Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος εφαρμογής πάστας συγκόλλησης;

Πάστα συγκόλλησηςΗ εφαρμογή παραμένει το πιο κρίσιμο βήμα στη συναρμολόγηση επιφανειακής βάσης-το λανθασμένο εδώ, και καμία διόρθωση κατάντη δεν θα σώσει τις πλακέτες σας. Η διαδικασία απαιτεί ακριβή έλεγχο της ρεολογικής συμπεριφοράς, της μηχανικής του στένσιλ και των περιβαλλοντικών συνθηκών, ωστόσο ακόμη και οι έμπειροι μηχανικοί μερικές φορές παραβλέπουν τα θεμελιώδη στοιχεία που διαχωρίζουν τα αποδεκτά αποτελέσματα από τη γνήσια στιβαρή παραγωγή.

Το στένσιλ μετράει περισσότερο από όσο νομίζετε

Έχω δει αμέτρητες γραμμές παραγωγής όπου οι χειριστές έχουν εμμονή με τις ρυθμίσεις του εκτυπωτή ενώ αγνοούν την εμφανή φθορά του στένσιλ. Εδώ είναι το πράγμα: τα τοιχώματα του διαφράγματος υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου. Ο ανοξείδωτος χάλυβας-κομμένο με λέιζερ δημιουργεί μικρο-τριβές μετά από χιλιάδες κύκλους. Το ηλεκτροσχηματισμένο νικέλιο αντέχει καλύτερα για λεπτές-εργασίες, αλλά κοστίζει πολύ περισσότερο.

Ο σχεδιασμός του διαφράγματος ακολουθεί τον κανόνα αναλογίας περιοχής-διατηρήστε το πάνω από 0,66 για αξιόπιστη απελευθέρωση πάστας. Για ένα βήμα QFP 0,4 mm, αυτό σημαίνει ότι το πάχος του στένσιλ σας πιθανότατα δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 μm. Αδυνατίστε για το 0201s. Ο υπολογισμός δεν είναι περίπλοκος:

Αναλογία περιοχής=Περιοχή διαφράγματος / Περιοχή τοίχου διαφράγματος

Αλλά τα μαθηματικά λένε μόνο ένα μέρος της ιστορίας.

Αυτό που κανείς δεν αναφέρει στα σχολικά βιβλία: οι τροποποιήσεις σχήματος διαφράγματος λειτουργούν πραγματικά. Σχέδια πιάτων σπιτιού, ανεστραμμένα πιάτα σπιτιού, στρογγυλεμένες γωνίες-δεν είναι τεχνάσματα μάρκετινγκ. Βελτιώνουν την απελευθέρωση πάστας σε προβληματικά τακάκια. Όχι δραματικά, ίσως 10-15% καλύτερη απόδοση μεταφοράς, αλλά μερικές φορές αυτό το περιθώριο καθορίζει εάν αποστέλλετε προϊόν ή διαγράφετε σανίδες.

Παράμετροι εκτυπωτή και γιατί οι προεπιλογές είναι συνήθως λανθασμένες

Η στιγμιαία ερώτηση-εκτός απόστασης εμφανίζεται περιστασιακά. Η εκτύπωση επαφών (μηδενικό κενό) λειτουργεί για τις περισσότερες εφαρμογές. Υπάρχουν λειτουργίες εκτός-επαφών για συγκεκριμένες καταστάσεις, κυρίως εύκαμπτα υποστρώματα ή παραμορφωμένες σανίδες, αλλά παρουσιάζουν τις δικές τους επιπλοκές.

Χειρισμός επικόλλησης-από όπου προέρχονται πραγματικά τα περισσότερα ελαττώματα

Κανείς δεν θέλει να το ακούσει αυτό, αλλά η διαχείριση της πάστας σας είναι μάλλον ατημέλητη.

Η φρέσκια πάστα από την κατάψυξη χρειάζεται 4-8 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου πριν τη χρήση. Μη διαπραγματεύσιμο. Η κρύα πάστα έχει λάθος ιξώδες, εναποτίθεται ελάχιστα και προκαλεί κάθε είδους διαλείποντα ελαττώματα που τρελαίνουν τους ποιοτικούς μηχανικούς επειδή είναι σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν στη βασική αιτία.

