Elektronika – časté otázky

Po konečném vytvrzení integrovaných obvodů dochází k oxidaci měděných rámů. Nechci podrobovat sestavy důkladnému čištění kyselinou a zvyšovat si náklady. Existují nějaké alternativy?

To je běžný problém, se kterým se setkaly společnosti při dávkovém vytvrzování integrovaných obvodů v peci. Teploty při tomto procesu mohou překročit 200 C°, a pokud je v peci vzduch, měděné části oxidují.

Nejlepší alternativou je použít v peci inertní atmosféru. Většina standardních pecí pro tento proces není navržena pro použití inertní atmosféry. Existuje několik dodavatelů, které vyrábějí pro tento proces pece s inertní atmosférou. Ideální atmosféra s obsahem méně než 1000 ppm O₂ umožňuje dosáhnout dobrého konečného vytvrzení a zcela eliminuje oxidaci. Počáteční investice do výměny pecí jsou rychle kompenzovány snížením celkových provozních nákladů, zlepšením kvality montážea odstraněním možných problémů se znečištěním životního prostředí hrozícím při odstraňování oxidu měďnatého pomocí kyselyny a čištění deionizované vody.

Air Products nabízí inteligentní systém řízení dusíku (INCS), který monitorujet atmosféru ve vytvrzovací peci a udržuje konstantní koncentraci O₂ při regulaci spotřebovaného plynného dusíku. Požádejte o vyhodnocení vašich procesů a my vám pomužeme při přechodu na vytvrzování IC v inertní atmosféře.

Při montáži sestam s flip-chipem dochází ke špatnému toku pájky a jejím nedostatečném plnění. Jaká je možná příčina a jaké řešení lze zavést ke zlepšení procesu plnění?

Špatný tok a plnění je běžný problém při montáži desek typu flip-chip a je způsoben několika problémy. Převažujícím problémem jsou nečistoty zanechané po přeformátování. Primárním znečištěním jsou zbytky tavidla. I když můžete sestavu po přetavení vyčistit, pravděpodobnost nezanechaného tavidla je vysoká. Většina tavidel polymeruje během přetavování ve vzduchu nebo při vysoké koncentraci O2 ppm (> 500 O2 ppm). Klíčové je použití inertní atmosféry, například dusíku nebo argonu, k eliminaci vysokých koncentrací O2, . který způsobuje polymeraci tavidla, a to pak bude jen velmi obtížně čistitelné. Současné procesy čištění nemusejí být dostatečně účinné na to, aby odstranily všechny zbytky pod čipem.

Nejlepší procesní praxí je použít koncentraci O2 ppm okolo 100 ppm. To vám poskytne dvě výhody: 1) sníží pravděpodobnost polymerace tavidla a umožní dosažení dobrých výsledků po čištění a 2) umožní déle zůstat tavidlo aktivní, čímž se zvýší tavicí vlastnosti pro zajištění dobrého smáčení a vytvoření spolehlivého pájeného spoje.

Air Products vám může pomoci vyhodnotit vaše procesy a nabídnout vám efektivní řešení.

V současné době vyhodnocujeme použití měděného drátu namísto zlatého drátu v montážním procesu. Při přechodu ze zlata na měděné dráty jsme zavedli použití formovacího plynu (5% H2 / 95% N2). Potřebujeme pro měděný drát tvarovací plyn?

To je otázka, která byla položena v minulosti. Při vytváření kuliček mědi technikou Free Air Ball (FAB) za přístupu volného vzduchu, vytvoří se na kuličce tenká vrstva oxidu a budete potřebovat větší sílu na spojení mezi vodičem a vložkou integrovaného obvodu (IC). Tato větší síla může způsobit vytvoření mikrotrhlinek pod propojovací deskou, které je obtížné detekovat. K tomu, aby se zabránilo tvorbě oxidové vrstvy, důrazně doporučujeme použít formovací plyn (5% H2 / 95% N₂).

Air Products může nabídnout několik možností dodání formovacího plynu, od svazků předem smíšených lahví po systémy mísení na místě. Máme znalosti a zkušenosti, abychom mohli bezpečně poskytovat řešení pro procesy montáže IC a zlepšit váš proces.

Jaký je nejlepší způsob, jak omezit tvorbu strusky při bezolovnatém pájení (slitina SAC)?

Struska je odpadní produkt, který lze sice regenerovat, ale náklady jsou vysoké. Strusky způsobují problémy s údržbou zařízení a snižují dobu provozuschopnosti zařízení. Existuje řada inhibitorů strusky, které lze použít, ale buďte opatrní při výběru správného materiálu pro váš proces. Je třeba rozumět použité chemii a tomu, zda nebude škodlivá pro zařízení a osoby pracující v systému. Tyto chemikálie se umisťují na pájku, aby se snížila tvorba oxidů kovů.

