Lemna pasta-homogena suspenzija čestica metalne legure unutar fluks vozila-predstavlja jedan od hemijski najnestabilnijih materijala u lancu sklapanja SMT. Njegov funkcionalni vijek trajanja, vođen kinetikom oksidacije, mehanizmima degradacije fluksa i pragovima reološke stabilnosti, zahtijeva rigorozno upravljanje vremenom{3}}temperaturom od trenutka proizvodnje do konačnog taloženja. Interakcija između površinske reaktivnosti čestica i kemije fluksa stvara uski operativni prozor; odstupanje od specificiranih parametara skladištenja inicira nepovratne promjene u performansama viskoziteta, ljepljivosti i vlaženja koje se šire kroz reflow kao latentni defekti.
Mit -Šest mjeseci
Većina tablica sa podacima kaže šest mjeseci na 0-10 stepeni. Taj broj se u odjelima nabavke tretira kao sveto pismo. Ne bi trebalo biti.
Evo šta se zapravo dešava. Proizvođač provodi ubrzane testove starenja, primjenjuje određenu sigurnosnu marginu, ispisuje "6 mjeseci" na TDS-u jer to industrija očekuje i ide dalje. Da li vaša specifična pasta u vašim specifičnim uslovima skladištenja-onaj frižider u blizini utovarne luke koji se otvara četrdeset puta dnevno, onaj sa lošom zaptivkom na vratima niko nije popravio-da li ta pasta zaista održava specifikacije šest mjeseci je sasvim drugo pitanje.
Testirao sam pastu sa pet mjeseci koja je lijepo štampala. Testirao sam pastu sa tri mjeseca koja je već postala zrnasta. Razlika obično dolazi do uslova skladištenja koje niko nije nadgledao.
Neki dobavljači sada nude 12-mjesečne formulacije. Alfa, Indij, nekoliko drugih. Hemija je drugačija-stabilniji sistemi fluksa, površinski tretirani prahovi. Da li vam je to potrebno zavisi od vaše brzine zaliha. Ako probijate pastu svakih nekoliko sedmica, plaćate premiju za stabilnost koju nikada nećete koristiti.
Šta je tu zapravo ponižavajuće
Tok čini većinu umiranja.
Aktivatori-organske kiseline koje čiste oksidne slojeve tokom reflow-oni su po dizajnu reaktivni. Ta reaktivnost ne prestaje jer teglu stavite u frižider. Usporava, znatno, ali molekuli se nastavljaju pronalaziti. Spora polimerizacija. Postepena neutralizacija. Stvari zbog kojih pasta radi tiho se troše.
Rastvarači isparavaju. Čak i kroz "zapečaćene" kontejnere. Pogotovo kroz plastične tegle koje neki proizvođači koriste. Izmjerio sam tegle tokom vremena. Gubite gram ili dva tokom šest meseci. Ne zvuči mnogo dok ne shvatite da je to uglavnom rastvarač, a gubitak rastvarača znači puzanje viskoziteta.
Metalni prah oksidira. Čestice SAC305 imaju ogromnu površinu u odnosu na zapreminu-to je namjerno, radi efikasnosti topljenja-ali površina označava mjesta oksidacije. Oksidni sloj se zgušnjava. Potrebno je više aktivnosti fluksa da bi se smanjio tokom reflow. Na kraju, više aktivnosti nego što degradirani tok može pružiti.
Ništa od ovoga se ne dešava linearno. Temperatura je akcelerator. Primjenjuje se Arrheniusova kinetika: grubo govoreći, stope reakcije se udvostručuju za svakih 10 stupnjeva povećanja. Pasta pohranjena na 25 stepeni ne stari duplo brže od paste na 0 stepeni. Stari otprilike četiri do šest puta brže, ovisno o tome koji mehanizam degradacije pratite.
Situacija sa frižiderom
Svi imaju frižider za pastu. Gotovo niko nema dobar.
Specifikacije obično zahtijevaju 0-10 stepeni. To je širok raspon, a 10 stepeni već ugrožavaju dugovečnost u poređenju sa 2 stepena. Ali pravi problem nije zadata vrijednost - to je stabilnost. Kućni frižideri rade ciklus. Kompresor se uključuje, temperatura pada na 2 stepena. Kompresor se gasi, puzi do 8 stepeni. Vrata se otvaraju, šiljci do 15 stepeni blizu prednje strane. Vrata se zatvaraju. Ponovi.
Ti termalni ciklusi opterećuju pastu. Vozilo fluksa se širi i skuplja drugačije od metalnih čestica. Događa se mikro{2}}odvajanje. Ne vidi se, ne odmah, ali homogenost degradira.