Μόλις ανοιχτούν, οι περισσότερες πάστες παραμένουν χρησιμοποιήσιμες για 12-24 ώρες στο στένσιλ. Ορισμένοι κατασκευαστές ισχυρίζονται μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αλλά η υποβάθμιση της ροής αρχίζει αμέσως μετά την έκθεση στον αέρα. Το μεταλλικό περιεχόμενο παραμένει καλό. είναι το οργανικό όχημα που φθείρεται.

Το ανακάτεμα παίζει επίσης ρόλο. Όχι έντονο χτύπημα-που ενσωματώνει φυσαλίδες αέρα. Η απαλή αναδίπλωση, ίσως 30 δευτερόλεπτα, ενσωματώνει εκ νέου κάθε διαχωρισμένη ροή. Ορισμένες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν αυτόματους αναδευτήρες πάστας. Άλλοι βασίζονται στη χειροκίνητη τεχνική. Είτε λειτουργεί εάν γίνεται με συνέπεια.

Ο έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας στην αίθουσα εκτύπωσης επηρεάζει τα πάντα. Στοχεύστε σε 22-25 μοίρες και 40-60% RH. Παρασύρετε έξω από αυτά τα εύρη και θα κυνηγάτε φανταστικά ελαττώματα όλη μέρα. Έχω παρακολουθήσει ολόκληρες βάρδιες να παλεύουν με ζητήματα γεφύρωσης που εξαφανίστηκαν όταν κάποιος έλεγξε τελικά το σύστημα HVAC.

Χειροκίνητη εφαρμογή: διαφορετικοί κανόνες εντελώς

Η διανομή με το χέρι για επανεπεξεργασία ή δημιουργία πρωτοτύπων ακολουθεί διαφορετική λογική. Οι πνευματικοί διανομείς λειτουργούν επαρκώς για μεγαλύτερα εξαρτήματα. Η επιλογή του μετρητή βελόνας εξαρτάται από τη γεωμετρία του μαξιλαριού-Το μετρητή 22-25 καλύπτει τις περισσότερες περιπτώσεις.

Η τεχνική περιλαμβάνει περισσότερη τέχνη παρά επιστήμη. Συνεχής πίεση, σταθερή κίνηση των χεριών, κατάλληλο ύψος διανομής. Μερικοί τεχνικοί αναπτύσσουν αξιοσημείωτες δεξιότητες. άλλοι δεν το καταλαβαίνουν ποτέ. Ο έλεγχος του όγκου παραμένει ανακριβής ανεξάρτητα από αυτό, επομένως οι χειροκίνητες μέθοδοι ταιριάζουν στις επισκευές και στην εργασία χαμηλού{3}}όγκου, όχι στην παραγωγή.

Τα άκρα της σύριγγας φράζουν συχνά χωρίς-καθαρά σκευάσματα. Κρατήστε τα πρόσθετα κοντά σας. Καθαρίστε μερικώς αποξηραμένη πάστα από τα άκρα της βελόνας μεταξύ των χρήσεων-μια συνήθεια που διαχωρίζει τους προσεκτικούς χειριστές από τους ατημέλητους.

Επιθεώρηση SPI και τι σημαίνουν πραγματικά οι αριθμοί

Τα σύγχρονα τρισδιάστατα συστήματα επιθεώρησης πάστας συγκόλλησης μετρούν τον όγκο, την περιοχή, το ύψος και τη μετατόπιση θέσης για κάθε κατάθεση. Τα δεδομένα είναι εξαιρετικά πολύτιμα εάν ερμηνεύονται σωστά, σχεδόν άχρηστα διαφορετικά.

Η διακύμανση του όγκου έχει μεγαλύτερη σημασία. Οι οδηγίες του κλάδου προτείνουν να διατηρούνται οι καταθέσεις εντός του ±50% της ονομαστικής τιμής, αν και ισχύει αυστηρότερη ανοχή για τα εξαρτήματα λεπτού-τόνου. Η ομοιομορφία ύψους υποδηλώνει τη συνέπεια της πίεσης του μάκτρου. Οι μετρήσεις περιοχής αποκαλύπτουν απόφραξη του ανοίγματος ή εξάπλωση πάστας.

