Časté otázky o elektronike

Zažívam oxidáciu medených olovených rámov po konečnom vytvrdnutí. Nechcem vystavovať svoje zostavy prísnemu kyslému čisteniu a zvyšovať moje náklady. Existujú nejaké alternatívy?

Toto je bežný problém, s ktorým sa stretli spoločnosti zaoberajúce sa montážou integrovaných obvodov. Postformovanie, konečné vytvrdnutie a vypálenie sa uskutočňujú dávkovým procesom v peci. Teploty pre tento proces môžu prekročiť 200 o C, a keď sú vo vzduchovej atmosfére, povedie to k oxidácii medených olovených rámov.

Najlepšou alternatívou je použiť inertnú atmosféru vo vytvrdzovacej peci po forme. Väčšina štandardných pecí pre tento proces nie je navrhnutá na používanie inertnej atmosféry. Existuje niekoľko predajcov, ktorí vyrábajú pece s inertnou atmosférou pre tento proces. Ideál O2 Úroveň ppm pre tento proces je <1000 ppm.Pri týchto O2 Ppm, je možné dosiahnuť dobré konečné vytvrdenie a odstrániť medené olovené rámy na oxidáciu. Počiatočné náklady na výmenu rúr môžu byť mierne neúmerné; Vaše celkové náklady na vlastníctvo sa však znížia a kvalita zostavy sa zvýši, nehovoriac o odstránení potenciálnych environmentálnych problémov s odstraňovaním oxidu medi pomocou kyslého leptania a čistenia deionizovanou vodou.

Air Products má ponuku, inteligentný systém riadenia dusíka (INCS), ktorý dokáže monitorovať O2 úrovne ppm vo vytvrdzovacej peci a udržujte konzistentný O2 Ppm pri kontrole spotrebovaného dusíka. Požiadajte Air Products, aby zhodnotil vaše procesy a pomohol vám pri prechode na proces vytvrdzovania formy na inertnú atmosféru.

V našich zostavách s flip chipmi sa stretávame so slabým tokom nedostatočného plnenia. Aká je možná príčina a existuje riešenie, ktoré možno implementovať na zlepšenie nášho procesu nedostatočného vypĺňania?

Slabý tok nedostatočného plnenia je bežným problémom pri montáži flip chip a je spôsobený niekoľkými problémami. Prevládajúcim problémom sú nečistoty zanechané po zostave po pretavení. Primárnym znečistením sú zvyšky taviva. Aj keď môžete vyčistiť pretavenie po montáži, pravdepodobnosť zanechania toku je vysoká. Väčšina tavív bude polymerizovať počas procesu pretavenia vo vzduchu alebo pri vysokej úrovni O2 ppm (>500 O2 ppm). Súčasné čistiace procesy nemusia byť dostatočne účinné na to, aby odstránili všetky zvyšky pod flip čipom. Kľúčom je použitie inertnej atmosféry, ako je dusík alebo argón, na odstránenie vysokých hladín O2. Vysoké hladiny O2 spôsobia, že tavidlo polymerizuje a bude sa ťažko čistiť.

Najlepšou procesnou praxou je použiť hladinu O2 ppm okolo 100 ppm. To vám poskytne dve výhody: 1) zníži možnosť polymerizácie taviva a umožní dobré výsledky po čistení a 2) umožní, aby tavidlo zostalo dlhšie aktívne, čím sa zvýšia vlastnosti taviva, aby sa zabezpečilo dobré zmáčanie a spoľahlivý spájkovaný spoj.

Air Products vám môže pomôcť pri hodnotení vašich procesov a ponúknuť riešenia pre váš proces v tejto oblasti.

V súčasnosti vyhodnocujeme použitie medeného drôtu namiesto zlatého drôtu v našom procese spájania drôtov. Pri našej konverzii zo zlata na medený drôt sme implementovali použitie formovacieho plynu (5% H2/95% N2) formovania guľôčok. Potrebujeme formovací plyn pre medený drôt?

