Tecnologia PCBA - L'influenza dell'umidità nella produzione di PCBA

L'influenza dell'umidità nella produzione di PCBA L'umidità gioca un ruolo chiave nel processo di fabbricazione. L'umidità troppo bassa si tradurrà in cose asciutte, aumento ESD, livelli di polvere più elevati, aperture dei modelli sono più probabili di essere ostruite e usura dei modelli. È stato dimostrato che l'umidità troppo bassa influisce direttamente e riduce la capacità produttiva. Troppo alto causerà l'umidità del materiale e l'assorbimento dell'acqua, causando delaminazione, effetto popcorn e palline di saldatura. L'umidità riduce anche il valore Tg del materiale e aumenta la deformazione dinamica durante la saldatura a riflusso.

Strato assorbente dell'umidità sul metallo, ecc. Quasi tutte le superfici solide (come metalli, vetro, ceramica, silicio, ecc.) hanno uno strato assorbente dell'umidità (monostrato o strato multi-molecolare), quando la temperatura superficiale è uguale alla temperatura del punto di rugiada dell'aria circostante (a seconda della temperatura, umidità e pressione dell'aria), Questo strato assorbente dell'acqua umida diventa lo strato visibile. La forza di attrito del metallo al metallo aumenta con la diminuzione dell'umidità. Ad un'umidità relativa del 20% RH e inferiore, la forza di attrito è 1,5 volte superiore a quella ad un'umidità relativa dell'80% RH.

Strato assorbente dell'umidità su plastica organica, ecc. Superfici porose o assorbenti dell'umidità (resina epossidica, plastica, flusso, ecc.) tendono ad assorbire questi strati assorbenti dell'acqua. Anche quando la temperatura superficiale è inferiore al punto di rugiada (condensa), lo strato assorbente dell'acqua contenente umidità non può essere visto sulla superficie del materiale. È l'acqua nello strato monomolecolare che assorbe acqua su queste superfici che penetra nel dispositivo incapsulato di plastica (MSD). Quando lo strato monomolecolare che assorbe l'acqua è vicino a 20 strati di spessore, l'acqua assorbita da questi strati monomolecolari che assorbono l'acqua porterà alla fine al fallimento durante la saldatura a riflusso. Secondo IPC-STD-020, l'esposizione dei dispositivi confezionati in plastica in un ambiente umido dovrebbe essere controllata.

Influenza dell'umidità nel processo di produzione L'umidità ha una varietà di effetti sulla produzione. In generale, l'umidità è invisibile (tranne per l'aumento di peso), ma le conseguenze sono pori, vuoti, spruzzi di saldatura, sfere di saldatura e vuoti sottoriempiti. Per qualsiasi processo, la peggiore condizione di umidità è la condensa di umidità. È necessario garantire che l'umidità sulla superficie del substrato sia controllata entro l'intervallo ammissibile senza influire negativamente sul materiale o sul processo.

La portata di controllo consentita? In quasi tutti i processi di rivestimento (spin coating, maschera e rivestimento metallico nella produzione di semiconduttori di silicio), la misura accettata è quella di controllare il punto di rugiada corrispondente alla temperatura del substrato. Tuttavia, l'industria manifatturiera dell'assemblaggio del substrato non ha mai considerato le questioni ambientali. Un tema degno di attenzione (anche se abbiamo pubblicato linee guida per il controllo ambientale e vari parametri che dovrebbero essere controllati nel team globale dei consumatori).

Mentre il processo di produzione dei dispositivi si sposta verso caratteristiche funzionali più fini, i componenti più piccoli e i substrati ad alta densità rendono i nostri requisiti di processo vicini ai requisiti ambientali delle industrie della microelettronica e dei semiconduttori. Conosciamo già il problema del controllo delle polveri e i problemi che comporta all'attrezzatura e al processo. Ora dobbiamo sapere che alti livelli di umidità (IPC-STD-020) su componenti e substrati possono causare problemi di degradazione delle prestazioni dei materiali, processi e affidabilità. Abbiamo spinto alcuni produttori di attrezzature a controllare l'ambiente nelle loro attrezzature e i materiali preparati dai fornitori di materiali possono essere utilizzati in ambienti più duri. Finora abbiamo scoperto che l'umidità può causare problemi con pasta di saldatura, stencil, materiali sottoriempitivi, ecc.

Generalmente, i rivestimenti come la pasta di saldatura sono formati sospendendo solidi in solventi, acqua o miscele di solventi. La funzione principale di questi liquidi applicati ai substrati metallici è quella di fornire adesione e legame alla superficie metallica. Tuttavia, se la superficie metallica è vicina al punto di rugiada ambientale, l'acqua può essere parzialmente condensata e l'umidità intrappolata sotto la pasta di saldatura causerà problemi di adesione (bolle sotto il rivestimento, ecc.).

Nell'industria del rivestimento metallico, il misuratore del punto di rugiada può essere utilizzato per garantire l'adesione del rivestimento al substrato metallico. Fondamentalmente, questo strumento misura accuratamente il livello di umidità sul substrato metallico o intorno a esso e calcola il punto di rugiada, confronta questo risultato con la temperatura superficiale del substrato del componente misurato e quindi calcola il â 㔭 T tra la temperatura del substrato e il punto di rugiada, se â 㔭 T Se la temperatura è inferiore a 3 ~ 5 gradi Celsius, le parti non possono essere rivestite e i vuoti saranno causati a causa di scarsa adesione.

Il rapporto tra assorbimento di umidità e umidità relativa RH e punto di rugiada Quando l'umidità relativa è di circa il 20% RH, c'è un monostrato di molecole d'acqua legate all'idrogeno sul substrato e sul pad, che è legato alla superficie (non visibile). Le molecole d'acqua non si muovono. In questo stato, anche in termini di proprietà elettriche, l'acqua è innocua e benigna. Possono verificarsi alcuni problemi di essiccazione, a seconda delle condizioni di conservazione del substrato in officina. In questo momento, l'umidità sulla superficie scambia umidità ed evapora per mantenere un monostrato costante. L'ulteriore formazione del monostrato dipende dall'assorbimento di acqua sulla superficie del substrato. Epoxy, flux e OSP hanno tutti un elevato assorbimento d'acqua, ma le superfici metalliche no.

Con l'aumento del livello di umidità relativa relativo relativo al punto di rugiada, il cuscinetto metallico (rame) assorbirà più umidità e passerà anche attraverso l'OSP per formare uno strato multi-molecolare (multistrato). La chiave è che una grande quantità di acqua si accumula nel 20 ° strato e sopra del monostrato, gli elettroni possono fluire, e a causa della presenza di inquinanti, si formano dendriti o CAF. Quando è vicino alla temperatura del punto di rugiada (punto di rugiada / condensa), la superficie porosa come il substrato assorbe facilmente una grande quantità di acqua e quando è inferiore alla temperatura del punto di rugiada, la superficie idrofila assorbirà significativamente una grande quantità di acqua. Per il nostro processo di assemblaggio elettronico, quando l'umidità assorbita dalla superficie aderente raggiunge una quantità critica, causerà una diminuzione dell'efficienza di flusso, dello scarico durante la saldatura di sottoriempimento e riflusso e scarso rilascio della pasta di saldatura durante la stampa stencil, ecc. Mantenere l'ECU della stampante vicino alla temperatura ambiente ridurrà i possibili problemi di rilascio della pasta di saldatura causati dal punto di rugiada. Essere consapevoli del fatto che in un'officina calda e umida, l'armadio di essiccazione produrrà componenti PCB a bassa temperatura freddi e la bassa umidità aumenterà l'attrito tra metalli e prodotti PCB.