Tecnología PCBA - El papel de la humedad en el proceso de fabricación de pcba

La humedad juega un papel clave en el proceso de fabricación de pcba. Demasiado bajo puede causar secado, aumento de la des, aumento de los niveles de polvo, más fácil obstrucción de las aberturas de la plantilla y desgaste de la plantilla. Los hechos han demostrado que la humedad demasiado baja puede afectar directamente y reducir la capacidad de producción. El exceso puede causar humedad y absorción de agua del material, lo que resulta en estratificación, efecto palomitas de maíz y bolas de soldadura. La humedad también reducirá el valor Tg del material y aumentará la deformación dinámica durante la soldadura de retorno.

Efectos de la humedad en la fabricación de pcba

La humedad tiene muchos efectos en la fabricación de pcba. En general, la humedad es invisible (excepto el aumento de peso), pero las consecuencias son poros, huecos, salpicaduras de soldadura, bolas de soldadura y huecos de relleno inferior.

¿Alcance de control permitido?

En casi todos los procesos de recubrimiento (recubrimiento giratorio, máscara y recubrimiento metálico en la fabricación de semiconductores de silicio), la medida aceptable es controlar el punto de rocío correspondiente a la temperatura del sustrato. Sin embargo, la industria de fabricación de ensamblaje de sustratos nunca ha considerado problemas ambientales. Una preocupación (aunque hemos publicado guías de control ambiental y varios parámetros que los equipos de consumidores globales deberían controlar).

A medida que el proceso de fabricación de dispositivos avanza hacia características funcionales más finas, componentes más pequeños y sustratos de mayor densidad acercan nuestros requisitos de proceso a los requisitos ambientales de la industria microelectrónica y de semiconductores.

Ya conocemos los problemas de control del polvo y los problemas que trae a los equipos y procesos. Ahora necesitamos saber que los altos niveles de humedad (ipc - STD - 020) en los componentes y sustratos pueden causar degradación de las propiedades de los materiales, problemas de proceso y fiabilidad.

Cuando la humedad relativa es de aproximadamente el 20% rh, existe un enlace de hidrógeno de una sola capa de moléculas de agua en el sustrato de PCB y en la almohadilla de pcb, que se une a la superficie (invisible). Las moléculas de agua no se mueven. En este estado, incluso en lo que respecta a los bienes eléctricos, el agua es inofensiva e inofensiva. Según las condiciones de almacenamiento del sustrato del taller, pueden aparecer algunos problemas de secado. En este momento, el agua de la superficie intercambia agua y se evapora para mantener una monocapa constante.

La formación adicional de una sola capa depende de la absorción de agua en la superficie del sustrato. La resina epoxi, el flujo y el OSP son altamente absorbentes de agua, pero no en la superficie metálica.

El efecto de la humedad en la fabricación de pcba a medida que aumenta el nivel de humedad relativa RH asociado al punto de rocío, las almohadillas metálicas (cobre) absorben más agua e incluso pasan por el OSP para formar capas multimoleculares (multicapa). La clave es que una gran cantidad de agua se acumula en la capa 20 o más de una sola planta, los electrones pueden fluir y, debido a la presencia de contaminantes, se formarán dendritos o caf. Cuando se acerca a la temperatura del punto de rocío (punto de rocío / condensación), una superficie poroso como el sustrato absorbe fácilmente grandes cantidades de agua, y cuando está por debajo de la temperatura del punto de rocío, la superficie hidrofílica absorberá significativamente grandes cantidades de agua. Para nuestro proceso de montaje electrónico, cuando la humedad absorbida por la superficie estrecha alcanza una cantidad crítica, puede causar problemas como la disminución de la eficiencia del flujo, el escape durante el relleno inferior y la soldadura de retorno, y la mala liberación de pasta de soldadura durante la impresión de la plantilla.

Pasta de soldadura

Efecto de la humedad durante la fabricación de pcba. De hecho, la pasta de soldadura tiene un proceso similar al de materiales de recubrimiento como las pinturas. Debe adherirse el mayor flujo posible a la superficie del sustrato para liberar eficazmente la pasta de soldadura de la apertura de la plantilla. La proximidad del punto de rocío de la pasta de soldadura al entorno circundante reduce la resistencia a la adherencia, lo que resulta en una mala liberación de la pasta de soldadura.

