Spájkovacia pasta-homogénna suspenzia častíc kovovej zliatiny vo vozidle s tavivom-predstavuje jeden z chemicky najnestabilnejších materiálov v reťazci montáže SMT. Jeho funkčná životnosť, ktorá sa riadi oxidačnou kinetikou, mechanizmami degradácie toku a prahmi reologickej stability, si vyžaduje dôsledné riadenie času-teploty od miesta výroby až po finálnu depozíciu. Súhra medzi reaktivitou povrchu častíc a chémiou toku vytvára úzke prevádzkové okno; odchýlka od špecifikovaných skladovacích parametrov iniciuje nezvratné zmeny viskozity, lepivosti a zmáčavosti, ktoré sa šíria pretavením ako latentné defekty.
Šesť{0}}mesačný mýtus
Väčšina údajových listov uvádza šesť mesiacov pri 0-10 stupňoch. S týmto číslom sa v oddeleniach obstarávania zaobchádza ako s Písmom. Nemalo by byť.
Tu je to, čo sa v skutočnosti deje. Výrobca vykoná testy zrýchleného starnutia, použije určitú bezpečnostnú rezervu, vytlačí na TDS „6 mesiacov“, pretože to je to, čo priemysel očakáva, a ide ďalej. Či už vaša konkrétna pasta vo vašich špecifických podmienkach skladovania-v chladničke pri nakladacej rampe, ktorá sa otvára štyridsaťkrát denne, v tej so zlým tesnením dvierok, ktorú nikto neopraví,-či si táto pasta skutočne zachová špecifikácie šesť mesiacov, je úplne iná otázka.
Testoval som pastu v piatich mesiacoch, ktorá sa krásne tlačila. Tri mesiace som testoval pastu, ktorá už bola zrnitá. Rozdiel zvyčajne vyplýval z podmienok skladovania, ktoré nikto nesledoval.
Niektorí dodávatelia teraz ponúkajú 12-mesačné prípravky. Alfa, Indium, pár ďalších. Chemické zloženie je iné-stabilnejšie systémy taviva, prášky s povrchovou úpravou. Či to potrebujete, závisí od rýchlosti vášho inventára. Ak pretláčate pastu každých pár týždňov, platíte prémiu za stabilitu, ktorú nikdy nepoužijete.
Čo tam vlastne degraduje
Tok robí väčšinu umierania.
Aktivátory-organické kyseliny, ktoré počas pretavovania čistia vrstvy oxidov{1}}, sú svojou konštrukciou reaktívne. Táto reaktivita sa nezastaví, pretože nádobu vložíte do chladničky. Podstatne sa to spomaľuje, ale molekuly sa stále nachádzajú. Pomalá polymerizácia. Postupná neutralizácia. Veci, vďaka ktorým pasta funguje, sa ticho požierajú.
Rozpúšťadlá sa odparujú. Aj cez „utesnené“ nádoby. Najmä prostredníctvom plastových téglikov, ktoré niektorí výrobcovia používajú. Postupom času som vážil poháre. Schudnete jeden alebo dva gramy za šesť mesiacov. Neznie to ako veľa, kým si neuvedomíte, že je to väčšinou rozpúšťadlo a strata rozpúšťadla znamená tečenie viskozity.
Kovový prášok oxiduje. Častice SAC305 majú v pomere k objemu enormnú plochu povrchu-to je zámerné z hľadiska účinnosti tavenia-, ale plocha povrchu znamená oxidačné miesta. Vrstva oxidu sa zahusťuje. Vyžaduje väčšiu aktivitu toku na jeho zníženie počas pretavenia. V konečnom dôsledku môže poskytnúť väčšiu aktivitu ako degradovaný tok.
Nič z toho sa nedeje lineárne. Urýchľovačom je teplota. Arrhenius kinetika platí: zhruba povedané, reakčné rýchlosti sa zdvojnásobia na každých 10 stupňov nárastu. Pasta skladovaná pri teplote 25 stupňov nestarne dvakrát rýchlejšie ako pasta pri teplote 0 stupňov. Starne asi štyrikrát až šesťkrát rýchlejšie, v závislosti od toho, ktorý mechanizmus degradácie sledujete.
