Tecnología de PCB - Efectos de la humedad en el procesamiento de pcba

La humedad suele desempeñar un papel clave en el proceso de fabricación del pcba. Este artículo presenta principalmente el impacto de la temperatura en el procesamiento de pcba. Demasiado bajo puede hacer que los artículos se sequen, la des aumentará, los niveles de polvo serán más altos, las aberturas de la plantilla se bloquearán más fácilmente y la plantilla se desgastará. El aumento ha demostrado que la humedad es demasiado baja para afectar y reducir directamente 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.

Introducción a la humectabilidad de la superficie

Capas absorbentes de humedad en metales, etc.

Casi todas las superficies sólidas (como metal, vidrio, cerámica, silicio, etc.) tienen una capa absorbente de humedad (capa única o polimolecular), que se convierte en una capa visible cuando la temperatura de la superficie es igual a la temperatura del punto de rocío del aire circundante (dependiendo de la temperatura, humedad y presión atmosférica). La fricción entre metales aumenta a medida que disminuye la humedad. Cuando la humedad relativa es del 20% RH y menos, la fricción es 1,5 veces mayor que cuando la humedad relativa es del 80% rh. Las superficies porosas o absorbentes de humedad (resina epoxi, plástico, flujos, etc.) en plásticos orgánicos, como las capas absorbentes de humedad, tienden a absorber estas capas. Incluso si la temperatura de la superficie es inferior al punto de rocío (condensación), la superficie del material no puede ver la superficie que contiene agua. Capa absorbente. Es el agua de estas capas de absorción de agua monomolecular en la superficie la que penetra en el dispositivo de encapsulamiento de plástico (msd). Cuando el espesor de las capas de absorción de agua monomolecular se acerca a las 20 capas, la humedad absorbida por estas capas de absorción de agua mecánica monomolecular eventualmente conducirá a un fallo durante la soldadura de retorno.

Efecto palomitas de maíz. De acuerdo con el IPC - STD - 020, se debe controlar la exposición de los equipos de embalaje de plástico a ambientes húmedos. La humedad puede afectar el proceso de fabricación. La humedad tiene múltiples efectos en la industria manufacturera. En general, la humedad es invisible (excepto por el aumento de peso), pero conlleva consecuencias como poros, huecos, salpicaduras de soldadura, bolas de soldadura y huecos de relleno inferior. para cualquier proceso, la peor condición de humedad es la condensación de humedad. Es necesario asegurarse de que la humedad en la superficie del sustrato se controle dentro de los límites permitidos sin afectar negativamente al material o proceso.

¿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. Hemos impulsado a algunos fabricantes de equipos a controlar el entorno en sus equipos, y los materiales preparados por los proveedores de materiales se pueden usar en entornos más duros. Hasta ahora, hemos descubierto que la humedad puede causar problemas con la pasta de soldadura, el encofrado, el relleno inferior, etc.

En general, los recubrimientos como las pastas de soldadura se forman suspendiendo sólidos en una mezcla de disolvente, agua o disolvente. La función principal de estos líquidos aplicados a sustratos metálicos es proporcionar adherencia y Unión a superficies metálicas. Sin embargo, el agua puede condensarse si la superficie metálica está cerca del punto de rocío ambiental. se condensa parcialmente y la humedad bajo la pasta de soldadura causa problemas de adherencia (burbujas bajo el recubrimiento, etc.). en el sector de los recubrimientos metálicos, El medidor de punto de rocío se puede utilizar para garantizar la adherencia del recubrimiento al sustrato metálico. Fundamentalmente, el instrumento mide con precisión el nivel de humedad sobre o alrededor del sustrato metálico y calcula el punto de rocío, compara este resultado con la temperatura de la superficie del sustrato del componente medido y luego calcula la temperatura entre la temperatura del sustrato y el punto de rocío, si la temperatura es inferior a 3 ï,5 grados centígrados, cero piezas no Se pueden recubrir, Y debido a la mala adherencia, causará huecos.

La relación entre la higroscopicidad y la humedad relativa RH y el punto de rocío cuando la humedad relativa es de aproximadamente 20% rh, las moléculas de agua tienen un enlace de hidrógeno de una sola capa sobre el sustrato y la almohadilla y se unen 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.

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 ° c, 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.

Medición del taller

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 provocará la adherencia de la pasta de soldadura, etc. (viscosidad) baja, lo que resulta en una mala liberación de la pasta de soldadura en la apertura de la plantilla.

Prueba del punto de rocío (valor dayin)

Cuando la humedad aumenta (> 50% rh), la temperatura de la superficie del sustrato pcba está en un rango de 4 a 5 grados centígrados cerca de la temperatura del punto de rocío, y todas las superficies del sustrato tienen una mala humectabilidad. 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.