Wstęp
W sektorze produkcyjnym PCBA przejście z lutowania ołowiowego na{0}bezołowiowe oznacza nie tylko zastąpienie materiałów, ale kompleksowe ulepszenie procesu obejmujące termodynamikę, metalurgię i precyzję sprzętu. Mimo że dyrektywa RoHS obowiązuje od lat, wyzwania związane z-lutowaniem bezołowiowym-, w tym wysokie temperatury topnienia, słaba zwilżalność i problemy z naprężeniami materiału-pozostają krytycznymi zmiennymi testującymi możliwości fabryk w zakresie kontroli jakości na hali produkcyjnej.
Wyzwania termiczne dla płytek PCB i komponentów wynikające z podwyższonych temperatur topnienia
Lut na bazie ołowiu-topi się już w temperaturze 183 stopni, podczas gdy główny lut-bezołowiowy osiąga temperaturę 217 stopni. Ten wzrost o 34 stopnie bezpośrednio podnosi szczytową temperaturę rozpływu w procesach PCBA do progu 240–250 stopni.
W tak podwyższonych temperaturach żywica w podłożach PCB jest bardzo podatna na degradację fizyczną, prowadzącą do rozwarstwienia lub odbarwienia. Jednocześnie granice wytrzymałości cieplnej-wrażliwych na ciepło komponentów, takich jak kondensatory elektrolityczne i złącza, stają w obliczu poważnych wyzwań. Kontrolę jakości należy rozpocząć na etapie pobierania materiału, rygorystycznie sprawdzając Td (temperaturę rozkładu termicznego) płytki PCB i parametry termiczne komponentów. W praktyce technicy muszą używać termometrów wielo-punktowych, aby precyzyjnie dostroić profil temperatury piekarnika, minimalizując różnice temperatur między dużymi komponentami o-wysokiej-wydajności cieplnej a mikroelementami o małej-małej-wydajności cieplnej-, aby zapobiec miejscowemu przegrzaniu.
Zmiany w kryteriach wyglądu złącza lutowanego ze względu na różnice w zwilżaniu
Lut-bezołowiowy wykazuje znacznie wyższe napięcie powierzchniowe niż lut ołowiowy, co skutkuje stosunkowo gorszymi właściwościami zwilżającymi. Podczas kontroli wzrokowej obróbki PCBA złącza lutowane-bezołowiowe nie wykazują już lustrzanego-połysku charakterystycznego dla połączeń ołowiowych. Zamiast tego mają subtelne matowe wykończenie, a wysokość lutowania i kąt rozwarcia są często mniej wyraźne niż w procesach ołowiowych.
Ta zmiana właściwości fizycznych wymaga aktualizacji kryteriów oceny dla zespołów ds. kontroli jakości. Ślepe podążanie za „jasnymi, pełnymi i okrągłymi” standardami z epoki ołowiu może łatwo doprowadzić do nadmiernych przeróbek, potencjalnie uszkadzając warstwę IMC na podkładkach. Należy skupić się na ilościowym określeniu kąta zwilżalności i pokrycia niedoborów. Wykorzystywanie algorytmów AOI o wysokiej{{3}rozdzielczości do-modelowania unikalnej morfologii-bezołowiowych połączeń lutowniczych zapobiega błędnym ocenom powodującym straty w produkcji.
Szybkość wzrostu warstwy IMC i zarządzanie kruchością złącza lutowniczego
Środowisko-wysokotemperaturowe w procesach-bezołowiowych przyspiesza wzrost warstwy IMC. Chociaż umiarkowane IMC jest niezbędne do stabilnego lutowania, stopy-bezołowiowe, takie jak SAC305, mają tendencję do tworzenia podczas lutowania nadmiernie grubych związków międzymetalicznych Cu6Sn5 lub Ag3Sn, co znacznie zwiększa kruchość połączeń.
Kiedy komponenty PCBA poddawane są uderzeniom, wibracjom lub naprężeniom związanym z rozszerzaniem/kurczeniem cieplnym, nadmiernie kruche złącza są podatne na pękanie. Zarządzanie jakością musi ustanowić rygorystyczne ograniczenia wtórnego rozpływu i wdrożyć dynamiczne monitorowanie temperatury końcówek lutownicy w krytycznych stacjach, aby zapobiec chwilowemu wzrostowi wysokich temperatur podczas lutowania ręcznego, co mogłoby spowodować dalsze indukowanie delikatnych warstw metalu. W przypadku samochodowych lub przemysłowych produktów kontrolnych należy dodać badanie szoku termicznego w celu sprawdzenia niezawodności mechanicznej w-terminowych cyklach naprężeń.
Aktywność topnika i czyszczenie resztkowe jonów
Ze względu na niezwykle szybkie utlenianie lutu bezołowiowego-w wysokich temperaturach, odpowiednie topniki bezołowiowe-zazwyczaj zawierają większe proporcje aktywatorów i kalafonii. Pozostałości powstałe w wyniku reakcji-w wysokiej temperaturze są często trudniejsze do usunięcia i stwarzają większe ryzyko elektromigracji.
Podczas produkcji płytek PCBA podczas-samokontroli należy nadać priorytet czystości powierzchni płytki-po lutowaniu. Jeżeli czyszczenie jonowe przed powlekaniem konforemnym nie zostanie zakończone, pozostałości aktywatorów mogą wywołać wzrost dendrytów w wilgotnym środowisku, powodując mikro-zwarcia. Fabryki muszą regularnie testować stężenie jonów w roztworach czyszczących i optymalizować parametry ciśnienia czyszczenia ultradźwiękowego lub natryskowego pod kątem procesów-bezołowiowych.
Wniosek
Przyjęcie procesów-bezołowiowych z natury zawęża margines tolerancji w oknie procesu. Jeśli napotkasz techniczne wąskie gardła, takie jak szare luty, uszkodzenia termiczne komponentów lub zmniejszona-długoterminowa niezawodność podczas przejścia z produkcji ołowiowej na produkcję-bezołowiową, oznacza to, że logika kontroli jakości wymaga głębszych ulepszeń fizycznych i chemicznych.
Szybkie faktyo NeoDenie
1) Założona w 2010 r., 200 + pracowników, 27000+ mkw. fabryka.
2) Produkty NeoDen: różne serie maszyn PnP, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Seria pieców rozpływowych IN oraz kompletna linia SMT zawierają cały niezbędny sprzęt SMT.
3) Klienci, którzy odnieśli sukces, 10000+ na całym świecie.
4) 40+ Agenci globalni działający w Azji, Europie, Ameryce, Oceanii i Afryce.
5) Centrum badawczo-rozwojowe: 3 działy badawczo-rozwojowe z 25+ profesjonalnymi inżynierami badawczo-rozwojowymi.
6) Znajduje się na liście CE i posiada 70+ patentów.
7) 30+ inżynierowie ds. kontroli jakości i wsparcia technicznego, 15+ starsi pracownicy ds. sprzedaży międzynarodowej, którzy zapewniają szybką reakcję klientów w ciągu 8 godzin i dostarczanie profesjonalnych rozwiązań w ciągu 24 godzin.