Кой е най-добрият начин за нанасяне на спояваща паста?

Паста за запояванеприложението остава най-критичната стъпка в сглобяването на повърхностен монтаж-объркайте тук и никаква корекция надолу по веригата няма да спаси вашите платки. Процесът изисква прецизен контрол върху реологичното поведение, механиката на шаблона и условията на околната среда, но дори опитни инженери понякога пренебрегват основите, които разделят приемливите резултати от наистина стабилното производство.

Шаблонът има повече значение, отколкото си мислите

Виждал съм безброй производствени линии, където операторите са обсебени от настройките на принтера, като същевременно пренебрегват очевидното износване на шаблона. Ето нещо: вашите стени на отворите се разграждат с течение на времето. Лазерно изрязаната неръждаема стомана образува микро-неравности след хиляди цикли. Електроформованият никел издържа по-добре за фина-работа, но струва значително повече.

Дизайнът на блендата следва правилото за съотношението на площите-поддържайте го над 0,66 за надеждно освобождаване на пастата. За QFP със стъпка от 0,4 mm това означава, че дебелината на вашия шаблон вероятно не трябва да надвишава 100 μm. Отидете по-тънки за 0201s. Изчислението не е сложно:

Съотношение на площта=площ на отвора / площ на стената на отвора

Но математиката разказва само част от историята.

Това, което никой не споменава в учебниците: модификациите на формата на блендата действително работят. Дизайни на домашни чинии, обърнати домашни чинии, заоблени ъгли-това не са маркетингови трикове. Те подобряват отделянето на пастата върху проблемните подложки. Не драматично, може би 10-15% по-добра ефективност на прехвърляне, но понякога този марж определя дали изпращате продукт или скрап платки.

Параметри на принтера и защо настройките по подразбиране обикновено са грешни

От време на време се появява-въпросът за разстоянието на изключване. Контактният печат (нулева празнина) работи за повечето приложения. Режимите на изключен-контакт съществуват за специфични ситуации, най-вече гъвкави субстрати или деформирани дъски, но въвеждат свои собствени усложнения.

Боравене с поставяне-откъдето всъщност произхождат повечето дефекти

Никой не иска да чуе това, но управлението на пастата вероятно е небрежно.

Прясна паста от хладилник се нуждае от 4-8 часа на стайна температура преди употреба. Не подлежи на обсъждане. Студената паста има грешен вискозитет, отлага се лошо и причинява всякакви периодични дефекти, които подлудяват инженерите по качеството, защото е почти невъзможно да се проследят обратно до първопричината.

Веднъж отворени, повечето пасти остават годни за употреба 12-24 часа върху шаблона. Някои производители твърдят, че е по-дълго, но разграждането на потока започва веднага след излагане на въздух. Металното съдържание остава добре; това е органичното превозно средство, което се влошава.

Разбъркването също има значение. Не енергично разбиване-, което включва въздушни мехурчета. Лекото сгъване, може би 30 секунди, реинтегрира всеки отделен поток. Някои съоръжения използват автоматични миксери за паста. Други разчитат на ръчна техника. И двете работят, ако се правят последователно.

Контролът на температурата и влажността в помещението за печат влияе на всичко. Стремете се към 22-25 градуса и 40-60% относителна влажност. Излезте извън тези диапазони и ще преследвате фантомни дефекти цял ден. Гледал съм как цели смени се борят с проблеми с свързването, които изчезнаха, когато някой най-накрая провери HVAC системата.

Ръчно приложение: напълно различни правила

Ръчното разпределяне за преработка или създаване на прототипи следва различна логика. Пневматичните дозатори работят адекватно за по-големи компоненти. Изборът на размер на иглата зависи от геометрията на подложката - размерът 22-25 покрива повечето ситуации.

Техниката включва повече изкуство, отколкото наука. Постоянно налягане, стабилно движение на ръката, подходяща височина на дозиране. Някои техници развиват забележителни умения; други никога не го разбират напълно. Независимо от това контролът на силата на звука остава неточен, така че ръчните методи са подходящи за ремонти и работа с малък-обем, а не за производство.

Накрайниците на спринцовките се запушват често без-чисти формули. Дръжте екстри наблизо. Почиствайте частично засъхналата паста от краищата на иглата между употребите-навик, който отличава внимателните оператори от небрежните.

Проверка на SPI и какво всъщност означават числата

Модерните 3D системи за инспекция на паста за запояване измерват обем, площ, височина и позиционно изместване за всеки депозит. Данните са изключително ценни, ако се интерпретират правилно, почти безполезни в противен случай.

Вариациите в обема са най-важни. Индустриалните насоки препоръчват отлагането да се поддържа в рамките на ±50% от номиналното, въпреки че се прилага по-строг толеранс за фини-компоненти на стъпка. Равномерността на височината показва постоянство на налягането на чистачката. Измерванията на площта разкриват запушване на отвора или разпръскване на паста.