Situácia v chladničke
Každý má chladničku na pastu. Takmer nikto ho nemá dobrý.
Špecifikácie zvyčajne vyžadujú 0-10 stupňov . To je široký rozsah a 10 stupňov už ohrozuje životnosť v porovnaní s 2 stupňami. Ale skutočný problém nie je nastavená hodnota - je to stabilita. Domáce chladničky cyklujú. Kompresor sa zapne, teplota klesne na 2 stupne. Kompresor sa vypne, nabehne až o 8 stupňov. Dvere sa otvárajú, vpredu sa otvárajú o 15 stupňov. Dvere sa zatvárajú. Opakujte.
Tieto tepelné cykly zaťažujú pastu. Vehikulum toku sa rozpína a zmršťuje inak ako kovové častice. Nastane mikro-oddelenie. Nie je to viditeľné, nie okamžite, ale homogenita sa zhoršuje.
Lekárske -alebo laboratórne chladničky s nútenou-cirkuláciou vzduchu a tesnou tepelnou reguláciou existujú z nejakého dôvodu. Či vaša prevádzka odôvodňuje náklady, závisí od požiadaviek na objem a kvalitu. Vysoko-spoľahlivé zostavy pre letectvo, automobilové bezpečnostné systémy, lekárske implantáty? Míňať peniaze. Spotrebná elektronika s 18-mesačnými produktovými cyklami? Pravdepodobne v poriadku so slušnou komerčnou jednotkou a určitým monitorovaním.
Vložte tam min-maximálny teplomer. Tie lacné digitálne fungujú. Skontrolujte to týždenne. Zapíšte si to. Dozviete sa veci o podmienkach skladovania, ktoré ste nevedeli.
Pri rozmrazovaní
Tu som videl najviac zlyhaní procesnej disciplíny.
Studená pasta, priamo z chladenia, vystavená okolitému vzduchu: tvorí sa kondenzát. Voda na vonkajšej strane nádoby, v poriadku, utrite ju. Voda migruje do čiastočne-utesnenej pasty, interaguje s chémiou tavidla, hydrolyzuje aktivátory-, čo je kontaminácia, ktorú nemôžete vrátiť späť. Pasta sa môže stále tlačiť. Môže sa dokonca preformátovať. Ale zaviedli ste vlhkosť do systému, ktorý bol navrhnutý tak, aby bol bezvodý, a neskôr to uvidíte ako guľôčky spájky, prskanie, náhrobné kamene z nerovnomerného navlhčenia.
Štandardná prax: 4-8 hodín pri izbovej teplote, neotvorené. Niektorí výrobcovia udávajú dlhší čas pre väčšie poháre. 500G nádobám trvá vyváženie dlhšie ako 200 g.
Sledoval som operátorov, ktorí o 7:15 vytiahli pastu z chladničky a o 7:15 odklopili veko, pretože výroba čaká. Nikto nechce počuť o dobe zotrvania, keď linka nefunguje. Takže kontaminovaná pasta prejde na šablónu a o tri hodiny neskôr QC označí hrot v strede-guľôčok spájkovania čipu a začína sa ukazovať-.
Ak sa ponáhľate, objednajte si menšie dózy. 100g alebo 200g balenie dosiahne izbovú teplotu rýchlejšie. Alebo zinscenujte zajtrajšiu pastu dnes večer. Ale nevynechávajte rozmrazovanie.
Nikdy-toto chcem zdôrazniť-nikdy nepoužívajte zdroj tepla na urýchlenie otepľovania. Žiadne horúce platne, žiadne teplovzdušné pištole, žiadne umiestnenie nádoby blízko výfuku zariadenia. Teplotný šok vytvára rovnaké problémy so separáciou ako tepelné cykly pri skladovaní, ale rýchlejšie.
