Juotospastajauhetyypin valinta ei ole vain hienoimman saatavilla olevan jauheen valinta. Hiukkasten tulee olla riittävän pieniä vaativimpiin stensiiliaukoihin, mutta koko tahnan tulee sopia myös metalliseokseen, juoksutusainejärjestelmään, stensiilin paksuuteen, varastointiolosuhteisiin, sulatusprosessiin ja vaadittavaan tuotannon vakauteen.
Pika vastaus:käytä viiden{0}}pallon sääntöä aloitusnäytönä suorakaiteen muotoisen aukon kapealle ulottuvuudelle. Jos kyseessä on pyöreä aukko, käytä konservatiivisempaa partikkelien-määrän arviointia, koska käyttöalue kapenee poispäin keskilinjasta. Laske sitten pinta-alasuhde ja vahvista tulos toistuvalla tulostuksella ja juotospastan tarkastuksella.
Tämä järjestys auttaa poistamaan selvästi sopimattomia jauhekokoja. Se ei korvaa tuotteen teknistä tietolehteä, stensiilisuunnittelun tarkistusta tai prosessin validointia.
Miksi jauhekoolla on väliä stensiilitulostuksessa
Juotospastayhdistää seosjauhetta juoksute{0}}pitoiseen ajoneuvoon. Tulostuksen aikana tahnan on rullattava vetolastan eteen, täytettävä aukko ja erotettava stensiiliseinistä samalla kun se jää PCB-alustaan.
Jauheen koko vaikuttaa siihen, kuinka monta hiukkasta mahtuu pieneen aukkoon. Partikkelikoko on kuitenkin vain yksi osa prosessia. Thejuotospastan toimintaperiaateriippuu myös virtauskemiasta, reologiasta ja kuumennuskäyttäytymisestä.
Pidä kolme termiä erillään jauheen valinnassa:
- Juotospastajauheen kokoon yleinen partikkeli{0}}koko-aihe.
- Jauhetyyppion luokitus, kuten tyyppi 3, tyyppi 4, tyyppi 5 tai tyyppi 6.
- Hiukkasten{0}}koon ylärajaon ensimmäisessä geometrisessa seulontalaskelmassa käytetty arvo.
Älä oleta, että jokaisella tuotteella, jolla on sama tyyppinimi, on sama valvottu jakelu. Käytä lopullisiin laskelmiin toimittajan varsinaista eritelmää.
Mitkä ovat viisi-pallo- ja pyöreä{1}}aukon seulontasääntöä?
Molemmat menetelmät vertaavat suurimpia relevantteja jauhehiukkasia pienimpään kaavaimen aukkoon. He vastaavat varhaiseen kysymykseen:
Ovatko hiukkaset tarpeeksi pieniä aukon geometriaan ilman, että käyttökelpoinen hiukkaspopulaatio tulee liian rajoittuneeksi?
Ne eivät mittaa suoraan tahnan vapautumista, siirtotehokkuutta tai lopullista juotos-liitoksen laatua.
Viisi{0}}pallosääntöä suorakaideaukoille
Viiden{0}}pallon sääntöä sovelletaan yleensä suorakaiteen muotoisen aukon kapeimpaan mittaan.
Aukon vähimmäisleveys ≈ 5 × hiukkaskoon yläraja
Tahnalle, jonka ylempi hiukkaskoko on 38 μm:
5 × 38 μm = 190 μm
Suorakaiteen muotoinen aukko, jonka leveys on 200 μm, ohittaa siten kapeasti tämän geometrisen näytön.
Sääntö perustuu yleensä kontrolloidun hiukkasjakauman yläpäähän, ei keskimääräiseen hiukkashalkaisijaan. IPC:n teknisessä kirjallisuudessa tätä viiden-hiukkasen suhdetta käsitellään pikemminkin suunnitteluohjeena kuin täydellisenä prosessin luokitusmenetelmänä.
Konservatiivinen näyttö pyöreälle aukolle
Pyöreä aukko aiheuttaa erilaisen pakkausongelman. Viisi hiukkasta voi mahtua keskihalkaisijan poikki, mutta käytettävissä oleva leveys pienenee poispäin keskiviivasta. Tahna, joka vain läpäisee suorakaiteen muotoisen viisi-pallon laskelman, voi siksi tarjota rajoitetun hiukkaspopulaation koko ympyrän muotoisella alueella.
Yleisesti keskusteltu konservatiivinen suunnittelunäyttö on:
Pyöreän aukon vähimmäishalkaisija ≈ 8 × hiukkaskoon yläraja
Jos ylempi hiukkaskoko on 38 μm:
8 × 38 μm = 304 μm
275 μm:n pyöreä aukko ei täytä tätä konservatiivista arvoa, vaikka noin seitsemän ylemmän-kokoista hiukkasta voi ylittää sen halkaisijan. Yhdistelmä voi silti tulostaa hyvin-hallituissa olosuhteissa, mutta sen geometrinen marginaali on pienempi kuin tahnalla, jossa on pienempiä hiukkasia.