Toto je otázka, ktorá bola položená v minulosti a formovaní Free Air Ball (FAB) pomocou formovacieho plynu (5 % H2/95 % N2) je veľmi bežné pri spájaní medeným drôtom. FAB využívajúce meď bol skúmaný a hoci väčšina ľudí verí, že meď nebude oxidovať; však robí. Ak sa FAB vykonáva na vzduchu, na guľôčke sa objaví tenká vrstva oxidu a bude potrebná väčšia sila na spojenie medzi drôtom a prepojovacou podložkou integrovaného obvodu (IC). Táto väčšia sila môže spôsobiť mikrotrhliny pod prepojovacou podložkou, ktoré je ťažké pozorovať a vidieť pri niektorých procesoch spájania medených drôtov. Aby sa zabránilo tvorbe tejto oxidovej vrstvy, dôrazne sa odporúča formovací plyn.

Air Products môže poskytnúť niekoľko možností dodávky formovacieho plynu, od vopred zmiešaných zväzkov valcov až po zmiešavacie systémy na mieste. Máme znalosti a odborné znalosti na bezpečné poskytovanie riešení pre vaše procesy montáže IC a na zlepšenie vášho procesu.

V súčasnosti vyhodnocujeme použitie medeného drôtu namiesto zlatého drôtu v našom procese spájania drôtov. Pri našej konverzii zo zlata na medený drôt sme implementovali použitie formovacieho plynu (5% H2/95% N2) formovania guľôčok. Potrebujeme formovací plyn pre medený drôt?

Aký je najlepší spôsob, ako znížiť odpad vznikajúci v procese spájkovania vlnou bez obsahu olova (SAC Alloy)?

Stery sú odpadový produkt, hoci sa dajú regenerovať, náklady sú vysoké. Prach spôsobí problémy s údržbou zariadenia a zníži dobu prevádzkyschopnosti zariadenia. Existuje celý rad inhibítorov tvorby nečistôt, ktoré možno použiť na povrch spájkovacej nádoby, ale buďte opatrní pri výbere správneho materiálu pre váš proces. Je potrebné porozumieť použitej chémii a tomu, či to bude škodlivé pre stroj a ľudí pracujúcich so systémom. Tieto chemikálie sú umiestnené nad spájkou v nádobe na spájkovanie a vytvárajú vrstvu na roztavenej spájke, aby sa znížila tvorba oxidu kovu.

Chemikálie bude potrebné pravidelne vymieňať. Zakrytie hrnca inhibítorom tvorby nečistôt je jedným zo spôsobov, ako chrániť hrniec, avšak spájka vychádzajúca z generátora vĺn by bola vystavená vzduchu, čo by vytvorilo určité nečistoty a následne sa mohlo pripojiť k vodičom komponentov a vytvoriť skraty. Ďalším potenciálnym problémom pri použití prášku inhibítora trosky je, že častice sa môžu zhromažďovať na spodnej strane dosky, čo vedie k defektom a agresívnym čistiacim procesom.

Ďalšou metódou je použitie dusíka inertného plynu, ktorý môže byť zavedený cez inertný kryt cez vlnovú oblasť alebo plne inertný vlnový spájkovací systém. Použitie dusíka môže účinne znížiť tvorbu škvŕn vytlačením vzduchu cez nádobu spájky a vytvorením plynového mraku nad generátorom vĺn, čím sa zníži tvorba mikrostropov.

Okrem výhod zníženia tvorby strusky pri použití inertnej atmosféry je možné získať výhody, ako je zlepšené zmáčanie spájky do pokovovaných priechodných otvorov (PTH) alebo výplne valca.