La temperatura del aire de la unidad ECU debe seguir, en la medida de lo posible, las reglas de recubrimiento metálico relacionadas con el punto de rocío, es decir, para el recubrimiento metálico, como el oro o el estaño, la temperatura de base no debe exceder la temperatura del punto de rocío de 4 ± 1 grados centígrados. Para Superficies porosas / hidrofílicas, como osp, la temperatura mínima que exigimos debe ser de 5 grados centígrados.

Configuración de la prensa dek

En el taller, la temperatura real establecida por dek ECU es de 26 grados centígrados. La humedad relativa del entorno interior es del 45% rh, y la temperatura del punto de rocío del sustrato calculada en el entorno interior es de 15 grados centígrados. La temperatura mínima del sustrato más fría registrada antes de entrar en la imprenta de malla de alambre es de 19 grados centígrados, y la isla T (diferencia entre la temperatura del sustrato y el punto de rocío) es de (19 grados centígrados - 15 grados centígrados) 4 grados centígrados, que solo cumple con el límite inferior de las especificaciones de recubrimiento ASTM E ISO de recubrimiento de Seguridad metálica (min. 4 ± 1 grados centígrados), pero la operación de producción in situ puede fallar. Las especificaciones de recubrimiento de superficie poroso requieren que la temperatura del sustrato sea superior a 5 grados centígrados, por lo que podemos asumir que el sustrato absorberá agua.

Si colocamos un sustrato frío (19 grados centígrados) en otros dispositivos, como el equipo fuji, donde la humedad del taller es superior al 60% rh, tendremos una temperatura de 2 grados centígrados, lo que no cumplirá en absoluto con los requisitos de las especificaciones de recubrimiento ASTM / iso. Porque la base está demasiado húmeda. Una buena configuración de optimización debe ser de 5 ° C por encima del punto de rocío.

Influencia de la humedad en la medición en el taller de fabricación pcba

La humedad absorbida en la superficie del sustrato depende de la temperatura de la superficie, la temperatura del aire ambiente y la humedad relativa (punto de rocío). Cuando la temperatura del sustrato se acerca al punto de rocío, la almohadilla está húmeda debido a la formación de una gruesa capa de agua multimolecular, lo que dará lugar a una adherencia de la pasta de soldadura, etc. (viscosidad) más baja, lo que resulta en una menor liberación de la pasta de soldadura en la apertura de la plantilla.

La siguiente es la temperatura crítica calculada en función de los diferentes rangos de temperatura y humedad de las condiciones del taller. Se registraron tres temperaturas de sustrato de 19 grados centígrados, 20 grados centígrados y 21 grados centígrados. La figura 1 muestra el rango de humedad y temperatura del taller de Seguridad para evitar la absorción de humedad (el entorno interno en el que se necesita medir el equipo).

Cuanto mayor sea la temperatura del sustrato, menor será el requisito para el entorno del taller.

Prueba del punto de rocío (valor dayin)

Cuando la humedad aumenta (> 50% rh), la temperatura de la superficie del sustrato de PCB está dentro de un rango de 4 a 5 grados centígrados cerca de la temperatura del punto de rocío, y la humectabilidad de todas las superficies del sustrato es pobre. Diseñamos una prueba con un nivel de humedad relativa interior del 43% de rh, básicamente muy por debajo del peor escenario medido en el taller real (60% al 65% de rh). El impacto de la humedad en el proceso es muy común. Hicimos una prueba y colocamos un sustrato limpio en el refrigerador del taller durante media hora hasta que se enfrió a la temperatura del punto de rocío necesaria para el taller de baja humedad. Cuando se probó con la pluma de daín, el valor de daín se había reducido de > 40 daín a 37 daín. Debido a que esto es suficiente para explicar el impacto de la humedad en el proceso, a alta humedad y temperatura ambiente, el impacto será mayor, y el valor de la causa definitivamente disminuirá más.