Trvanlivost pájecí pasty: Co musíme vědět

Pájecí pasta-homogenní suspenze částic kovové slitiny ve vozidle s tavidlem-představuje jeden z chemicky nejvíce nestabilních materiálů v montážním řetězci SMT. Jeho funkční životnost, která se řídí oxidační kinetikou, mechanismy degradace toku a prahovými hodnotami reologické stability, vyžaduje přísné časové-řízení teploty od místa výroby až po konečnou depozici. Souhra mezi reaktivitou povrchu částic a chemií toku vytváří úzké provozní okno; odchylka od specifikovaných skladovacích parametrů iniciuje nevratné změny viskozity, lepivosti a smáčivosti, které se šíří přetavením jako latentní defekty.

Většina datových listů uvádí šest měsíců při 0-10 stupních. S tímto číslem se v oddělení nákupu zachází jako s písmem. Nemělo by být.

Zde je to, co se skutečně děje. Výrobce provede zrychlené testy stárnutí, použije určitou bezpečnostní rezervu, vytiskne na TDS „6 měsíců“, protože to je to, co průmysl očekává, a jde dál. Zda vaše konkrétní pasta ve vašich konkrétních skladovacích podmínkách-v chladničce poblíž nakládací rampy, která se otevírá čtyřicetkrát denně, a ta se špatným těsněním dveří nikdo neopraví,-zda si tato pasta skutečně zachová specifikace po dobu šesti měsíců, je úplně jiná otázka.

Testoval jsem pastu po pěti měsících, která se krásně tiskla. Po třech měsících jsem testoval pastu, která už byla zrnitá. Rozdíl byl obvykle vysledován v podmínkách skladování, které nikdo nesledoval.

Někteří dodavatelé nyní nabízejí 12-měsíční přípravky. Alpha, Indium, několik dalších. Chemie je jiná-stabilnější systémy tavidla, povrchově upravené prášky. Zda to potřebujete, závisí na rychlosti vašeho inventáře. Pokud protíráte pastu každých pár týdnů, platíte prémii za stabilitu, kterou nikdy nepoužijete.

Tok dělá většinu umírání.

Aktivátory-organické kyseliny, které během přetavování čistí vrstvy oxidů-, jsou svou konstrukcí reaktivní. Tato reaktivita se nezastaví, protože sklenici vložíte do chladničky. Zpomaluje se, podstatně, ale molekuly se stále nacházejí. Pomalá polymerace. Postupná neutralizace. Věci, díky kterým pasta funguje, se tiše spotřebovávají.

Rozpouštědla se vypařují. I přes „uzavřené“ nádoby. Zejména prostřednictvím plastových dóz, které někteří výrobci používají. Postupem času jsem vážil sklenice. Během šesti měsíců ztratíte gram nebo dva. Nezní to moc, dokud si neuvědomíte, že je to většinou rozpouštědlo a ztráta rozpouštědla znamená tečení viskozity.

Kovový prášek oxiduje. Částice SAC305 mají v poměru k objemu enormní povrchovou plochu-to je záměrné kvůli účinnosti tavení-, ale povrchová plocha znamená oxidační místa. Vrstva oxidu houstne. Vyžaduje větší aktivitu toku, aby se snížila během přetavení. Nakonec větší aktivitu, než může poskytnout degradované tavidlo.

Nic z toho se neděje lineárně. Urychlovačem je teplota. Platí Arrhenius kinetika: zhruba řečeno, reakční rychlost se zdvojnásobí na každých 10 stupňů zvýšení. Pasta skladovaná při 25 stupních nestárne dvakrát rychleji než pasta při 0 stupních. Stárne asi čtyřikrát až šestkrát rychleji, v závislosti na tom, jaký mechanismus degradace sledujete.

Každý má ledničku na pastu. Skoro nikdo ho nemá dobrý.

Specifikace obvykle vyžadují 0-10 stupňů. To je široký rozsah a 10 stupňů již snižuje životnost ve srovnání s 2 stupni. Ale skutečný problém není nastavená hodnota - je to stabilita. Domácí chladničky cyklují. Kompresor se spustí, teplota klesne na 2 stupně. Kompresor se vypne, plazí se až o 8 stupňů. Dveře se otevřou, špičky v přední části o 15 stupňů. Dveře se zavírají. Opakovat.

Tyto tepelné cykly namáhají pastu. Vehikulum tavidla se rozpíná a smršťuje jinak než kovové částice. Dochází k mikro-separaci. Není vidět, ne okamžitě, ale homogenita se zhoršuje.