Medicinski{0}}ili laboratorijski frižideri sa prisilnom-cirkulacijom zraka i strogom termičkom kontrolom postoje s razlogom. Da li vaša operacija opravdava troškove ovisi o zahtjevima obima i kvaliteta. Visoko{4}}pouzdani sklopovi za vazduhoplovstvo, automobilske sigurnosne sisteme, medicinske implantate? Potrošite novac. Potrošačka elektronika sa ciklusom proizvoda od 18 mjeseci? Vjerovatno u redu sa pristojnom komercijalnom jedinicom i nekim nadzorom.
Stavite minimalni{0}}maksimalni termometar unutra. Jeftini digitalni rade. Provjeravajte to sedmično. Zapiši. Naučit ćete stvari o uvjetima skladištenja koje niste znali.
On Thawing
Tu sam vidio najviše neuspjeha procesne discipline.
Hladna pasta, direktno iz frižidera, izložena okolnom vazduhu: dolazi do kondenzacije. Voda na vanjskoj strani tegle, dobro, obrišite. Voda migrira u djelimično-zapečaćenu pastu, u interakciji sa hemijom fluksa, hidrolizujući aktivatore-to je kontaminacija koju ne možete poništiti. Pasta se možda i dalje štampa. Moglo bi se čak i preliti. Ali uveli ste vlagu u sistem koji je dizajniran da bude bezvodan, i videćete je kasnije kao kuglice za lemljenje, prskanje, nadgrobne spomenike od neravnomernog vlaženja.
Standardna praksa: 4-8 sati na sobnoj temperaturi, neotvoreno. Neki proizvođači navode duže za veće staklenke. 500g kontejnera treba više vremena da se uravnoteže od 200g.
Gledao sam operatere kako izvlače pastu iz frižidera u 7 ujutro, otvaraju poklopac u 7:15 jer proizvodnja čeka. Niko ne želi da čuje o vremenu zadržavanja kada je linija prekinuta. Tako kontaminirana pasta ide na šablonu, a tri sata kasnije QC označava šiljak u sredini-loptica za lemljenje čipa i počinje upiranje prstom-.
Ako ste u žurbi naručite manje tegle. Pakovanje od 100g ili 200g brže dostiže sobnu temperaturu. Ili večeras postavite sutrašnju pastu. Ali nemojte preskočiti odmrzavanje.
Nikada-Želim ovo naglasiti-nikada nemojte koristiti izvor topline za ubrzavanje zagrijavanja. Bez grejnih ploča, bez toplotnih topova, bez postavljanja tegle blizu izduvnih gasova opreme. Temperaturni šok stvara iste probleme odvajanja kao i termalni ciklus u skladištenju, ali brži.
Stencil Life se zanemaruje
U tablici sa podacima piše "8 sati trajanja šablona" ili "kontinuirano štampanje u jednoj smjeni". To je pod kontrolisanim uslovima: specifična temperatura, specifična vlažnost, matrica obrisana svakih N otisaka.
U praksi:
Fabrički pod je 28 stepeni i 70% relativne vlažnosti jer je jul i HVAC ne može da prati. Vijek trajanja matrice se samo skratio, bitno, i niko nije prilagodio očekivanja.
Linija je pala dva sata zbog zastoja. Pasta je sjela na šablonu, rastvarač je ispario, fluks prekriven. Trebalo je zamijesiti ili zamijeniti. Nije.
Proizvodnja je završena u petak popodne. Neko je prekrio šablon plastičnom folijom, mislio je da će biti u redu do ponedjeljka. Nije. Ta pasta je mrtva. Baci ga.
Rastvarači isparavaju brzinom koja je određena pritiskom pare i protokom zraka. Izložena površina na šabloni je ogromna u poređenju sa teglom. Četiri sata na šabloni mogu degradirati pastu više od četiri sedmice u pravilnom skladištenju.
Pitanje ponovne upotrebe
Neke operacije rade. Pomiješajte sa svježom pastom, vratite u frižider, iskoristite sutra. Ovo je dovoljno uobičajeno da su određene formulacije paste posebno dizajnirane za recikliranje-Kesterov R276, nekoliko Indium proizvoda.
Moje mišljenje: ako koristite sklopove visoke{0}}pouzdanosti, nemojte. Izračun-nagrade za rizik to ne ide u prilog. Uštedite možda 50 dolara u pasti da biste uveli varijabilnost u proizvod koji košta hiljade ako ne uspije na terenu.
Za komercijalne proizvode-sa manje strogim zahtjevima, kontrolirano recikliranje može funkcionirati. Ključna reč: kontrolisan. Specifičan omjer svježeg prema recikliranom (3:1 je uobičajen). Bez recikliranja recikliranog materijala-samo jedna generacija. Pravilna re-homogenizacija, što znači stvarno miješanje, a ne samo miješanje lopaticom.
Tok je degradiran. Reologija se pomjerila. Ne dobijate nevini performans. Da li će smanjene performanse ostati unutar vašeg prozora procesa ovisi o tome koliku marginu imate.
