Lehim pastası tozu tipinin seçilmesi sadece mevcut en iyi tozun seçilmesi meselesi değildir. Parçacıklar, en zorlu şablon açıklıkları için yeterince küçük olmalıdır, ancak tam macun aynı zamanda alaşıma, akı sistemine, şablon kalınlığına, depolama koşullarına, yeniden akış işlemine ve gerekli üretim stabilitesine de uygun olmalıdır.
Hızlı cevap:dikdörtgen bir açıklığın dar boyutu için başlangıç ekranı olarak beş-top kuralını kullanın. Dairesel bir açıklık için, kullanılabilir alan merkez çizgisinden uzaklaştıkça daraldığından daha ihtiyatlı bir parçacık-sayımı değerlendirmesi kullanın. Daha sonra alan oranını hesaplayın ve tekrarlanan baskı ve lehim pastası incelemesi ile sonucu doğrulayın.
Bu sıra, açıkça uygun olmayan toz boyutlarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. Ürünün teknik veri sayfasının, şablon tasarımı incelemesinin veya süreç doğrulamasının yerini almaz.
Stencil Baskıda Toz Boyutu Neden Önemlidir?
Lehim pastasıalaşım tozunu flux-içeren bir araçla birleştirir. Yazdırma sırasında macun sileceğin önünde yuvarlanmalı, açıklığı doldurmalı ve PCB pedi üzerinde kalarak şablon duvarlarından ayrılmalıdır.
Toz boyutu, küçük bir açıklığı kaç parçacığın işgal edebileceğini etkiler. Ancak parçacık boyutu sürecin yalnızca bir kısmıdır.lehim pastasının çalışma prensibiaynı zamanda akı kimyasına, reolojiye ve ısınma davranışına da bağlıdır.
Toz seçimi için üç terimi ayrı tutun:
- Lehim pastası tozu boyutugenel parçacık-boyutu konusudur.
- Toz TipiTip 3, Tip 4, Tip 5 veya Tip 6 gibi bir sınıflandırmadır.
- Üst parçacık-boyutu sınırıilk geometrik perdeleme hesabında kullanılan değerdir.
Aynı Tip tanımına sahip her ürünün aynı kontrollü dağıtıma sahip olduğunu varsaymayın. Nihai hesaplamalar için tedarikçinin gerçek spesifikasyonunu kullanın.
Beş-Top ve Dairesel-Diyafram Tarama Kuralı Nedir?
Her iki yöntem de ilgili en büyük toz parçacıklarını en küçük şablon açıklığıyla karşılaştırır. Erken bir soruyu yanıtlıyorlar:
Kullanılabilir parçacık popülasyonu fazla kısıtlanmadan parçacıklar açıklık geometrisi için yeterince küçük mü?
Macun salınımını, aktarım verimliliğini veya son lehim{0}bağlantı kalitesini doğrudan ölçmezler.
Dikdörtgen Açıklıklar için Beş-Top Kuralı
Beş-top kuralı genellikle dikdörtgen bir açıklığın en dar boyutuna uygulanır.
Minimum açıklık genişliği ≈ 5 × üst parçacık-boyut sınırı
Üst parçacık boyutu 38 μm olan bir macun için:
5 × 38 μm = 190 μm
Bu nedenle 200 μm genişliğinde dikdörtgen bir açıklık bu geometrik ekranı dar bir şekilde geçer.
Kural genellikle ortalama parçacık çapına değil, kontrollü parçacık dağılımının üst ucuna dayanır. IPC teknik literatürü, bu beş-parçacık ilişkisini, tam bir süreç yeterlilik yönteminden ziyade bir mühendislik kılavuzu olarak tartışmaktadır.
Dairesel Açıklıklar için Muhafazakar Bir Ekran
Dairesel bir açıklık farklı bir paketleme sorunu yaratır. Beş parçacık merkez çapa sığabilir ancak mevcut genişlik merkez çizgisinden uzaklaştıkça azalır. Bu nedenle, yalnızca dikdörtgen şeklinde beş-top hesaplamasını geçen bir macun, tüm dairesel alan boyunca sınırlı parçacık popülasyonu sağlayabilir.