Stencil Life sa ignoruje
V údajovom liste je napísané „8 hodín životnosti šablóny“ alebo „nepretržitá tlač na jednu smenu“. To je za kontrolovaných podmienok: špecifická teplota, špecifická vlhkosť, šablóna zotretá každých N výtlačkov.
V praxi:
Továrenská podlaha je 28 stupňov a 70 % relatívnej vlhkosti, pretože je júl a HVAC nestíha. Životnosť šablóny sa len skrátila, podstatne a nikto neprispôsobil očakávania.
Linka padala na dve hodiny kvôli zasekávaniu podávača. Pasta sadla na šablónu, rozpúšťadlo sa odparovalo a tavivo sa prekrývalo. Mal by sa miesiť alebo vymeniť. nebolo.
Výroba skončila v piatok popoludní. Niekto zakryl šablónu plastovým obalom a usúdil, že to bude v poriadku do pondelka. To nebolo. Tá pasta je mŕtva. Vyhoďte to.
Rozpúšťadlá sa odparujú rýchlosťou určenou tlakom pár a prietokom vzduchu. Odkrytá plocha na šablóne je v porovnaní s nádobou obrovská. Štyri hodiny na šablóne môžu znehodnotiť pastu viac ako štyri týždne pri správnom skladovaní v chlade.
Otázka opätovného použitia
Niektoré operácie áno. Zmiešajte s čerstvou pastou, vložte späť do chladničky a použite zajtra. Je to natoľko bežné, že niektoré pasty sú špeciálne navrhnuté na recyklovateľnosť-Kester's R276, niekoľko produktov Indium.
Môj názor: ak používate zostavy s vysokou{0}}spoľahlivosťou, nerobte to. Výpočet rizikovej-odmeny to nezvýhodňuje. Ušetríte možno 50 dolárov na paste, aby ste zaviedli variabilitu do produktu, ktorý stojí tisíce, ak v teréne zlyhá.
V prípade produktov komerčnej{0}}triedy s menej prísnymi požiadavkami môže fungovať riadená recyklácia. Kľúčové slovo: kontrolované. Špecifický pomer čerstvého k recyklovanému (bežný je 3:1). Žiadna recyklácia recyklovaného materiálu-iba jedna generácia. Správna re{8}}homogenizácia, čo znamená skutočné miešanie, nielen miešanie špachtľou.
Tok sa znehodnotil. Reológia sa posunula. Nedostávate panenský výkon. To, či znížený výkon zostane v rámci okna procesu, závisí od toho, akú máte rezervu.
Na type prášku záleží viac, ako si ľudia myslia
Typ 3 (veľkosť častíc 25-45μm) je ťahúňom. Dominuje valnému zhromaždeniu SMT. Pomerne zhovievavý pri skladovaní a manipulácii, pretože väčšie častice znamenajú nižší pomer-plochy- k objemu, čo znamená pomalšiu oxidáciu na jednotku hmotnosti.
Typ 4 (20-38μm) je čoraz bežnejší pre komponenty s jemným rozstupom – CSP s rozstupom 0,4 mm, pasívne prvky 01005. Väčšia plocha, rýchlejšia degradácia. Ak váš TDS hovorí o šiestich mesiacoch, myslite na päť pre typ 4.
Typ 5 (15-25μm) a jemnejšie-Typ 6, Typ 7 pre mimoriadne-jemné aplikácie-je skutočne ťažké udržiavať čerstvé. Oxidačná kinetika je agresívna. Niektorí výrobcovia odporúčajú 3-mesačnú trvanlivosť pre typ 5 a kratšiu pre jemnejšie druhy. Pracoval som s pastou typu 6, ktorá sa musela použiť do 72 hodín od výroby, aby sa dosiahli konzistentné výsledky pri balení na úrovni oblátok.
Ak vaša prevádzka používa viacero typov prášku, potrebujú samostatné protokoly správy. Zaobchádzať s typom 5 ako s typom 3 si pýta problémy.
