Cách tốt nhất để áp dụng dán hàn là gì?

Dán hànứng dụng vẫn là bước quan trọng nhất trong quá trình lắp ráp bề mặt-nếu mắc lỗi ở đây và không có sự chỉnh sửa tiếp theo nào sẽ cứu được bo mạch của bạn. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chính xác đối với đặc tính lưu biến, cơ học stencil và điều kiện môi trường, tuy nhiên ngay cả những kỹ sư giàu kinh nghiệm đôi khi cũng bỏ qua các nguyên tắc cơ bản phân biệt kết quả có thể chấp nhận được với quá trình sản xuất thực sự mạnh mẽ.

Khuôn tô quan trọng hơn bạn nghĩ

Tôi đã thấy vô số dây chuyền sản xuất trong đó người vận hành bị ám ảnh bởi cài đặt máy in trong khi bỏ qua sự hao mòn rõ ràng của giấy nến. Vấn đề là đây: các bức tường khẩu độ của bạn xuống cấp theo thời gian. Thép không gỉ được cắt-bằng laze phát triển các vệt-vi mô sau hàng nghìn chu kỳ. Niken được tạo hình bằng điện có khả năng giữ-cao độ tốt hơn nhưng chi phí cao hơn đáng kể.

Thiết kế khẩu độ tuân theo quy tắc tỷ lệ diện tích-giữ tỷ lệ này trên 0,66 để nhả dán đáng tin cậy. Đối với QFP cao độ 0,4mm, điều đó có nghĩa là độ dày khuôn tô của bạn có thể không vượt quá 100μm. Mỏng hơn trong 0201s. Việc tính toán không phức tạp:

Tỷ lệ diện tích=Diện tích khẩu độ / Diện tích tường khẩu độ

Nhưng toán học chỉ nói lên một phần câu chuyện.

Điều không ai đề cập đến trong sách giáo khoa: việc sửa đổi hình dạng khẩu độ thực sự có tác dụng. Thiết kế tấm ốp nhà, tấm ốp ngược, góc bo tròn-đây không phải là mánh lới quảng cáo tiếp thị. Họ cải thiện việc giải phóng dán trên các miếng đệm có vấn đề. Không đáng kể, có thể hiệu quả chuyển giao tốt hơn 10-15%, nhưng đôi khi mức chênh lệch đó quyết định xem bạn đang vận chuyển sản phẩm hay loại bỏ bảng.

Thông số máy in và lý do mặc định thường sai

Câu hỏi về khoảng cách nhanh chóng- thỉnh thoảng xuất hiện. In tiếp xúc (không có khoảng cách) hoạt động với hầu hết các ứng dụng. Chế độ tiếp xúc-tắt tồn tại trong các tình huống cụ thể, chủ yếu là các chất nền dẻo hoặc bảng bị cong vênh, nhưng lại gây ra các biến chứng riêng.

Xử lý dán-nơi mà hầu hết các lỗi thực sự bắt nguồn

Không ai muốn nghe điều này, nhưng việc quản lý dán của bạn có lẽ còn cẩu thả.

Bột nhão mới để trong tủ lạnh cần 4-8 giờ ở nhiệt độ phòng trước khi sử dụng. Không thể thương lượng. Kem lạnh có độ nhớt sai, lắng đọng kém và gây ra đủ loại lỗi không liên tục khiến các kỹ sư chất lượng phát điên vì họ gần như không thể tìm ra nguyên nhân gốc rễ.

Sau khi mở, hầu hết các loại bột nhão vẫn có thể sử dụng được trong 12-24 giờ trên khuôn tô. Một số nhà sản xuất yêu cầu thời gian sử dụng lâu hơn, nhưng sự suy giảm từ thông bắt đầu ngay khi tiếp xúc với không khí. Hàm lượng kim loại vẫn ổn; chính phương tiện hữu cơ bị hư hỏng.

Khuấy động cũng quan trọng. Không đánh mạnh-có chứa bọt khí. Gấp nhẹ nhàng, có thể là 30 giây, sẽ tái hòa nhập mọi dòng chảy bị tách rời. Một số cơ sở sử dụng máy trộn dán tự động. Những người khác dựa vào kỹ thuật thủ công. Hoặc hoạt động nếu được thực hiện một cách nhất quán.

Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phòng in ảnh hưởng đến mọi thứ. Mục tiêu là 22-25 độ và 40-60% RH. Trôi ra ngoài những phạm vi này và bạn sẽ đuổi theo những khuyết điểm ảo cả ngày. Tôi đã chứng kiến ​​toàn bộ ca làm việc vật lộn với các vấn đề bắc cầu đã biến mất khi cuối cùng cũng có người kiểm tra hệ thống HVAC.