Yaygın olarak tartışılan muhafazakar bir mühendislik ekranı:
Minimum dairesel delik çapı ≈ 8 × üst parçacık-boyut sınırı
38 μm üst parçacık boyutu için:
8 × 38 μm = 304 μm
275 μm'lik dairesel bir açıklık bu muhafazakar değeri karşılamaz, ancak yaklaşık yedi üst-boyutlu parçacık çapını kaplayabilir. Kombinasyon yine de iyi-kontrol edilen koşullar altında yazdırılabilir, ancak daha küçük parçacıklara sahip bir macuna göre daha az geometrik kenar boşluğuna sahiptir.
Bu dairesel{0}}açıklık hesaplaması, bir IPC gereksinimi veya evrensel bir başarılı/başarısız kuralı olarak değil, bir tarama buluşsal yöntemi olarak ele alınmalıdır.
Yaygın Lehim Pastası Tozu Çeşitleri
Aşağıdaki aralıklar genellikle mühendislik karşılaştırması için kullanılır. Bir işlemi satın almadan veya onaylamadan önce tam parçacık dağılımını, test yöntemini ve spesifikasyonu mevcut ürün veri sayfasıyla doğrulayın.
| Toz Tipi | Ortak Parçacık Aralığı | Eleme İçin Kullanılan Üst Boyut | Beş-Top Eşiği | Sekiz-Parçacık Dairesel Eşiği |
|---|---|---|---|---|
| Tip 3 | 25–45 μm | 45 μm | 225 μm | 360 μm |
| Tip 4 | 20–38 μm | 38 μm | 190 μm | 304 μm |
| Tip 5 | 15–25 μm | 25 μm | 125 μm | 200 μm |
| Tip 6 | 5–15 μm | 15 μm | 75 μm | 120 μm |
Bu değerler, Tip 4'ün neden Tip 3 için zor olan özellikleri yazdırabildiğini ve neden Tip 5 veya Tip 6'nın daha ince açıklıklar için düşünülebileceğini açıklamaktadır. Bunlar her montajın mümkün olan en küçük toza taşınması gerektiği anlamına gelmez.
Parçacık boyutu küçüldükçe, küçük bir açıklığı daha fazla parçacık kaplayabilir ve ince-özellik tanımı iyileşebilir. Aynı zamanda toplam parçacık yüzey alanı artar, dolayısıyla oksidasyon kontrolü, depolama, akı formülasyonu ve yeniden akış davranışı daha hassas hale gelebilir. Daha genişlehim pastasının fiziksel özellikleribu nedenle toz Tipi ile birlikte gözden geçirilmelidir.
Çözümlü Örnek 1: 0,20 mm Dikdörtgen Açıklık
Minimum genişliğe sahip dikdörtgen bir açıklık düşünün:
0,20 mm=200 μm
Tip 3 Ekran
5 × 45 μm = 225 μm
200 μm açıklık, 225 μm tarama değerinden daha küçüktür.
Tarama sonucu:Tip 3, geleneksel beş-toplu perdeyi geçemez.
Tip 4 Ekran
5 × 38 μm = 190 μm
200 μm açıklık 190 μm'den biraz daha büyüktür.
Tarama sonucu:4 geçiş yazın, ancak sınırlı geometrik kenar boşluğuyla.
Tip 5 Ekran
5 × 25 μm = 125 μm
Tip 5, çok daha fazla parçacık-boyutu marjı sağlar.
Bu, Tip 5'i otomatik olarak daha iyi malzeme yapmaz. Tip 4 halihazırda stabil salınım, kabul edilebilir yeniden akış ve uygun depolama performansı sağladığında, daha ince bir toza geçiş, tanımlanmış bir sorunu çözmeden maliyet veya proses duyarlılığını artırabilir.
Kural açıkça uygun olmayan seçenekleri ortadan kaldırmalıdır. Komple macunu tek başına seçmemelidir.