Existuje niekoľko dôvodov pre nedostatočné naplnenie PTH počas spájkovania vlnou. Hlavným dôvodom je slabé zmáčanie, ktoré môže byť spôsobené oxidáciou zvodov, oxidáciou v hlavni, nedostatočným tokom atď. Jedným zo spôsobov, ako zvýšiť náplň hlavne, je použiť inertnú atmosféru, ako je dusík, ktorá zvýši zmáčanie. spájky do valca vytlačením vzduchu a následne umožníte, aby vaša súčasná chémia taviva pracovala efektívnejšie. Môžete tiež použiť agresívnejšie tavidlo, ktoré bude vyžadovať intenzívne čistenie po vlne a zvýši vaše náklady.

Ďalšou výhodou je, že je možné previesť na menej aktívnu chémiu taviva na zníženie objemu taviva potrebného na dosku. Poruchy z procesu vlnového spájkovania budú vyžadovať intenzívne manuálne prepracovanie za cenu. Použitím dusíkovej prikrývky v procese spájkovania vlnou je možné účinne znížiť najčastejšie pozorované chyby.

Použitie inertnej atmosféry v procese vlnového spájkovania zníži niekoľko defektov vrátane premostenia, cencúle a zlepší problém s vyprázdňovaním. Zlepší sa aj výplň cez otvory. Zníženie bude závisieť od O 2 úrovne ppm a typ inertizačného systému, ktorý sa používa. Naša práca v tejto oblasti zaznamenala celkové zníženie celkových defektov o viac ako 50 %. Redukcia trosiek je tiež výhodou, ktorú sme v priebehu rokov zažili s našou technológiou. Tu je graf, ktorý jeden z našich zákazníkov poskytol na redukciu defektov pomocou inertnej atmosféry pre SAC 305 pri spájkovaní vlnou.

PCB assembly chart

Air Products vyvinul 3 rd súprava na inertizáciu dusíkom, NitroFAS™ Inert Wave Soldering (IWS), ktorá bola úspešne implementovaná vo veľkých EMS a OEM spoločnostiach s viac ako 200 nainštalovanými systémami. Naše jednotky IWS dokážu pri NÍZKÝCH PRÚTOKOCH DUSÍKA znížiť množstvo odpadu o viac ako 85 %, aby sa minimalizovali celkové náklady na vlastníctvo.

Nechajte Air Products pomôcť vám pri znižovaní výrobných nákladov, zlepšovaní produktivity, znižovaní dopadu na životné prostredie a zvyšovaní kvality vašich zostavených dosiek. Prostredníctvom nášho inovatívneho vybavenia a skúseného tímu odborníkov z odvetvia môžeme vyvinúť najlepšie riešenie pre vás a váš proces.

Concerned about reflow issues and looking for a wider processing window?

HDI (high density interconnection boards) assembly with small geometry components can pose many assembly issues. With the smaller components, most likely a Type 4 (30–38, micron ball size) or Type 5 (15–25, micron ball size), solder powder paste will be used. This allows for an increase in solder volume for smaller footprints and provides an improved solder joint. The flux chemistries will vary; however, most assembly houses use a no clean formulation.

When using the small micron solder powder, there is a tendency for the powder to oxidize at a faster rate during the reflow process. This is due to the increase in surface volume and less oxide dissolution into the solder mass. In an air atmosphere reflow process for lead-free solder, the flux chemistries begin to polymerize and lose fluxing capacity, leading to poor wetting, insufficient solder joints, and other defect issues.

Using a nitrogen atmosphere in the reflow furnace, with a maximum oxygen level of 1000 ppm in the reflow zone, provides a wider processing window and less assembly processing issues. The nitrogen atmosphere reduces the polymerization of the flux, allowing for enhanced solder wetting and improved solder joint quality. Another added benefit of using nitrogen is that the solder powder will not oxidize and allows for improved wetting.

If you are interested in understanding how the use of nitrogen in your SMT (surface mount) reflow process can improve your HDI assembly process and reduce costs, please contact Air Products for an evaluation of your assembly process and learn how our team of experts can assist you.