PCB技術 - PCBA処理中の湿度の影響

湿度は、しばしば重要な役割を果たしますPCBA製造工程.本稿では、主に温度の影響を紹介するPCBA処理. あまりにも低いものが乾燥する原因になります, ESD増加, ダストレベルが高くなります, そして、テンプレート・オープニングはよりふさわしいであり、テンプレートウェア. 増加, 湿度が低すぎて生産能力が低下し，生産能力が低下する. あまりに高く、材料は水を湿らせて、吸収させます, 剥離を引き起こす, ポップコーン効果, 半田ボール. 水分はまた、リフローはんだ付け中の材料のtg値を減少させ、動的反りを増加させる.

表面湿潤入門

金属上の吸湿層等

ほとんど全ての固体表面（例えば、金属、ガラス、セラミック、シリコンなど）は、吸湿層（単分子層または多分子層）を有し、表面温度が周囲の空気の露点温度（温度、湿度、空気圧に応じて）に等しいとき、この湿った吸水層が可視層となる。金属と金属の摩擦力は湿度の減少とともに増加する。相対湿度20 % RH以下では、相対湿度80 % RHより1.5倍高い。吸湿層のような有機プラスチック上の多孔質または吸湿性表面（エポキシ樹脂、プラスチック、フラックスなど）はこれらの層を吸収する傾向がある。表面温度が露点（結露）より低い場合でも、材料表面に水分を含まない水分は見られない。吸収層.それは、プラスチックカプセル化された装置（MSD）に浸透するこれらの表面上の単分子水吸収層の水です。単分子の水吸収層が20層に近い場合、これらの単分子吸水層に吸収された水分は、最終的にはリフローはんだ付け中に障害をもたらす。

ポップコーン効果. IPC - STD - 020によると, 湿った環境でのプラスチック包装された装置の露出は、制御されなければならない. 製造工程中に湿度が影響する. 湿度は製造に様々な影響を及ぼす. 一般的に言えば,湿度は見えません（体重増加以外）, しかし、それは結果が毛穴であることを持ってきます, 空隙, 半田スパッタ, はんだボール及びアンダーフィル空隙, etc. 任意のプロセス, 最悪の水分状態は水分凝縮である. 基板表面の水分は、材料またはプロセスに悪影響を及ぼすことなく、許容範囲内で制御されることを保証する必要がある.

制御の許容範囲？ほとんどすべてのコーティングプロセス（シリコン半導体製造におけるスピンコーティング、マスク、金属コーティング）では、基板温度に対応した露点を制御する。しかし、基板組立製造業は環境問題を決して考えていない。注目に値する問題（我々は環境管理ガイドラインとグローバルな消費者チームで制御されるべき様々なパラメータを発表しました）。デバイス製造プロセスがより微細な機能的特徴に向かって動くので、より小さな構成要素およびより高密度の基板は、マイクロエレクトロニクスおよび半導体産業の環境要件に近いプロセス要件を作る。我々はすでに、ダストコントロールの問題とそれが機器やプロセスにもたらす問題を知っている。我々は、コンポーネントと基板上の高湿度レベル（IPC - STD - 020）が材料性能低下、プロセスと信頼性問題を引き起こすことができるということを現在知っている必要があります。我々は機器の環境を制御するためにいくつかの機器メーカーをプッシュしている材料の供給者によって作成された材料は、厳しい環境で使用することができます。これまでのところ、湿度ははんだペースト、ステンシル、アンダーフィル材料などの問題を引き起こすことがわかった。

一般に、ソルダーペーストのようなコーティングは、溶媒、水または溶媒混合物中に固体を懸濁させることによって形成される。金属基板に適用されるこれらの液体の主な機能は、金属表面に接着および結合を提供することである。しかし、金属表面が環境露点に近い場合は、水が部分的に凝縮し、半田ペーストの下に溜まった水分が付着問題（被膜下の気泡など）を引き起こすことがある。金属被覆工業では，露点計を使用して，金属基板への被覆の密着性を確保することができる。基本的には、金属基板上または周辺の湿度レベルを正確に測定し、露点を計算し、この結果を被測定成分の基板表面温度と比較し、温度が3〜1／5℃未満であれば、基板温度と露点との間の仮焼点を計算する。そして、ボイドは、粘着性が悪いために引き起こされます。

相対湿度が約20 % RHのときの吸湿と相対湿度Rhと露点の関係は、基板上の水分子の水素結合の単層であり、パッド（表面には結合しない）である。水分子は動きません。この状態では、電気的性質でも水は無害で良性である。ワークショップ中の基板の保管条件によっては乾燥問題が生じる。このとき、表面の水分は水分を交換して蒸発し、一定の単層を維持する。単一層の更なる形成は基板表面上の水の吸収に依存する。エポキシ、フラックスとOSPはすべて、高い水吸収を持ちます、しかし、金属表面はそうしません。

プレス設定

ワークショップでは、実際にDEC ECUは26℃の温度を設定します。内部環境の相対湿度は45 % RHであり、内部環境で算出した基板の露点温度は15℃である。スクリーンプリンターに入る前に記録される最も寒い基板温度は19度であり、5度（基板温度と露点の差）は4度摂氏（19度摂氏）であり、金属安全性コーティングASTM及びISOコーティング仕様（最低4±1度）の下限を満たしているが、現場生産は失敗する可能性がある。多孔性表面被覆仕様は基板温度が5℃°Cより高いことを必要とするので、基板が水分を吸収すると仮定できる。

ワークショップ湿度が60 % RHより大きい富士装置のような他の装置に冷たい（19℃）基板を置くならば、我々は2度の摂氏を持ちます。基板が濡れすぎているからです。最適化のための良い設定は露点の上の5.5°cである。

ワークショップ測定

基板表面に吸収される水分は、表面温度、周囲気温、相対湿度（露点）に依存する。基板温度が露点に近いときは、厚い多分子層の水が形成されているため、パッドが濡れて半田ペースト等の付着（粘度）が低くなり、鋳型開口部におけるハンダペーストの剥離が少ない。

露点試験

湿度が増加する（＞50%RH）と、表面温度 PCBA基板 露点温度に近い4～5度の摂氏範囲内, そして、すべての基板表面は、濡れが悪い. 43%相対湿度の室内相対湿度レベルで試験を行った, これは基本的に実際の職場で測定された最悪の状況（60〜65%RH）よりはるかに低い。プロセスに対する湿度の影響は非常に一般的である. 低湿度ワークショップで必要とされる露点温度まで冷却するまで半時間、ワークショップ内の冷蔵庫にクリーンな基板を設置し、テストを行った. ダインペンでテストするとき, ダイン値は＞40ダインから37ダインに低下した。これは、プロセスに湿度の影響を説明するのに十分なので, 湿度と室温の影響は大きい, そして、ダイン値は間違いなくより大きく低下します.