Çalışılan Örnek 2: 0,275 mm'lik Dairesel Açıklık
Şimdi çapı aşağıdaki gibi olan dairesel bir açıklık düşünün:
0,275 mm=275 μm
Tip 3 Ekran
8 × 45 μm = 360 μm
Açıklık, muhafazakar 360 μm değerinin büyük ölçüde altındadır.
Pratik çıkarım:Tip 3, bu dairesel özellik için sınırlı geometrik kenar boşluğuna sahiptir.
Tip 4 Ekran
8 × 38 μm = 304 μm
275 μm açıklık muhafazakar eşiğin altında kalır.
275 ÷ 38 ≈ 7.2
Çapı kabaca yedi üst-boyutlu parçacık kaplayabilir. Tip 4, yapıştırma, kalıp ve yazıcı iyi kontrol edildiğinde hala başarılı bir şekilde yazdırabilir, ancak muhafazakar sekiz-parçacıklı ekranı tam olarak karşılamaz.
Tip 5 Ekran
8 × 25 μm = 200 μm
275 μm açıklık bu değeri aşıyor.
Pratik çıkarım:Tip 5, daha güçlü parçacık-boyutu marjı sağlar ve Tip 4'ün istikrarlı bir biriktirme hacmi veya salıverme sağlayamadığı durumlarda dikkate alınmayı hak eder.
Top-Sayma Kuralları Neden Yalnızca İlk Ekrandır?
Bir macun geometrik parçacık ekranından geçebilir ve yine de kötü yazdırılabilir. Toz--açıklık karşılaştırması, macunu kalıbın içinde tutan kuvvetleri tam olarak hesaba katmaz.
Alan Oranı
Alan oranı, açıklık açıklığı alanını açıklık-duvar alanıyla karşılaştırır. IPC-7525C bu geometriyi şablon tasarım kılavuzunda tanımlar.
Dikdörtgen açıklık için:
Alan Oranı=L × G ÷ [2 × T × (L + W)]
L açıklık uzunluğu, W açıklık genişliği ve T şablon kalınlığıdır.
Dairesel bir açıklık için:
Alan Oranı=D ÷ 4T
Burada D açıklık çapı ve T şablon kalınlığıdır.
Çalışılan Alan-Oranı Örneği
Aşağıdakilere sahip dikdörtgen bir açıklık düşünün:
- U=0.40 mm;
- G=0.20 mm;
- T=0.10 mm.
Alan Oranı=0.40 × 0,20 ÷ [2 × 0,10 × (0.40 + 0.20)]
Alan Oranı=0.08 ÷ 0,12 ≈ 0,67
Bu değer, geleneksel şablon baskısında sıklıkla kullanılan geleneksel 0,66 referansına yakındır. Bu, evrensel bir kabul limiti olmaktan ziyade bir başlangıç mühendislik referansı olmaya devam etmektedir. Macun formülasyonu, açıklık-duvar kalitesi, kaplama ve proses kontrolü gerçek yeteneği değiştirebilir.
Delik boyutları aynı kalırken şablonun kalınlığı artarsa duvar alanı artar ve serbest bırakma genellikle daha zor hale gelir. Top-sayımı sonucu değişmez, bu nedenle parçacık taraması ve alan oranının ayrı ayrı ele alınması gerekir.
Aktarım Verimliliği
Transfer verimliliği, PCB üzerinde biriken macun hacmini teorik açıklık hacmiyle karşılaştırır:
Transfer Verimliliği=Biriktirilen Macun Hacmi ÷ Teorik Açıklık Hacmi × %100
Değer, hacim değişimi ve baskı{0}}baskıdan-baskıya tutarlılıkla birlikte değerlendirilmelidir. Kabul edilebilir bir depozito, sürecin istikrarlı olduğunu kanıtlamaz.