Η παγίδα: η αναζήτηση τέλειων βαθμολογιών SPI δημιουργεί μερικές φορές χειρότερα προβλήματα. Η προσαρμογή των παραμέτρων για την εξάλειψη κάθε μικρής απόκλισης μπορεί να αποσταθεροποιήσει μια κατά τα άλλα ικανή διαδικασία. Η στατιστική σκέψη βοηθά εδώ-να κατανοήσουμε τις τιμές Cpk, να παρακολουθούμε τις τάσεις, να παρεμβαίνουμε μόνο όταν η διακύμανση υπερβαίνει τα όρια ελέγχου.

Ειδικές περιπτώσεις που παραβιάζουν τους κανονικούς κανόνες

Οι συσκευασίες BGA απαιτούν επαρκή όγκο πάστας στο κέντρο της συστοιχίας, όπου συγκεντρώνεται η θερμική μάζα. Ορισμένοι σχεδιαστές μειώνουν τα κεντρικά ανοίγματα για να αποτρέψουν τη γεφύρωση και, στη συνέχεια, αναρωτιούνται γιατί βλέπουν ελαττώματα κεφαλής-στο-μαξιλάρι μετά την εκ νέου ροή. Η ισορροπία είναι δύσκολη.

Τα κεντρικά μαξιλάρια QFN{0}}οι θερμικές διόδους περιπλέκουν τα πάντα. Τα σχέδια ανοιγμάτων με παράθυρα βοηθούν, αλλά η πάστα μπορεί να τρυπήσει μέσω οπών κατά τη διάρκεια της επαναροής, με αποτέλεσμα να λιμοκτονήσει η άρθρωση. Τα τακάκια που ορίζονται με μάσκα συγκόλλησης ή μέσω-μέσα-μαξιλαριού με γεμισμένα στόμια προσφέρουν καλύτερες λύσεις, αν και και τα δύο προσθέτουν κόστος κατασκευής.

Τα εύκαμπτα κυκλώματα απαιτούν μειωμένη πίεση εκτύπωσης και προσεκτικό χειρισμό. Το υπόστρωμα εκτρέπεται υπό κανονική δύναμη μάκτρου, προκαλώντας ασυνεπείς εναποθέσεις. Το παρατεταμένο-κενό σκούπα βοηθά. Τα ειδικά φωτιστικά βοηθούν περισσότερο.

Για τα εξαρτήματα 01005, λειτουργείτε σε όρια διεργασίας ανεξάρτητα από την ποιότητα του εξοπλισμού. Η σκόνη τύπου 5 ή τύπου 6 γίνεται υποχρεωτική. Οι νανο-{5}}επικαλύψεις με στένσιλ βελτιώνουν την απελευθέρωση. Ακόμη και τότε, αναμένετε απώλειες απόδοσης που δεν θα ανέχονταν μεγαλύτερα εξαρτήματα.

Κοινές αποτυχίες και οι συνήθεις αιτίες τους

Γεφύρωση μεταξύ παρακείμενων μαξιλαριών: υπερβολικός όγκος πάστας, κακή σχεδίαση διαφράγματος, πτώση της πάστας μετά την εκτύπωση ή μολυσμένο στένσιλ από κάτω. Ελέγξτε ότι το στένσιλ πρώτα-αποξηραμένο υπόλειμμα πάστας στην επιφάνεια επαφής δημιουργεί ακριβώς αυτό το σχέδιο ελαττώματος.

Η ανεπαρκής συγκόλληση μετά την επαναροή συχνά οδηγεί στην εκτύπωση. Χαμηλή απόδοση μεταφοράς από φθαρμένα ανοίγματα, ανεπαρκή πίεση στο μάκτρο ή πάστα που έχει περάσει η διάρκεια ζωής της. Μερικές φορές πρόκειται για πρόβλημα εγγραφής στένσιλ, όπου η πάστα προσγειώνεται μερικώς από-μαξιλάρι και δεν βρέχεται σωστά κατά τη διάρκεια της επαναροής.

Το Tombstoneing και οι μεσαίες{0}}μπάλες συγκόλλησης τσιπ υποδεικνύουν συνήθως ανισορροπία όγκου πάστας μεταξύ των τερματικών εξαρτημάτων-ένα μαξιλάρι παίρνει περισσότερη πάστα, λιώνει πρώτα, η επιφανειακή τάση τραβά το εξάρτημα σε όρθια θέση. Η θερμική ασυμμετρία στο προφίλ αναρροής συμβάλλει επίσης, αλλά ξεκινά με ανομοιόμορφες εναποθέσεις πάστας.