Vrsta pudera je važnija nego što ljudi misle
Tip 3 (veličina čestica 25-45μm) je radni konj. Dominira općom SMT montažom. Relativno oprost na skladištenje i rukovanje jer veće čestice znače niži omjer površine-površine-i zapremine, što znači sporiju oksidaciju po jedinici mase.
Tip 4 (20-38μm) je sve češći za komponente finog nagiba-0,4mm CSP-ove, 01005 pasive. Veća površina, brža degradacija. Ako vaš TDS kaže šest mjeseci, razmislite o pet za tip 4.
Tip 5 (15-25μm) i finiji-Tip 6, Tip 7 za ultra-fine aplikacije-ovo je zaista teško održavati svježim. Kinetika oksidacije je agresivna. Neki proizvođači preporučuju rok trajanja od 3 mjeseca za tip 5 i kraći za finije sorte. Radio sam sa pastom tipa 6 koja je morala da se upotrebi u roku od 72 sata od proizvodnje za konzistentne rezultate u pakovanju na nivou oblatne.
Ako vaša operacija koristi više vrsta praha, potrebni su im zasebni protokoli upravljanja. Tretiranje tipa 5 kao tipa 3 traži probleme.
Dolazna inspekcija: uradi to
Datum proizvodnje vašeg dobavljača je na tegli. Vaš datum prijema može biti sedmicama kasnije-distribucija, isporuka, sjedenje na utovarnom pristaništu u Phoenixu u avgustu. Ta pasta nije starila na pauzi.
Osnovni dolazni QC:
Prvo vizuelni pregled. Razdvajanje? Promjena boje? Zrnasta tekstura vidljiva kroz teglu? Odbij to.
Ako imate viskozimetar-Brookfield ili Malcom jedinicu-provjerite viskozitet u odnosu na specifikacije. Svježa pasta bi trebala biti srednje-specifikacije, ne prelaziti gornju granicu.
Test štampanja. Provedite kupon kroz svoj proces. Provjerite volumen depozita, efikasnost transfera, pad. Uporedite sa vašim osnovnim podacima.
Za kritične aplikacije, ispitivanje ravnoteže vlaženja direktno kvantificira aktivnost fluksa. Nemaju svi opremu. Ali ako gradite bilo šta sa zahtjevima za pouzdanost, vrijedno je ulaganja.
Dokumentujte sve. Kada mnogo toga krene loše na liniji, želite da pratite da li je dolazni QC nešto propustio ili je skladištenje/rukovanje degradiralo dobar materijal.
Kako izgleda neuspjeh
Pasta ne najavljuje svoj rok trajanja. Jednostavno prestane da radi dobro, a dijagnozu postavljate unazad.
Faza štampe: Slabo oslobađanje od otvora šablona. Depoziti koji padaju ili se šire. Pseće{2}}uši na uglovima. Nedovoljna jačina zvuka. Sve ovo može imati druge uzroke-trošenje šablona, pritisak brisača, rastojanje-odbijanja-ali stara pasta ih pogoršava i ponekad ih oponaša.
Post-reflow: Kuglice za lemljenje oko komponenti. Graping (nepotpuna koalescencija). Praznine u BTC spojevima. Jastuk za glavu -u- na BGA od oksidnih barijera koje sprečavaju vlaženje. Loše formiranje fileta.
Podmukli dio: marginalna pasta može proći vaše kriterije inspekcije, a istovremeno ugrađuje latentne rizike pouzdanosti. Spoj izgleda prihvatljivo. Intermetalni sloj je formiran nepotpuno. Tri godine u službi na terenu, zglob puca.
Taj neuspjeh nećete pratiti do paste koju ste koristili. Ali pasta je možda razlog zašto se to dogodilo.
Promjenjivost dobavljača
Ovo nije{0}}ubijanje-prodavača, svi prave dobru pastu i svi povremeno isporučuju lošu količinu-ali formulacije se razlikuju.
Japanski dobavljači (Senju, Tamura) teže konzervativnim specifikacijama. Ako kažu šest meseci, to i misle. Testiranje često potvrđuje da materijal ostaje u specifikaciji daleko iznad.
Neki kineski proizvođači su se dramatično poboljšali; drugi se i dalje bore s dosljednošću. Dolazna inspekcija je važnija kada se pritisci troškova lanca snabdijevanja guraju prema dobavljačima niže-razine.
Indium Corporation objavljuje opsežne tehničke podatke. Njihovi-roki trajanja su općenito pouzdani, a njihova tehnička podrška odgovara kada imate pitanja.
Podaci su marketinški dokumenti koliko i tehničke specifikacije. Pročitajte ih kritički. Zatražite stvarne testne podatke ako kvalificirate novi materijal.
Rok trajanja nije broj na etiketi. To je svojstvo koje se kontinuirano razgrađuje od trenutka proizvodnje paste, po stopama koje određuju način na koji je čuvate i rukujete. Upravljajte stvarnošću, a ne apstrakcijom.
