Bevezetés
A PCBA-gyártási ágazatban az ólmozott forrasztásról az ólommentes forrasztásra való áttérés{0}}nem csupán az anyagok helyettesítését jelenti, hanem egy átfogó folyamatfrissítést, amely magában foglalja a termodinamikát, a kohászatot és a berendezések pontosságát. Annak ellenére, hogy a RoHS-irányelv már évek óta érvényben van, az ólommentes forrasztás-a ólommentes forrasztás- jelentette kihívások, beleértve a magas olvadáspontot, a rossz nedvesíthetőséget és az anyagfeszültséggel kapcsolatos problémákat-, továbbra is kritikus változók, amelyek a gyárak minőségellenőrzési képességeit tesztelik a gyártási területen.
A magas olvadáspontú PCB-k és komponensek termikus kihívásai
Az ólom-alapú forraszanyag mindössze 183 fokon olvad meg, míg az általános ólommentes -forraszanyag eléri a 217 fokot. Ez a 34 fokos növekedés közvetlenül a 240-250 fokos küszöbértékre tolja a PCBA-folyamatok visszafolyási csúcshőmérsékletét.
Ilyen megemelt hőmérsékleten a PCB szubsztrátumokban lévő gyanta nagyon érzékeny a fizikai lebomlásra, ami delaminációhoz vagy elszíneződéshez vezet. Ezzel egyidejűleg a hőérzékeny alkatrészek, például az elektrolitkondenzátorok és csatlakozók hőállósági korlátai komoly kihívások elé állítanak{1}. A minőség-ellenőrzést az anyagfelvételi szakaszban kell elkezdeni, szigorúan ellenőrizve a PCB Td-jét (termikus bomlási hőmérséklet) és az alkatrészek termikus besorolását. A gyakorlatban a szakembereknek több-pontos hőmérőket kell használniuk a sütő hőmérsékleti profiljának finomhangolásához, minimalizálva a hőmérséklet-különbségeket a nagy,{5}}hőteljesítményű-alkatrészek és a kis, kis-hő-kapacitású mikro-komponensek között, hogy megakadályozzák a helyi túlmelegedést.
Változások a forrasztási kötés megjelenési kritériumaiban a nedvesítési különbségek miatt
Az ólommentes -forraszanyag lényegesen nagyobb felületi feszültséget mutat, mint az ólmozott forraszanyag, ami viszonylag gyengébb nedvesítési tulajdonságokat eredményez. A PCBA-feldolgozás szemrevételezése során az ólom-mentes forrasztási kötések már nem tükrözik az ólmozott kötésekre jellemző fényt-. Ehelyett finom matt felülettel rendelkeznek, a forrasztási magasság és a szórási szög gyakran kevésbé hangsúlyos, mint az ólmozott eljárásoknál.
Ez a fizikai tulajdonság változás szükségessé teszi a minőségbiztosítási csapatok frissített értékelési kritériumait. Az ólmozott korszak "fényes, teljes és kerek" szabványainak vak követése könnyen túlzott utómunkálatokhoz vezethet, ami károsíthatja az IMC réteget a párnákon. A hangsúlyt a nedvesítési szög és az alultöltési lefedettség számszerűsítésére kell helyezni. A nagy-felbontású AOI-algoritmusok használata az ólom-mentes forrasztási kötések egyedi morfológiájának újramodellezésére{4}}megakadályozza a termelési veszteséget okozó téves megítéléseket.
Az IMC réteg növekedési üteme és a forrasztási kötés ridegségének kezelése
Az ólommentes folyamatok magas-hőmérsékletű-környezete felgyorsítja az IMC réteg növekedését. Míg a mérsékelt IMC elengedhetetlen a stabil forrasztáshoz, az ólommentes ötvözetek, mint a SAC305, hajlamosak túl vastag Cu6Sn5 vagy Ag3Sn intermetallikus vegyületeket képezni a forrasztás során, ami jelentősen növeli a kötés ridegségét.
Amikor a PCBA alkatrészei leejtő ütéseket, vibrációt vagy hőtágulási/összehúzódási feszültségeket tapasztalnak, a túlságosan törékeny illesztési felületek hajlamosak a törésre. A minőségirányításnak szigorú másodlagos visszafolyási korlátozásokat kell megállapítania, és dinamikus hőmérséklet-felügyeletet kell végrehajtania a forrasztópáka csúcsainál a kritikus állomásokon, hogy megakadályozza, hogy a kézi forrasztás során fellépő pillanatnyi magas hőmérséklet további törékeny fémrétegeket idézzen elő. Az autóipari vagy ipari vezérlőtermékek esetében hősokk-teszttel kell kiegészíteni a mechanikai megbízhatóságot a hosszú távú terhelési ciklusok mellett.
Fluxus aktivitás és maradék ionok tisztítása
Az ólommentes forrasztóanyag rendkívül gyors oxidációs sebessége miatt magas hőmérsékleten, a megfelelő ólom-mentes folyasztószerek általában nagyobb arányban tartalmaznak aktivátorokat és gyantát. Az ezen komponensek által magas hőmérsékletű reakciók után{3}}képzett maradványokat gyakran nehezebb eltávolítani, és nagyobb elektromigrációs kockázatot jelentenek.
A PCBA gyártása során az önellenőrzésnek előnyben kell részesítenie a forrasztólap utó-felületének tisztaságát. Ha az ionos tisztítás a megfelelő bevonat előtt nem teljes, a maradék aktivátorok nedves környezetben dendritek növekedését idézhetik elő, ami mikro-rövidzárlatot okozhat. A gyáraknak rendszeresen ellenőrizniük kell a tisztítóoldat-ionkoncentrációkat, és optimalizálniuk kell az ultrahangos vagy permetező tisztítási nyomás paramétereit az ólommentes folyamatokhoz.
Következtetés
Az ólommentes folyamatok{0}}elfogadása eleve szűkíti a tűréshatárt a folyamatablakon belül. Ha olyan műszaki szűk keresztmetszetekbe ütközik, mint a szürke forrasztási kötések, az alkatrészek hőkárosodása vagy a hosszú távú megbízhatóság csökkenése-az ólmozott gyártásról az ólommentes gyártásra való-áttérés során, ez azt jelzi, hogy minőség-ellenőrzési logikájához mélyebb fizikai és kémiai fejlesztések szükségesek.
Gyors tényeka NeoDenről
1) 2010-ben alakult, 200 + alkalmazott, 27000+ négyzetméter. gyár.
2) NeoDen termékek: Különböző sorozatú PnP gépek, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. A Reflow Oven IN sorozat, valamint a teljes SMT Line tartalmazza az összes szükséges SMT berendezést.
3) Sikeres 10000+ ügyfelek szerte a világon.
4) 40+ Globális ügynökök Ázsiában, Európában, Amerikában, Óceániában és Afrikában.
5) K+F központ: 3 K+F részleg 25+ professzionális K+F mérnökökkel.
6) A CE listán szerepel, és 70+ szabadalmat kapott.
7) 30+ minőség-ellenőrző és műszaki támogatási mérnökök, 15+ vezető nemzetközi értékesítés, az ügyfelek 8 órán belüli gyors válaszadásáért és 24 órán belüli professzionális megoldásokért.