Prichádzajúca kontrola: Urobte to
Dátum výroby vášho dodávateľa je na nádobe. Dátum prijatia môže byť o týždne neskôr-distribúcia, odoslanie, sedenie na nakladacej rampe vo Phoenixe v auguste. Tá pasta počas prestávky nestarla.
Základná prichádzajúca kontrola kvality:
Najprv vizuálna kontrola. Separácia? Odfarbenie? Viditeľná zrnitá textúra cez nádobu? Odmietnite to.
Ak máte viskozimeter-jednotku Brookfield alebo Malcom{1}}skontrolujte viskozitu podľa špecifikácie. Čerstvá pasta by mala mať strednú-špecifikáciu, nie hornú hranicu.
Tlačový test. Spustite kupón vo svojom procese. Skontrolujte objem vkladu, účinnosť prenosu, pokles. Porovnajte s vašimi základnými údajmi.
Pre kritické aplikácie testovanie rovnováhy zmáčania priamo kvantifikuje aktivitu toku. Nie každý má vybavenie. Ale ak staviate čokoľvek s požiadavkami na spoľahlivosť, oplatí sa investovať.
Všetko zdokumentujte. Keď sa na linke veľa pokazí, chcete spätne vysledovať, či prichádzajúca kontrola kvality niečo zmeškala alebo či skladovanie/manipulácia znehodnotila dobrý materiál.
Ako vyzerá zlyhanie
Pasta neoznamuje expiráciu. Jednoducho to prestane dobre fungovať a vy diagnostikujete spätne.
Fáza tlače: Slabé uvoľnenie z otvorov šablóny. Vklady, ktoré klesajú alebo sa šíria. Psie-uši v rohoch. Nedostatočný objem. To všetko môže mať iné príčiny-opotrebenie šablóny, tlak stierky,-odtrhová vzdialenosť-, ale stará pasta ich zhoršuje a niekedy napodobňuje.
Uverejniť-preformátovanie: Spájkované guľôčky okolo komponentov. Grapovanie (neúplná koalescencia). Prázdne miesta v kĺboch BTC. Hlava-v-vankúši na BGA od oxidových bariér zabraňujúcich namáčaniu. Slabá tvorba filé.
Zákerná časť: okrajová pasta môže splniť vaše kontrolné kritériá a zároveň obsahuje skryté riziká spoľahlivosti. Spoj vyzerá prijateľne. Intermetalická vrstva sa vytvorila neúplne. Po troch rokoch zvestovateľskej služby kĺb praskne.
Toto zlyhanie nevysledujete späť na pastu, ktorú ste použili. Ale pasta môže byť dôvod, prečo sa to stalo.
Variabilita dodávateľa
Toto nie je napádanie-dodávateľa{1}}každý robí dobrú pastu a každý občas odošle zlú dávku-, ale formulácie sa líšia.
Japonskí dodávatelia (Senju, Tamura) majú tendenciu ku konzervatívnym špecifikáciám. Ak hovoria šesť mesiacov, myslia to vážne. Testovanie často potvrdzuje, že materiál zostáva v špecifikáciách ďaleko za hranicami.
Niektorí čínski výrobcovia sa výrazne zlepšili; iní stále zápasia s dôslednosťou. Vstupná kontrola je dôležitejšia, keď tlaky na náklady dodávateľského reťazca smerujú k nižším-dodávateľom.
Indium Corporation zverejňuje rozsiahle technické údaje. Ich tvrdenia o-životnosti sú vo všeobecnosti spoľahlivé a ich technická podpora vám ochotne odpovie, keď máte otázky.
Technické listy sú marketingové dokumenty, ako aj technické špecifikácie. Prečítajte si ich kriticky. Ak sa kvalifikujete pre nový materiál, požiadajte o skutočné údaje z testu.
Čas použiteľnosti nie je číslo na etikete. Je to vlastnosť, ktorá sa neustále zhoršuje od momentu výroby pasty rýchlosťou určenou podľa toho, ako ju skladujete a ako s ňou zaobchádzate. Ovládajte realitu, nie abstrakciu.