Z nějakého důvodu existují lékařské-nebo laboratorní chladničky s nucenou-cirkulací vzduchu a těsnou tepelnou kontrolou. Zda vaše operace ospravedlní náklady, závisí na požadavcích na objem a kvalitu. Vysoce spolehlivé sestavy pro letectví, automobilové bezpečnostní systémy, lékařské implantáty? Utratit peníze. Spotřební elektronika s 18měsíčními produktovými cykly? Pravděpodobně v pořádku se slušnou komerční jednotkou a nějakým monitorováním.

Vložte tam min-max teploměr. Ty levné digitální fungují. Zkontrolujte to každý týden. Zaznamenejte to. Dozvíte se věci o podmínkách skladování, které jste nevěděli.

info-422-222

To je místo, kde jsem viděl nejvíce selhání procesní disciplíny.

Studená pasta, přímo z chlazení, vystavená okolnímu vzduchu: tvoří se kondenzát. Voda na vnější straně nádoby, v pořádku, otřete ji. Voda migruje do částečně -uzavřené pasty, interaguje s chemií tavidla, hydrolyzuje aktivátory-, což je kontaminace, kterou nemůžete vrátit zpět. Pasta se může stále tisknout. Může se dokonce přeformátovat. Ale vnesli jste vlhkost do systému navrženého jako bezvodý a později to uvidíte jako kuličky pájky, rozstřiky, náhrobky z nerovnoměrného smáčení.

Standardní praxe: 4-8 hodin při pokojové teplotě, neotevřené. Někteří výrobci uvádějí pro větší zavařovací sklenice déle. 500G nádobám trvá vyvážení déle než 200 g.

Sledoval jsem, jak operátoři v 7 hodin ráno vytahují z lednice pastu a v 7:15 odklopí víko, protože výroba čeká. Nikdo nechce slyšet o době setrvání, když linka nefunguje. Takže kontaminovaná pasta jde na šablonu a o tři hodiny později QC označí špičku uprostřed-kuliček pájky čipu a začíná ukazování-.

Pokud spěcháte, objednejte si menší sklenice. 100g nebo 200g balení dosáhne pokojové teploty rychleji. Nebo připravit zítřejší pastu dnes večer. Ale nevynechávejte tání.

Nikdy-toto chci zdůraznit-nikdy nepoužívejte zdroj tepla k urychlení zahřívání. Žádné plotýnky, žádné horkovzdušné pistole, žádné umístění sklenice blízko výfuku zařízení. Teplotní šok vytváří stejné problémy se separací jako tepelné cykly při skladování, ale rychleji.

V datovém listu je uvedeno "8 hodin životnost šablony" nebo "nepřetržitý tisk na jednu směnu." To je za kontrolovaných podmínek: specifická teplota, specifická vlhkost, šablona otřená každých N výtisků.

V praxi:

Továrna je 28 stupňů a 70% RH, protože je červenec a HVAC nestíhá. Životnost šablony se jen podstatně zkrátila a nikdo neupravil očekávání.

Linka vypadla na dvě hodiny kvůli zaseknutí podavače. Pasta seděla na šabloně, rozpouštědlo se vypařovalo a tavidlo se překrývalo. Mělo být uhněteno nebo nahrazeno. Nebyl.

Výroba skončila v pátek odpoledne. Někdo zakryl šablonu igelitem a usoudil, že to bude v pořádku do pondělí. Nebylo. Ta pasta je mrtvá. Vyhoďte to.

Rozpouštědla se odpařují rychlostí určenou tlakem par a průtokem vzduchu. Odkrytá plocha na šabloně je ve srovnání se sklenicí obrovská. Čtyři hodiny na šabloně mohou degradovat pastu více než čtyři týdny při správném skladování v chladu.

Můžete sebrat pastu ze šablony a vrátit ji zpět do sklenice?

Některé operace ano. Smíchejte s čerstvou pastou, vložte zpět do lednice, použijte zítra. To je natolik běžné, že některé pasty jsou speciálně navrženy pro recyklovatelnost-Kester's R276, několik produktů Indium.

Můj názor: pokud provozujete-vysoce spolehlivé sestavy, nedělejte to. Výpočet odměny za riziko-neprospívá. Ušetříte možná 50 dolarů na pastě, abyste zavedli variabilitu do produktu, který stojí tisíce, pokud selže v terénu.

U komerčních-produktů s méně přísnými požadavky může fungovat řízená recyklace. Klíčové slovo: kontrolovaný. Specifický poměr čerstvého k recyklovanému (běžné je 3:1). Žádná recyklace recyklovaného materiálu-pouze jedna generace. Správná re-mogenizace, což znamená skutečné míchání, nejen míchání špachtlí.

Tavidlo se zhoršilo. Reologie se posunula. Nedostáváte panenský výkon. To, zda se snížený výkon udrží v rámci vašeho procesního okna, závisí na tom, jakou máte rezervu.