Diyafram Açıklığını Etkileyen Diğer Faktörler
Stencil Duvar Kalitesi ve Kaplaması
Macun açıklık duvarlarından ayrılmalı ve PCB pedi üzerinde kalmalıdır. Ayırma, lazer-kesim kalitesi, duvar pürüzlülüğü, folyo malzemesi, elektro-parlatma, nano kaplama, aşınma, kurumuş macun ve şablonun alt tarafındaki kirlenmeden etkilenebilir.
Pürüzsüz, iyi-bakımlı bir açıklık, aynı nominal boyutlara sahip kaba veya kirli bir açıklıktan daha tutarlı bir şekilde yazdırabilir.
Nominal Boyutun-Dahili Açıklık Boyutuna Göre Karşılaştırması
Çizim boyutları erken seçim için kullanışlıdır ancak bitmiş açıklık, kesme, sonlandırma ve inceleme toleransları nedeniyle farklılık gösterebilir. Bir tasarım parçacık-boyutuna veya alan-oranına yakın olduğunda, yalnızca nominal CAD değerine güvenmek yerine,-yapılı açıklık boyutları olarak ölçülenleri kullanın.
Macun Reolojisi ve Proses Koşulları
Lehim tozu macunun yalnızca bir bileşenidir. Akı aracı viskoziteyi, kayma incelmesini, dolguyu, çökmeyi, ayrılma davranışını, kuruma direncini ve yazıcı duraklamalarından sonra toparlanmayı etkiler.
Yazdırma aynı zamanda silecek hızı ve basıncına, ayırma hızına, kart desteğine, şablondan{0}}kartaya- contalama, oda koşulları, macun yaşı ve şablon altı temizleme sıklığına göre de değişebilir. Hakkındaki makaleAkı kimyası elektronik aksamı nasıl etkiler?aracın neden göz ardı edilemeyeceğini açıklıyor.
Doldurma kabul edilebilir göründüğü halde salma tutarsız kaldığında, tek nedenin parçacık boyutunun olduğunu varsaymadan önce ilk olarak contayı, açıklık durumunu, ayrılma davranışını ve macun durumunu gözden geçirin.
Altı-Adımlı Toz Türü Seçimi İş Akışı
Adım 1: En Küçük Kritik Açıklığı Bulun
Yalnızca en yaygın bileşen yerine kalıbın tamamını inceleyin. En küçük genişliği, en küçük çapı, açıklık uzunluğunu, sıra dışı şekilleri ve yerel adım-kalınlığını kaydedin.
Adım 2: Diyafram Şeklini Kaydedin
Her kritik özelliği dikdörtgen, kare, dairesel, yuvarlak kare, ana plaka, pencere-bölmesi veya başka bir özel geometri olarak sınıflandırın. Beş-toplu perdeyi öncelikle dikdörtgen özelliklerin dar boyutuna uygulayın ve dairesel açıklıklar için daha ihtiyatlı bir değerlendirme kullanın.
Adım 3: Gerçek Toz Spesifikasyonunu Alın
Toz Türü, nominal aralık, üst parçacık-boyut sınırı, parçacık-şekli spesifikasyonu, test yöntemi ve parti-kontrol bilgilerini tedarikçiden isteyin. Yalnızca ortalama çaptan hesaplama yapmayın.
Adım 4: Geometrik Ekranı Uygulayın
Dikdörtgen minimum genişliğini üst parçacık çapına bölerek hesaplayın. Beşin altındaki bir değer, daha ince bir tozun, daha büyük bir açıklığın veya tasarım değişikliğinin değerlendirilmesi gerektiğini gösterir.
Dairesel bir açıklık için, yaklaşık sekizin altındaki bir sonuç ilave dikkati hak eder çünkü kullanılabilir genişlik merkez çizgisinden uzaklaştıkça azalır.
Adım 5: Alan Oranını Hesaplayın
Gerçek şablon kalınlığını ekleyin. Levha hem büyük hem de çok küçük birikintiler içeriyorsa, toz tipini değiştirmeyi daha ince folyo, kademeli şablon, değiştirilmiş açıklık, kaplama veya başka bir biriktirme yöntemi gibi alternatiflerle karşılaştırın. Kılavuzulehim pastası uygulama yöntemleridaha geniş bir süreç bağlamı sağlar.