Το σφαιρίδιο συγκόλλησης γύρω από τα εξαρτήματα του τσιπ σχετίζεται με τη σχέση διαφράγματος-με-μαξιλαριού. Όταν η πάστα εκτείνεται πέρα ​​από τα όρια του μαξιλαριού, τα οχήματα ροής δεν μπορούν να εξατμιστούν πλήρως κατά τη διάρκεια της προθέρμανσης, οδηγώντας σε αποβολή της συγκόλλησης. Η μείωση του μεγέθους του διαφράγματος λίγο κάτω από τις διαστάσεις του μαξιλαριού συνήθως επιλύει αυτό το πρόβλημα.

Τον περιβαλλοντικό παράγοντα που όλοι ξεχνούν

Η εποχιακή διακύμανση επηρεάζει την εκτύπωση με πάστα συγκόλλησης περισσότερο από ό,τι αναγνωρίζουν οι περισσότεροι μηχανικοί. Ο χειμώνας φέρνει χαμηλή υγρασία, ταχύτερη εξάτμιση του διαλύτη, αυξημένο ιξώδες πάστας. Η καλοκαιρινή υγρασία επιβραδύνει το στέγνωμα αλλά μπορεί να προκαλέσει απορρόφηση υγρασίας. Τα συστήματα κλιματισμού λειτουργούν διαφορετικά ανάλογα με το εξωτερικό φορτίο.

Η δραστηριότητα του ορόφου παραγωγής έχει σημασία. Οι πόρτες που ανοίγουν συνεχώς, η κίνηση του προσωπικού, ο κοντινός εξοπλισμός που παράγει θερμότητα-όλα επηρεάζουν τις τοπικές συνθήκες στον εκτυπωτή. Το φύλλο προδιαγραφών προϋποθέτει ελεγχόμενο περιβάλλον. Η πραγματικότητα σπάνια συνεργάζεται πλήρως.

Πρακτικές συμβουλές που πραγματικά βοηθούν

Εκτελέστε τις πρώτες σας πλακέτες αργά ενώ καλείτε τις παραμέτρους. SPI κάθε πλακέτα αρχικά και μετά μεταβείτε στη δειγματοληψία μόλις σταθεροποιηθεί.

Τεκμηριώστε τα πάντα. Ταχύτητα εκτύπωσης, πίεση, ταχύτητα διαχωρισμού, αριθμός παρτίδας επικόλλησης, συχνότητα καθαρισμού στένσιλ, συνθήκες δωματίου. Όταν τα προβλήματα εμφανίζονται εβδομάδες αργότερα, αυτή η τεκμηρίωση γίνεται ανεκτίμητη.

Καθαρίζετε τακτικά τα στένσιλ. Οι αυτόματοι υαλοκαθαριστήρες υποστένσιλ βοηθούν, αλλά δεν αντικαθιστούν τον περιοδικό χειροκίνητο καθαρισμό με κατάλληλους διαλύτες. Επιθεωρήστε τα ανοίγματα με μεγέθυνση μετά τον καθαρισμό.

Εμπιστευτείτε τα δεδομένα σας πάνω από τη διαίσθησή σας. Οι έμπειροι χειριστές αναπτύσσουν ένστικτα, αλλά η μεροληψία επιβεβαίωσης επηρεάζει όλους. Όταν το SPI δείχνει κάτι απροσδόκητο, διερευνήστε αντί να απορρίψετε.

Αντικαταστήστε την πάστα πριν αποτύχει, όχι μετά. Το κόστος της φρέσκιας πάστας είναι ασήμαντο σε σύγκριση με την επανεπεξεργασία και την απώλεια απόδοσης από οριακό υλικό.

Τέλος, να θυμάστε ότι η εφαρμογή πάστας συγκόλλησης είναι μόνο ένα βήμα σε μια μακρύτερη αλυσίδα διαδικασίας. Οι βέλτιστες παράμετροι εκτύπωσης εξαρτώνται από τα προφίλ μεταγενέστερης ροής, τις προδιαγραφές εξαρτημάτων και τη σχεδίαση της πλακέτας. Η απομόνωση της διαδικασίας εκτύπωσης αγνοεί τις αλληλεπιδράσεις σε επίπεδο συστήματος-που τελικά καθορίζουν την ποιότητα της συναρμολόγησης.