Реология на пастата и условия на процеса

Прахът за спояване е само един компонент на пастата. Преносителят на потока влияе върху вискозитета, изтъняването при срязване, пълненето, слягането, поведението на разделяне, устойчивостта на изсушаване и възстановяването след пауза на принтера.

Печатането може също да се променя в зависимост от скоростта и натиска на чистачката, скоростта на разделяне, опората на дъската, уплътнението -към-плочата, условията в помещението, възрастта на пастата и честотата на почистване на дъската. Статията закак химията на потока влияе върху сглобяването на електроникатаобяснява защо превозното средство не може да бъде пренебрегнато.

Когато пълненето изглежда приемливо, но освобождаването остава непоследователно, първо прегледайте уплътнението, състоянието на отвора, поведението на разделяне и състоянието на пастата, преди да приемете, че размерът на частиците е единствената причина.

Работен процес за избор на тип прах в шест-стъпки

Стъпка 1: Намерете най-малката критична бленда

Прегледайте целия шаблон, а не само най-често срещания компонент. Запишете най-малката ширина, най-малкия диаметър, дължината на отвора, необичайните форми и локалната стъпка-дебелина на шаблона.

Стъпка 2: Запишете формата на блендата

Класифицирайте всяка критична характеристика като правоъгълна, квадратна, кръгла, заоблена квадратна, начална плоча, прозорец-панел или друга персонализирана геометрия. Приложете екрана с пет-топки предимно към тясното измерение на правоъгълни елементи и използвайте по-консервативна оценка за кръгли отвори.

Стъпка 3: Получете действителната спецификация на праха

Попитайте доставчика за вида на праха, номиналния обхват, горната граница на-размера на частиците, спецификацията на-формата на частиците, метода на изпитване и информация за-контрол на партидата. Не изчислявайте само от среден диаметър.

Стъпка 4: Приложете геометричния екран

Изчислете правоъгълната минимална ширина, разделена на горния диаметър на частиците. Стойност под пет предполага, че трябва да се оцени по-фин прах, по-голям отвор или промяна на дизайна.

За кръгъл отвор, резултат под приблизително осем заслужава допълнително внимание, тъй като използваемата ширина намалява встрани от централната линия.

Стъпка 5: Изчислете коефициента на площ

Включете действителната дебелина на шаблона. Ако дъската съдържа както големи, така и много малки отлагания, сравнете променящия се тип прах с алтернативи като по-тънко фолио, стъпаловиден шаблон, модифициран отвор, покритие или друг метод на отлагане. Ръководството заметоди за нанасяне на спояваща пастаосигурява по-широк контекст на процеса.

Стъпка 6: Валидирайте с многократно отпечатване и SPI

Оценявайте депозирания обем, ефективността на трансфера, вариациите на обема, консистенцията на отвора-към-апертурата, консистенцията на отпечатъка-към-отпечатването, поведението след пауза, поведението през предвидения живот на шаблона, замърсяване от долната страна, свързване, спадане и преформатиране.

Проверка на спояваща пастае особено полезно, защото измерва депозита преди поставяне и преформатирането може да скрие първоначалния проблем при печата. По-широки методи заоценка на ефективността на спойкаможе да подкрепи окончателния квалификационен план.

Често срещани грешки-при избора на прах

Избор на тип прах само от името на компонента

Обозначаването на BGA стъпка или чип-компонент не изисква автоматично един универсален тип прах. Дизайнът на подложката, размерите на отвора, дебелината на шаблона, формата на отвора, формулировката на пастата и способността за обработка определят действителното изискване.

Гледайки само средния размер на частиците

Горният край на контролираното разпределение е по-подходящ за изчисляването на геометричния скрининг. Два продукта, етикетирани с един и същ тип, все още могат да имат различно разпространение и поведение при печат.

Ако приемем, че по-фината пудра е винаги по-добра

По-финият прах може да осигури повече марж за малки отвори, но може да доведе до различни съображения за съхранение, окисляване, преформатиране и разходи. Изберете най-грубия прах, който осигурява стабилен валидиран процес.

Пренебрегване на дебелината или формата на шаблона

Правилата за-броене на топките не включват дебелината на фолиото и равните номинални размери не правят кръглите и правоъгълните отвори еквивалентни. Съотношението на площта и геометрията трябва да се прегледат заедно.

Третиране на инженерна евристика като стандартно изискване

Правилото с пет{0}}топки и консервативният кръгов-екран за опаковане поддържат ранен избор. Одобрението трябва да се основава на текущи чертежи, спецификации на доставчика, приложими стандарти и действителни данни за процеса.

Одобряване на поставянето от един печат

Процес, който работи веднага след настройката, може да се държи различно след пауза или няколко часа върху шаблона. Квалификацията трябва да използва множество разпечатки и предвидения производствен прозорец.

Какво да включите в RFQ за спояваща паста

Осигурете достатъчно информация за процеса, за да може доставчикът да препоръча цялостна система за паста, а не само прах Тип:

• изискване за припой и без{0}}олово;
• необходим вид прах, ако вече е посочен;
• най-малък правоъгълен отвор;
• най-малката кръгла бленда;
• номинална и измерена дебелина на шаблона;
• критични форми на апертурата;
• най-малката стъпка на компонента;
• метод за отпечатване, дозиране или струен метод;
• класификация на потока и изискване за почистване;
• атмосфера на преливане;
• условия на съхранение и очакван живот на шаблона;
• текуща версия, ефективност-на трансфер или проблем с дефект;
• необходим размер на опаковката и консумация.

За приложения с полупроводници и фини{0}}функции прегледайте наличнитепаста за запояване на полупроводнициопции. Когато процесът използва без{1}}контактно отлагане, а не конвенционален шаблон,спояваща паста за струен{0}}печатможе да изисква различен подход за избор.

Изборът на сплав остава част от пълната спецификация. Ръководството заобикновени калаени спойващи сплави за сглобяване на печатни платкиможе да ви помогне да дефинирате въпросите за сплавта, преди да поискате препоръка.

Заключение

Правилото на петте{0}}топки и консервативният кръгъл{1}}апертурен екран са полезни начини за сравняване на размера на прахообразната паста за запояване с геометрията на шаблона. Те са първоначални филтри, а не гаранции.

Започнете с най-малката критична бленда и действителната горна граница на-размера на частиците на доставчика. След това прегледайте дебелината на шаблона, изчислете съотношението на площта, проверете готовия отвор и потвърдете ефективността на трансфера с многократен печат и SPI.

Целта не е да се посочи най-финият наличен прах. Трябва да се избере формула на прах и паста, която произвежда стабилни, повтарящи се отлагания през необходимия производствен прозорец.

За препоръка въз основа на сплав, тип прах, геометрия на отвора, дебелина на шаблона и условия на печат, използвайтеФорма за запитване на YIHMAилисвържете се с екипа на YIHMA.