Adım 6: Tekrarlanan Yazdırma ve SPI ile Doğrulama
Yatırılan hacmi, aktarım verimliliğini, hacim değişimini, açıklık-diyaframa-açıklık tutarlılığını, yazdırma-yazıcıya-tutarlılığını, duraklamadan sonraki davranışı, amaçlanan şablon ömrü boyunca davranışı, alt taraf kirliliğini, köprülenmeyi, çökmeyi ve yeniden akıtma performansını değerlendirin.
Lehim pastası denetimiözellikle kullanışlıdır çünkü yerleştirmeden önce birikintiyi ölçer ve yeniden akıtma orijinal yazdırma sorununu gizleyebilir. Daha geniş yöntemlerlehim performansının değerlendirilmesiNihai yeterlilik planını destekleyebilir.
Yaygın Toz-Seçim Hataları
Bileşen Adından Yalnızca Toz Tipini Seçme
BGA aralığı veya çip-bileşeni tanımı, otomatik olarak tek bir evrensel toz Tipi gerektirmez. Tampon tasarımı, açıklık boyutları, şablon kalınlığı, açıklık şekli, macun formülasyonu ve proses kapasitesi gerçek gereksinimi belirler.
Yalnızca Ortalama Parçacık Boyutuna Bakmak
Kontrollü dağılımın üst ucu geometrik tarama hesaplamasıyla daha ilgilidir. Aynı Tür ile etiketlenen iki ürün yine de farklı dağıtımlara ve yazdırma davranışlarına sahip olabilir.
Daha İnce Tozun Her Zaman Daha İyi Olduğunu Varsaymak
Daha ince toz, küçük açıklıklar için daha fazla marj sağlayabilir ancak farklı depolama, oksidasyon, yeniden akış ve maliyet hususlarına neden olabilir. Stabil, doğrulanmış bir proses sağlayan en iri tozu seçin.
Şablon Kalınlığını veya Şeklini Göz Ardı Etme
Bilya-sayımı kurallarına folyo kalınlığı dahil değildir ve eşit nominal boyutlar, dairesel ve dikdörtgen açıklıkları eşdeğer kılmaz. Alan oranı ve geometri birlikte gözden geçirilmelidir.
Mühendislik Buluşsal Yöntemini Standart Bir Gereksinim Olarak Ele Alma
Beş-top kuralı ve muhafazakar dairesel-paketleme ekranı erken seçimi destekler. Onay, mevcut çizimlere, tedarikçi spesifikasyonlarına, geçerli standartlara ve gerçek proses verilerine dayanmalıdır.
Tek Baskıdan Yapıştırmayı Onaylama
Kurulumdan hemen sonra çalışan bir işlem, bir duraklamadan sonra veya kalıp üzerinde birkaç saat çalıştıktan sonra farklı davranabilir. Yeterlilik, birden fazla baskıyı ve amaçlanan üretim penceresini kullanmalıdır.
Lehim Pastası Teklif Talebine Neler Dahil Edilmelidir?
Tedarikçinin yalnızca toz yerine komple bir macun sistemi önermesi için yeterli proses bilgisi sağlayın.
- lehim alaşımı ve kurşunsuz veya kurşunlu-gereklilik;
- Daha önce belirtilmişse gerekli toz türü;
- en küçük dikdörtgen açıklık;
- en küçük dairesel açıklık;
- nominal ve ölçülen şablon kalınlığı;
- kritik açıklık şekilleri;
- en küçük bileşen aralığı;
- baskı, dağıtım veya püskürtme yöntemi;
- akı sınıflandırması ve temizleme gereksinimi;
- atmosferi yeniden akıtın;
- saklama koşulları ve beklenen şablon ömrü;
- mevcut sürüm, aktarım-verimliliği veya kusur sorunu;
- gerekli paket boyutu ve tüketimi.