Áp dụng thủ công: các quy tắc hoàn toàn khác nhau

Việc phân phối bằng tay để làm lại hoặc tạo mẫu tuân theo logic khác nhau. Bộ phân phối khí nén hoạt động hiệu quả cho các bộ phận lớn hơn. Lựa chọn thước kim phụ thuộc vào hình dạng của tấm đệm - thước đo 22-25 bao gồm hầu hết các tình huống.

Kỹ thuật này liên quan đến nghệ thuật nhiều hơn là khoa học. Áp lực ổn định, chuyển động tay ổn định, độ cao phân phối thích hợp. Một số kỹ thuật viên phát triển kỹ năng vượt trội; những người khác không bao giờ hiểu được nó. Dù vậy, việc điều khiển âm lượng vẫn không chính xác nên các phương pháp thủ công phù hợp với việc sửa chữa và công việc có-khối lượng thấp chứ không phải sản xuất.

Đầu ống tiêm thường xuyên bị tắc do không có-công thức sạch. Giữ các tính năng bổ sung gần đó. Làm sạch miếng dán đã khô một phần khỏi đầu kim giữa các lần sử dụng-một thói quen phân biệt những người vận hành cẩn thận với những người cẩu thả.

Kiểm tra SPI và ý nghĩa thực sự của các con số

Hệ thống kiểm tra chất hàn 3D hiện đại đo khối lượng, diện tích, chiều cao và độ lệch vị trí cho mỗi lớp hàn. Dữ liệu cực kỳ có giá trị nếu được diễn giải chính xác, nếu không thì gần như vô dụng.

Sự thay đổi khối lượng quan trọng nhất. Hướng dẫn của ngành đề xuất duy trì khoản tiền gửi trong khoảng ±50% so với danh nghĩa, mặc dù mức độ chấp nhận chặt chẽ hơn sẽ áp dụng cho các thành phần cao độ-cao độ. Độ đồng đều về chiều cao cho thấy tính nhất quán của áp suất vắt. Các phép đo diện tích cho thấy khẩu độ bị tắc hoặc bị lan rộng.

Cái bẫy: việc theo đuổi điểm SPI hoàn hảo đôi khi lại gây ra những vấn đề tồi tệ hơn. Việc điều chỉnh các thông số để loại bỏ mọi sai lệch nhỏ có thể làm mất ổn định một quy trình có khả năng hoạt động khác. Tư duy thống kê giúp ở đây-hiểu được giá trị Cpk của bạn, theo dõi xu hướng, chỉ can thiệp khi biến thể vượt quá giới hạn kiểm soát.

Trường hợp đặc biệt phá vỡ quy tắc thông thường

Các gói BGA yêu cầu đủ khối lượng dán ở trung tâm mảng, nơi tập trung khối nhiệt. Một số nhà thiết kế giảm khẩu độ trung tâm để tránh hiện tượng bắc cầu, sau đó tự hỏi tại sao họ lại thấy các khiếm khuyết ở đầu-trong-gối sau khi chỉnh lại dòng. Cân bằng là khó khăn.

Miếng đệm trung tâm QFN{0}}vias tản nhiệt khiến mọi thứ trở nên phức tạp. Thiết kế khẩu độ có cửa sổ giúp ích, nhưng lớp dán có thể thấm qua các lỗ trong quá trình chỉnh lại dòng, khiến khớp bị thiếu. Các miếng đệm được xác định bằng mặt nạ hàn hoặc miếng đệm-trong-có vias được lấp đầy mang lại giải pháp tốt hơn, mặc dù cả hai đều làm tăng thêm chi phí chế tạo.

Mạch linh hoạt yêu cầu giảm áp lực in và xử lý cẩn thận. Chất nền bị lệch dưới lực vắt thông thường, gây ra cặn không đều. Việc giữ chân không-sẽ giúp ích. Đồ đạc chuyên dụng giúp ích nhiều hơn.

Đối với các thành phần 01005, bạn đang vận hành ở giới hạn quy trình bất kể chất lượng thiết bị như thế nào. Bột loại 5 hoặc loại 6 trở thành bắt buộc. Lớp phủ nano-của stencil giúp cải thiện khả năng giải phóng. Ngay cả khi đó, vẫn có thể xảy ra tổn thất năng suất mà các thành phần lớn hơn sẽ không thể chịu đựng được.