Chemikálie bude třeba pravidelně vyměňovat. Pokrytí inhibitorem strusky je jedním ze způsobů ochrany pájky. Pokud by na vzduchu došlo k vytvoření strusky, mohla by se následně přichytit na vodiče součástek a vytvořit zkraty. Dalším potenciálním problémem při použití práškového inhibitoru strusky je, že se částice mohou shromažďovat na spodní straně desky, což vede k defektům a k nutnosti použít agresivní čisticí procesy.

Jinou metodou je použití inertního dusíku, který lze zavést nad oblast vlny nebo plně inertního pájecího systému. Použití dusíku může účinně snížit množství strusky tím, že vytěsní vzduch nad pájecí nádobou a vytvoří nad generátorem vln oblak plynu, čímž se sníží množství mikrostrusky.

Kromě výhod snižování strusky při použití inertní atmosféry lze získat výhody, jako je lepší smáčení pájky do pokovených průchozích otvorů (PTH) nebo výplně válce.

Existuje několik důvodů nedostatečného vyplnění PTH při pájení vlnou. Hlavním důvodem je špatné smáčení, které může být způsobeno oxidací na vodičích, nedostatečným množstvím tavidla atd. Jedním ze způsobů, jak zvýšit zaplnění válce, je použití inertní atmosféry, například dusíku, který zvýší smáčení pájky v válci vytěsněním vzduchu a následně umožní, aby chemie tavidla fungovala efektivněji. Můžete také použít agresivnější tavidlo, které bude vyžadovat intenzivní čištění po vlně a zvýší náklady.

Další výhodou je, že lze přejít na méně aktivní chemii tavidla a snížit tak objem tavidla potřebného na jednu desku. Defekty vzniklé při pájení vlnou budou vyžadovat intenzivní ruční přepracování, což bude znamenat náklady. Použitím dusíkové atmosféry v procesu pájení vlnou lze účinně omezit nejčastěji pozorované vady.

Použití inertní atmosféry v procesu pájení vlnou sníží několik vad včetně přemostění, nálitků a zlepší problém s nedostatečným plněním pájky. Zlepší se také vyplňování průchozích otvorů. Snížení bude záviset na hladinách O2 a typu použitého inertizačního systému. Naše řešení v této oblasti přináší snížení celkového počtu vad o více než 50 %. Snížení množství strusky je také přínosem, který jsme v průběhu let s naší technologií zaznamenali. Zde je graf, který poskytl jeden z našich zákazníků, týkající se snížení počtu vad při použití inertní atmosféry pro SAC 305 při pájení vlnou.

PCB assembly chart

Společnost Air Products vyvinula sadu pro inertizaci dusíkem 3. generace, NitroFAS™ Inert Wave Soldering (IWS), která byla úspěšně implementována ve významných společnostech EMS a OEM s více než 200 instalovanými systémy. Naše jednotky IWS dokáží snížit množství strusky o více než 85 % PŘI NÍZKÝCH PRŮTOKOVÝCH OBJEMECH DUSÍKU, čímž minimalizují celkové provozní náklady.

Dovolte společnosti Air Products, aby vám pomohla snížit výrobní náklady, zvýšit produktivitu, omezit dopad na životní prostředí a zvýšit kvalitu vašich sestavených desek. Díky našemu inovativnímu vybavení a týmu zkušených odborníků můžeme nasadit nejlepší řešení pro vás a váš proces.

Máte obavy z problémů s přetavením a hledáte širší oblast zpracování?

Montáž HDI (desek s vysokou hustotou propojení) s malými komponenty může představovat mnoho problémů při montáži. U menších součástek se s největší pravděpodobností použije pájecí prášková pasta typu 4 (velikost kuliček 30-38 mikronů) nebo typu 5 (velikost kuliček 15-25 mikronů). Ta umožňuje zvětšit objem pájky pro menší plochy a poskytuje lepší pájecí spoj. Chemické složení tavidel se liší, většina montážních firem však používá složení bez čištění.

Při použití práškové pájky s malými mikrony je tendence k rychlejší oxidaci prášku během procesu přetavení. To je způsobeno zvětšením objemu povrchu a menším rozpouštěním oxidů do pájecí hmoty. V procesu přetavování ve vzduchové atmosféře pro bezolovnaté pájky začnou chemická tavidla polymerizovat a ztrácet tavicí schopnost, což vede ke špatnému smáčení, nedostatečným pájecím spojům a dalším problémům s vadami.

Použití dusíkové atmosféry v přetavovací peci s maximálním obsahem kyslíku 1000 ppm v zóně přetavování poskytuje širší prostor pro zpracování a méně problémů při zpracování sestavy. Dusíková atmosféra snižuje polymeraci tavidla, což umožňuje lepší smáčení pájky a lepší kvalitu pájecích spojů. Další výhodou použití dusíku je, že pájecí prášek neoxiduje a umožňuje lepší smáčení.

Pokud máte zájem pochopit, jak může použití dusíku v procesu přetavování SMT (povrchová montáž) zlepšit váš proces montáže HDI a snížit náklady, obraťte se na společnost Air Products, aby zhodnotila váš montážní proces a zjistila, jak vám může pomoci.