PCBA-Technologie - SMT Arbeitsumgebung und Möglichkeiten, Hohlräume zu reduzieren

Der Systemstandard ISO9001-2008 sollte in der Verwaltung und Produktion der Arbeitsumgebung des SMT-Bestückungsmaschine. Einführung ausländischer fortschrittlicher "5S"-Managementkonzepte. Hier ist ein kurzer Beitrag zu den Managementspezifikationen der Arbeitsumgebung von SMT-Bestückungsmaschines.

1. SMT-Patchmaterial Management formuliert Standards für die Materialplatzierung, und alle Materialien werden in Bereichen platziert, Racks, und Standorte nach Bedarf, und mit entsprechenden Schildern gekennzeichnet sind. Entsprechende Betriebsvorgaben zur Orientierung bei der Erfassung und Wiedergabe von Materialien, und entsprechende Aufzeichnungen werden erstellt.

2. Umweltmanagement der SMT Platzierungsmaschine Produktionswerkstatt

Die Produktionswerkstatt der SMT-Platzierungsmaschine sollte ein Produktionsmanagementsystem formulieren, das Werkstattpersonal auffordert, sich an die Prozessdisziplin zu halten und in strikter Übereinstimmung mit den Betriebsverfahren zu arbeiten; verlangen, dass alle Geräte, Gegenstände, Rohstoffe und Werkzeuge staubfrei sind; Treppen und Böden sind sauber und frei von Müll; Türen und Fenster sind sauber und staubfrei; Öffentliche Gänge sind entsperrt und frei von Schutt; Um eine "one-in-a-day inspection" und eine "day-to-day inspection" zu erreichen, gibt es täglich entsprechende Inspektionen und Aufzeichnungen.

Die Sauberkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit der SMT Bestückungsmaschinenwerkstatt werden anhand der Prozessdokumente gesteuert. Die Sauberkeit der Luft in der Werkstatt ist 100.000 (BGJ73-84); In einer klimatisierten Umgebung muss es eine bestimmte Menge an Frischluft geben und versuchen, den CO2-Gehalt unter 1000PPM und den CO-Gehalt unter 10PPM zu kontrollieren, um die menschliche Gesundheit zu gewährleisten. Die beste Umgebungstemperatur der Werkstatt ist 23±3 Grad Celsius, die Grenztemperatur ist 15~35 Grad Celsius; die relative Luftfeuchtigkeit ist 45%~70%RH. Fügen Sie Vorhänge zu den Fenstern an der Wand hinzu, um direktes Sonnenlicht auf die Ausrüstung zu vermeiden. Alle Operationen werden im Buch aufgezeichnet. Ordnen Sie die Beleuchtung in der Werkstatt an, die Beleuchtungsstärke ist 800~1200lx. Zumindest nicht weniger als 300lx. Wenn die Beleuchtungsstärke niedrig ist, sollte lokale Beleuchtung eingestellt werden.

3. Steuerung der unterstützenden Einrichtungen der SMT-Platzierungsmaschine

1. SMT Platzierungsmaschine Power Management und Steuerung

Die Versorgungsspannung sollte stabil sein, im Allgemeinen einphasiger Wechselstrom 220V, dreiphasiger Wechselstrom 380V. Die Stromversorgung der Nachinstallationsmaschine erfordert eine unabhängige Erdung. Im Allgemeinen wird eine dreiphasige Fünfdraht-Verbindungsmethode angenommen, und die Arbeitsnull-Leitung der Stromversorgung ist streng von der Schutzleitung getrennt. Installieren Sie einen Leitungsfilter oder Wechselspannungsstabilisator vor dem Transformator des Geräts.

2. Luftquellensteuerung der SMT Platzierungsmaschine

Konfigurieren Sie den Druck der Luftquelle entsprechend den Anforderungen der Ausrüstung. Im Allgemeinen ist der Druck größer als 7KG/cm2. Die Druckluft wird in die entsprechende Ausrüstung der Produktionslinie mit einem gleichmäßig ausgestatteten Luftquellennetz eingeführt, und der Luftkompressor muss in einem bestimmten Abstand von der SMT-Produktionswerkstatt sein; Die Druckluft ist mit Ölentfernung, Staubentfernung und Wasserentfernung zu behandeln.

3. Steuerung des Abluftvolumens der SMT-Bestückungsmaschine Produktionslinie

Sowohl Reflow-Löt- als auch Wellenlötanlagen haben Abluftanforderungen, und Abluftventilatoren werden entsprechend den Geräteanforderungen konfiguriert. Der Mindestdurchfluss der Abluftkanäle für alle Heißstrahlöfen wird in der Regel mit 500 Kubikfuß pro Minute geregelt.

SMT Patch Technologie zur Reduzierung von Leerstellen

Beim Schweißen großer flacher und niederfußhoher Bauteile wie QFN-Komponenten entstehen Hohlräume. Der Einsatz dieser Art von Komponenten nimmt zu. Um IPC-Standards zu erfüllen, hat die Bildung von Hohlräumen für viele Designer, SMD-Produktionslinienbetreiber und Qualitätskontrollpersonal Kopfschmerzen bereitet. Dieser Artikel konzentriert sich auf eine neue Methode zur Reduzierung von Hohlräumen.