Typ 3 (velikost částic 25-45μm) je tahoun. Dominuje obecnému shromáždění SMT. Poměrně shovívavý při skladování a manipulaci, protože větší částice znamenají nižší poměr-plochy- k objemu, což znamená pomalejší oxidaci na jednotku hmotnosti.

Typ 4 (20-38μm) je stále běžnější pro komponenty s jemnou roztečí-0,4mm rozteč CSP, pasiv 01005. Větší plocha, rychlejší degradace. Pokud váš TDS říká šest měsíců, myslete na pět pro typ 4.

Typ 5 (15-25μm) a jemnější-Typ 6, Typ 7 pro ultra-jemné aplikace-je skutečně obtížné udržovat čerstvé. Oxidační kinetika je agresivní. Někteří výrobci doporučují 3měsíční trvanlivost pro typ 5 a kratší pro jemnější druhy. Pracoval jsem s pastou typu 6, která musela být spotřebována do 72 hodin od výroby pro konzistentní výsledky při balení na úrovni oplatek.

Pokud váš provoz používá více typů prášku, potřebují samostatné protokoly správy. Zacházet s typem 5 jako s typem 3 si žádá potíže.

Datum výroby vašeho dodavatele je na sklenici. Vaše datum přijetí může být o týdny později-distribuce, odeslání, sezení na nakládací rampě ve Phoenixu v srpnu. Ta pasta během pauzy nezestárla.

Základní příchozí kontrola kvality:

Nejprve vizuální kontrola. Oddělení? Odbarvení? Zrnitá textura viditelná přes sklenici? Odmítněte to.

Pokud máte viskozimetr-jednotku Brookfield nebo Malcom-zkontrolujte viskozitu podle spec. Čerstvá pasta by měla být střední-specifikace, nikoli horní limit.

Tiskový test. Spusťte kupón svým procesem. Zkontrolujte objem vkladu, účinnost přenosu, pokles. Porovnejte se svými výchozími údaji.

Pro kritické aplikace kvantifikuje testování smáčecí rovnováhy přímo aktivitu tavidla. Ne každý má vybavení. Pokud ale stavíte cokoliv s požadavky na spolehlivost, vyplatí se to investovat.

Vše zdokumentujte. Když se na lince hodně pokazí, chcete zpětně vysledovat, zda příchozí kontrola kvality něco zmeškala nebo zda skladování/manipulace znehodnotila dobrý materiál.

Pasta neoznamuje expiraci. Prostě to přestane dobře fungovat a vy diagnostikujete pozpátku.

Fáze tisku: Špatné uvolnění z otvorů šablony. Vklady, které se propadnou nebo rozšíří. Psí-uši v rozích. Nedostatečný objem. To vše může mít jiné příčiny-opotřebení šablony, tlak na stírací lištu,-odtrhávací vzdálenost-, ale stará pasta je zhoršuje a někdy napodobuje.

Post-přeformátování: Připájejte kuličky kolem součástek. Graping (neúplná koalescence). Prázdné místa v BTC spojích. Hlavový-polštář-na BGA z oxidových bariér zabraňujících navlhčení. Špatná tvorba filé.

Zákeřná část: okrajová pasta může splnit vaše kritéria kontroly a zároveň začlenit latentní rizika spolehlivosti. Spoj vypadá přijatelně. Intermetalická vrstva se vytvořila neúplně. Tři roky v polní službě, kloub praskne.

Toto selhání nevysledujete zpět k pastě, kterou jste použili. Ale ta pasta může být důvodem, proč se to stalo.

Nejedná se o{0}}narážení na dodavatele{1}}každý vyrábí dobrou pastu a každý občas odešle špatnou dávku-, ale formulace se liší.

Japonští dodavatelé (Senju, Tamura) inklinují ke konzervativním specifikacím. Když říkají šest měsíců, myslí to vážně. Testování často potvrzuje, že materiál zůstává ve specifikaci daleko za hranicemi.

Někteří čínští výrobci se dramaticky zlepšili; ostatní stále bojují s důsledností. Vstupní kontrola je důležitější, když tlaky na náklady dodavatelského řetězce tlačí směrem k nižším-dodavatelům.

Indium Corporation zveřejňuje rozsáhlé technické údaje. Jejich tvrzení o životnosti-jsou obecně spolehlivé a jejich technická podpora vám ochotně odpoví, když máte nějaké dotazy.

Technické listy jsou marketingové dokumenty stejně jako technické specifikace. Přečtěte si je kriticky. Pokud se kvalifikujete pro nový materiál, zeptejte se na skutečná testovací data.

Doba použitelnosti není číslo na etiketě. Je to vlastnost, která se neustále zhoršuje od okamžiku, kdy je pasta vyrobena, rychlostí určenou tím, jak ji skladujete a jak s ní zacházíte. Řídit realitu, ne abstrakci.