Yarı iletken ve ince özellik-uygulamaları için mevcut uygulamaları inceleyinyarı iletken lehim pastasıseçenekler. İşlemin geleneksel kalıp yerine-temassız biriktirme kullandığı durumlarda,jet-baskı lehim pastasıfarklı bir seçim yaklaşımı gerektirebilir.
Alaşım seçimi tüm spesifikasyonun bir parçası olmaya devam ediyor. KılavuzuPCB montajı için yaygın kalay lehim alaşımlarıBir öneri talep etmeden önce alaşımla ilgili soruların tanımlanmasına yardımcı olabilir.
SSS
S: Beş-top kuralı bir IPC gerekliliği midir?
C: Bir mühendislik kılavuzu olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır, ancak tam bir malzeme veya süreç yeterlilik şartı değildir. Geçerli standartlar, çizimler, müşteri spesifikasyonları ve doğrulanmış proses verileri önceliklidir.
S: Sekiz-top kuralı dairesel açıklıklar için bir IPC gerekliliği midir?
C: Bu, evrensel bir IPC gerekliliği olarak değil, dairesel paketlemeye yönelik muhafazakar bir mühendislik buluşsal yöntemi olarak ele alınmalıdır. Gerçek yetenek, şablon ve yapıştırma işleminin tamamına bağlıdır.
S: Type 4, 0,20 mm'lik dikdörtgen bir açıklık yazdırabilir mi?
C: 38 μm'lik bir üst parçacık boyutu kullanıldığında, beş-top eşiği 190 μm'dir. 200 μm'lik bir açıklık geometrik ekranı dar bir şekilde geçer ancak alan oranı ve tekrarlanan baskı testinin yine de kontrol edilmesi gerekir.
S: Tip 5 her zaman Tip 4'ten daha mı iyidir?
C: Hayır. Tip 5, küçük açıklıklar için daha fazla geometrik kenar boşluğu sağlar, ancak doğru seçim aynı zamanda serbest bırakma, yeniden akış davranışı, depolama, maliyet ve üretim istikrarına da bağlıdır.
S: Tip 4.5 lehim pastası nedir?
C: Tip 4.5, geleneksel Tip 4 ve Tip 5 aralıkları arasındaki dağıtım için kullanılan bir tedarikçi veya spesifikasyon tanımıdır. Evrensel bir aralık varsaymayın; gerçek ürün veri sayfasını ve üst parçacık-boyutu sınırını kullanın.
S: Alan oranı beş-top kuralının yerine geçer mi?
C: Hayır. Parçacık sayımı, açıklığa göre toz boyutunu değerlendirir. Alan oranı açıklık alanını açıklık-duvar alanına göre değerlendirir. Farklı soruları yanıtlıyorlar ve her ikisi de gerekli olabilir.
S: Nihai seçim nasıl doğrulanmalıdır?
C: Amaçlanan üretim koşulları altında tekrarlanan yazdırma, SPI verileri, duraklatma testi, şablon-ömrü testi ve yeniden akıtma incelemesini kullanın.
Çözüm
Beş-top kuralı ve muhafazakar dairesel-açıklık ekranı, lehim pastası tozu boyutunu şablon geometrisiyle karşılaştırmanın yararlı yollarıdır. Bunlar başlangıç filtreleridir, garanti değildir.
En küçük kritik açıklıkla ve tedarikçinin gerçek üst parçacık-boyutu sınırıyla başlayın. Ardından şablon kalınlığını inceleyin, alan oranını hesaplayın, bitmiş açıklığı inceleyin ve tekrarlanan baskı ve SPI ile aktarım verimliliğini doğrulayın.
Amaç mevcut en iyi tozu belirtmek değildir. Gerekli üretim penceresi boyunca stabil, tekrarlanabilir tortular üreten bir toz ve macun formülasyonunun seçilmesidir.
Alaşıma, toz tipine, açıklık geometrisine, şablon kalınlığına ve yazdırma koşullarına dayalı bir öneri içinYIHMA sorgulama formuveyaYIHMA ekibiyle iletişime geçin.