Những hư hỏng thường gặp và nguyên nhân thông thường của chúng

Cầu nối giữa các miếng đệm liền kề: khối lượng dán quá nhiều, thiết kế khẩu độ kém, độ sụt của miếng dán sau khi in hoặc mặt dưới của giấy nến bị bẩn. Trước tiên, hãy kiểm tra giấy nến-dấu keo khô trên bề mặt tiếp xúc có tạo ra chính xác mẫu khuyết tật này hay không.

Chất hàn không đủ sau khi hàn lại thường quay trở lại quá trình in. Hiệu suất truyền thấp do các khe hở bị mòn, áp lực chổi cao su không đủ hoặc lớp dán đã quá hạn sử dụng. Đôi khi, đó là sự cố đăng ký stencil, trong đó miếng dán rơi ra một phần-và không ướt đúng cách trong quá trình chỉnh lại dòng.

Bóng hàn của chip Tombstoning và giữa-chip thường biểu thị sự mất cân bằng khối lượng dán giữa các điểm cuối của thành phần-một miếng đệm được dán nhiều hơn, tan chảy trước, sức căng bề mặt kéo thành phần thẳng đứng. Sự bất đối xứng nhiệt trong cấu hình phản xạ lại cũng góp phần, nhưng bắt đầu bằng việc lắng cặn keo không đồng đều.

Mối hàn xung quanh các thành phần chip liên quan đến mối quan hệ giữa khẩu độ-với-miếng đệm. Khi chất dán vượt ra ngoài ranh giới của tấm đệm, chất trợ dung không thể bay hơi hoàn toàn trong quá trình làm nóng trước, dẫn đến chất hàn bị đẩy ra ngoài. Việc giảm kích thước khẩu độ xuống dưới kích thước tấm đệm một chút thường giải quyết được vấn đề này.

Yếu tố môi trường mọi người đều quên

Sự thay đổi theo mùa tác động đến việc in kem hàn nhiều hơn mức mà hầu hết các kỹ sư thừa nhận. Mùa đông mang lại độ ẩm thấp, dung môi bay hơi nhanh hơn, độ nhớt của hồ dán tăng lên. Độ ẩm mùa hè làm chậm quá trình khô nhưng có thể gây ra sự hấp thụ độ ẩm. Hệ thống điều hòa không khí có chu kỳ khác nhau tùy thuộc vào tải bên ngoài.

Hoạt động của sàn sản xuất rất quan trọng. Cửa mở liên tục, sự di chuyển của nhân viên, thiết bị gần đó tạo ra nhiệt-tất cả đều ảnh hưởng đến điều kiện cục bộ tại máy in. Bảng thông số kỹ thuật giả định môi trường được kiểm soát. Thực tế hiếm khi hợp tác đầy đủ.

Lời khuyên thiết thực thực sự có ích

Chạy các bảng đầu tiên của bạn một cách chậm rãi trong khi quay số các thông số. SPI mỗi bảng ban đầu, sau đó chuyển sang lấy mẫu khi ổn định.

Ghi lại mọi thứ. Tốc độ in, áp suất, tốc độ tách, số lô dán, tần suất làm sạch giấy nến, điều kiện phòng. Khi vấn đề xuất hiện vài tuần sau đó, tài liệu này trở nên vô giá.

Làm sạch giấy nến thường xuyên. Cần gạt nước dưới khuôn tự động có thể giúp ích nhưng không thay thế việc vệ sinh thủ công định kỳ bằng dung môi thích hợp. Kiểm tra khẩu độ dưới độ phóng đại sau khi làm sạch.

Hãy tin tưởng vào dữ liệu của bạn hơn là trực giác của bạn. Những người vận hành có kinh nghiệm phát triển bản năng, nhưng thiên kiến ​​xác nhận ảnh hưởng đến tất cả mọi người. Khi SPI thể hiện điều gì đó bất ngờ, hãy điều tra thay vì bác bỏ.

Thay thế dán trước khi nó thất bại, không phải sau. Chi phí của việc dán mới không đáng kể so với việc làm lại và tổn thất năng suất do vật liệu cận biên.

Cuối cùng, hãy nhớ rằng ứng dụng dán hàn chỉ là một bước trong chuỗi quy trình dài hơn. Các thông số in tối ưu phụ thuộc vào cấu hình chỉnh lại dòng xuôi dòng, thông số kỹ thuật của thành phần và thiết kế bảng mạch. Việc tách biệt quy trình in sẽ bỏ qua các tương tác-ở cấp hệ thống mà cuối cùng sẽ xác định chất lượng lắp ráp.