Капанът: преследването на перфектни SPI резултати понякога води до по-лоши проблеми. Коригирането на параметри за елиминиране на всяко незначително отклонение може да дестабилизира иначе способен процес. Статистическото мислене помага тук-да разберете вашите Cpk стойности, да наблюдавате тенденциите, да се намесвате само когато вариацията надвишава контролните граници.

Специални случаи, които нарушават нормалните правила

Пакетите BGA изискват адекватен обем паста в центъра на масива, където се концентрира топлинна маса. Някои дизайнери намаляват централните отвори, за да предотвратят образуването на мостове, след което се чудят защо виждат дефекти на главата-в-възглавниците след преформатиране. Балансът е труден.

QFN централни подложки-термичните отвори усложняват всичко. Конструкциите с отвори с прозорци помагат, но пастата може да изтече надолу през дупки по време на преточване, което изглажда фугата. Дефинирани подложки с маска за запояване или подложка via{3}}in-с запълнени отвори предлагат по-добри решения, въпреки че и двете добавят разходи за производство.

Гъвкавите вериги изискват намален натиск при печат и внимателно боравене. Субстратът се огъва при нормална сила на чистачката, причинявайки непостоянни отлагания. Вакуумното задържане-помага. Специалните приспособления помагат повече.

За компонентите 01005 вие работите на границите на процеса, независимо от качеството на оборудването. Прахът тип 5 или тип 6 става задължителен. Нано-покритията на шаблона подобряват освобождаването. Дори тогава очаквайте загуби на добив, които по-големите компоненти не биха понесли.

Често срещани повреди и техните обичайни причини

Преминаване между съседни тампони: прекомерен обем на пастата, лош дизайн на блендата, спадане на пастата след печат или замърсена долна страна на шаблона. Първо проверете шаблона-изсъхналите остатъци от паста върху контактната повърхност създават точно този модел на дефект.

Недостатъчното спояване след преформатиране често води до печат. Ниска ефективност на прехвърляне от износени отвори, неадекватно налягане на чистачката или паста, която е изтекла. Понякога това е проблем с регистрацията на шаблона, при който пастата попада частично извън-подложката и не се намокря правилно по време на преформатиране.

Топчетата за припой Tombstoneing и mid{0}}chip обикновено показват дисбаланс на обема на пастата между краищата на компонентите-една подложка получава повече паста, първо се топи, повърхностното напрежение издърпва компонента изправен. Топлинната асиметрия в профила на преформатиране също допринася, но започва с неравномерни отлагания на паста.

Спойките около компонентите на чипа са свързани с връзката-към-подложката. Когато пастата се простира отвъд границите на подложката, носителите на флюса не могат да се изпарят напълно по време на предварителното загряване, което води до изхвърляне на спойка. Намаляването на размера на блендата малко под размерите на подложката обикновено решава това.

Факторът на околната среда всички забравят

Сезонните вариации влияят върху печатането на паста за запояване повече, отколкото повечето инженери признават. Зимата носи ниска влажност, по-бързо изпаряване на разтворителя, повишен вискозитет на пастата. Лятната влажност забавя изсъхването, но може да причини абсорбиране на влага. Климатичните системи работят по различен начин в зависимост от външното натоварване.

Дейността на производствения етаж има значение. Вратите, които се отварят постоянно, движението на персонала, оборудването, генериращо топлина наблизо,-влияят на местните условия в принтера. Спецификацията предполага контролирана среда. Реалността рядко сътрудничи напълно.

Практически съвети, които наистина помагат

Пуснете бавно първите си дъски, докато набирате параметри. SPI всяка платка първоначално, след това преминете към вземане на проби, след като се стабилизира.

Документирайте всичко. Скорост на печат, налягане, скорост на разделяне, партиден номер на паста, честота на почистване на шаблона, условия в помещението. Когато се появят проблеми седмици по-късно, тази документация става безценна.

Редовно почиствайте шаблоните. Автоматичните чистачки под шаблона помагат, но не заместват периодичното ръчно почистване с подходящи разтворители. След почистване проверете отворите под увеличение.

Доверете се на данните си пред интуицията си. Опитните оператори развиват инстинкти, но пристрастията към потвърждението засягат всички. Когато SPI покаже нещо неочаквано, проучете, вместо да отхвърлите.

Сменете пастата преди да се повреди, а не след това. Цената на прясна паста е тривиална в сравнение с преработката и загубата на добив от маргинален материал.

И накрая, не забравяйте, че нанасянето на спояваща паста е само една стъпка в по-дълга верига от процеси. Оптималните параметри за печат зависят от профилите за преформатиране надолу по веригата, спецификациите на компонентите и дизайна на платката. Изолирането на процеса на печат игнорира взаимодействията-на системно ниво, които в крайна сметка определят качеството на сглобяване.