Die Parameter zur Optimierung der Hohlleistung sind in der Regel die chemische Zusammensetzung der Lötpaste, das Reflow-Temperaturprofil, die Beschichtung des Substrats und der Komponenten sowie das Design des Pads und der Schablone. In der Praxis gibt es jedoch offensichtliche Einschränkungen bei der Änderung dieser Parameter. Trotz vieler Optimierungsbemühungen sehen Sie aber immer noch oft zu hohe Void Rate.

Unterschiedliche Hohlräume

Wenn wir uns die Lötstellen und Hohlräume genau ansehen, scheint ein wichtiger Parameter die Aufmerksamkeit der Menschen nicht erregt zu haben. Das ist die Lotlegierung.

Als Vortest weisen die drei am Markt üblichen bleifreien Lötlegierungen alle die Eigenschaften eines Void-Verhaltens auf.

Weitere Forschungsstrategien umfassen die Verwendung von Zinn, Bismut, Silber, Zink, Kupfer und anderen Elementen, um diese Legierungen anzupassen und ihre Auswirkungen auf das Hohlraumverhalten zu beobachten. Da diese Methode schnell viele Legierungen produzierte, wurde die TGA-Analyse als erstes Auswahlwerkzeug verwendet. Mit Hilfe der TGA-Analyse ist es möglich, das Verdampfungs- und Reflow-Temperaturprofil der flüssigen chemischen Zusammensetzung beim Kombinieren mit einer bestimmten Legierung zu überwachen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine glattere Verdampfungskurve im Allgemeinen eine geringere Hohlraumbildung bedeutet. Aus dieser Studie wurden acht prototypische Lötlegierungen ausgewählt und durch ihr Hohlverhalten charakterisiert.

Zu diesem Zweck wurden 60-QFns, die mit jeder Legierung beschichtet sind, auf drei verschiedenen beschichteten Substraten gelötet: NiAu (ENIG), OSP und I-Sn. Die chemische Zusammensetzung von Lötpaste, Schablonendicke und -layout sowie Substratlayout, die in allen Legierungen verwendet werden, sind gleich. Die Schweißtemperaturkurve wird entsprechend dem Schmelzpunkt der Legierung verwendet. Röntgenstrahlen werden verwendet, um das Leerraumniveau zu bestimmen. Eine der Legierungen erzielte die besten Ergebnisse im Kavitationsverhalten und wurde für weitere mechanische Zuverlässigkeitsprüfungen ausgewählt.

Einleitung

Der Mechanismus der Hohlraumbildung in Lötstellen ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung. Viele Void-Typen und -Entstehungsmechanismen wurden identifiziert. Am auffälligsten sind die großen Hohlräume. Der Hauptfaktor für die Bildung großer Hohlräume scheint die chemische Zusammensetzung in der Lötpaste zu sein.

Mikrovoids, Schrumpfvoids und Kirkendall Voids sind ebenfalls bekannte und gut dokumentierte Voids

Typ, aber es ist nicht in den Anwendungsbereich dieses Artikels. Viele Techniken zur Verringerung der Hohlraumbildung haben sich im Laufe der Jahre etabliert.

Die Anpassung der chemischen Zusammensetzung von Lötpaste, Reflow-Löttemperaturprofil, Bauteil-, Leiterplatten- und Schablonendesign oder -beschichtung sind einige Optimierungswerkzeuge, die derzeit weit verbreitet sind. Selbst Gerätehersteller bieten Lösungen zur Reduzierung der Leerraumraten durch Frequenzfegen oder Vakuumtechnik an. Es gibt jedoch noch einen weiteren sehr wichtigen Parameter, der Leerbildungs-Schweißlegierungen definiert.

Schweißlegierung: Ein ungewöhnlicher und verdächtiger Faktor. Die Hauptursache für die Bildung von Hohlräumen galt seit jeher als Flussmittel in der Lotpaste. Das Design eines Lotpastenflusses, das Leerräume effektiv reduzieren kann, scheint die richtige Methode zu sein, da etwa 50% des Flusses während des Reflow-Prozesses verdampft, was zu Leerstellen führt. Da der Fokus auf dem Lotpastenfluss liegt, hat die Erforschung des Unterschieds in der Hohlraumbildung verschiedener Lotlegierungen bisher nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt.

Der Hohlraumpegel wird mit Standard-lötbaren Legierungen gemessen, und es wird ein Basisprozentsatz der Hohlraumbildung ermittelt, wie SnAg3Cu0.5 (SAC305), SnAg0.3Cu0.7 (LowSAC0307) und Sn42Bi57Ag1. In allen in diesem Artikel beschriebenen Tests wurde die gleiche Lotpastenchemie verwendet.

Um den Niveauunterschied zwischen PCB-Oberflächen zu verstehen, wurden drei Arten von Oberflächen getestet, die in der Industrie häufig verwendet werden:

OSPCu, ENIG (NiAu) and I-Sn. Um genügend Hohlräume zu haben, Eine 120 μm Schablone wurde verwendet, ohne dass die PCB-Pad. Für jede Lotpaste, 60 Sn-beschichtete QFN-Komponenten werden mit einem Standard-Heizreflow-Profil reflow gelötet, das für jede spezifische Lotlegierung geeignet ist.