Tätä pyöreää{0}}aukon laskentaa tulisi käsitellä seulontaheuristisena, ei IPC-vaatimuksena tai yleisenä hyväksymis-/hylkäyssääntönä.
Yleiset juotospastajauhetyypit
Alla olevia alueita käytetään yleisesti suunnittelun vertailussa. Vahvista tarkka hiukkasten jakautuma, testimenetelmä ja spesifikaatio nykyisestä tuoteselosteesta ennen prosessin ostamista tai hyväksymistä.
| Jauhetyyppi | Yhteinen hiukkasalue | Seulonnassa käytetty yläkoko | Viiden-pallon kynnys | Kahdeksan{0}}hiukkasten pyöreä kynnys |
|---|---|---|---|---|
| Tyyppi 3 | 25–45 μm | 45 μm | 225 μm | 360 μm |
| Tyyppi 4 | 20–38 μm | 38 μm | 190 μm | 304 μm |
| Tyyppi 5 | 15–25 μm | 25 μm | 125 μm | 200 μm |
| Tyyppi 6 | 5–15 μm | 15 μm | 75 μm | 120 μm |
Nämä arvot selittävät, miksi tyyppi 4 saattaa tulostaa ominaisuuksia, jotka ovat vaikeita tyypille 3, ja miksi tyyppiä 5 tai tyyppiä 6 voidaan harkita pienemmissä aukoissa. Ne eivät tarkoita, että jokaisen kokoonpanon tulisi siirtyä pienimpään saatavilla olevaan jauheeseen.
Kun hiukkaskoko pienenee, pienellä aukolla voi olla enemmän hiukkasia, ja hieno{0}}ominaisuuden määritelmä voi parantua. Samaan aikaan hiukkasten kokonaispinta-ala kasvaa, joten hapettumisen hallinta, varastointi, juoksutteen formulointi ja uudelleenvirtauskäyttäytyminen voivat muuttua herkemmiksi. Mitä laajempijuotospastan fysikaaliset ominaisuudetolisi siksi tarkasteltava yhdessä jauhetyypin kanssa.
Työstetty esimerkki 1: 0,20 mm:n suorakaiteen muotoinen aukko
Harkitse suorakaiteen muotoista aukkoa, jonka vähimmäisleveys on:
0,20 mm=200 μm
Tyyppi 3 Näyttö
5 × 45 μm = 225 μm
200 μm:n aukko on pienempi kuin 225 μm:n seulontaarvo.
Seulontatulos:Tyyppi 3 ei läpäise perinteistä viiden{1}}pallon näyttöä.
Tyyppi 4 Näyttö
5 × 38 μm = 190 μm
200 μm:n aukko on hieman suurempi kuin 190 μm.
Seulontatulos:Tyyppi 4 kulkee, mutta rajoitettu geometrinen marginaali.
Tyyppi 5 Näyttö
5 × 25 μm = 125 μm
Tyyppi 5 tarjoaa huomattavasti suuremman partikkelin-kokomarginaalin.
Tämä ei automaattisesti tee tyypistä 5 parempaa materiaalia. Kun tyyppi 4 tarjoaa jo vakaan vapautumisen, hyväksyttävän uudelleenvirtauksen ja sopivan varastointikyvyn, vaihtaminen hienompaan jauheeseen voi lisätä kustannuksia tai prosessin herkkyyttä ilman, että määritetty ongelma ratkeaa.
Säännön tulisi poistaa selkeästi sopimattomat vaihtoehdot. Sen ei pitäisi valita koko tahnaa itsestään.
Työstetty esimerkki 2: 0,275 mm:n pyöreä aukko
Harkitse nyt pyöreää aukkoa, jonka halkaisija on:
0,275 mm=275 μm
Tyyppi 3 Näyttö
8 × 45 μm = 360 μm
Aukko on huomattavasti konservatiivisen 360 μm:n arvon alapuolella.
Käytännön vaikutukset:Tyypin 3 geometrinen marginaali on rajoitettu tälle pyöreälle ominaisuudelle.
Tyyppi 4 Näyttö
8 × 38 μm = 304 μm
275 μm:n aukko jää konservatiivisen kynnyksen alapuolelle.
275 ÷ 38 ≈ 7.2
Noin seitsemän ylemmän{0}}kokoista hiukkasta voi kattaa halkaisijan. Tyyppi 4 saattaa silti tulostaa onnistuneesti, kun tahna, kaava ja tulostin ovat hyvin hallittuja, mutta se ei täysin täytä konservatiivista kahdeksan -hiukkasen näyttöä.
Tyyppi 5 Näyttö
8 × 25 μm = 200 μm
275 μm:n aukko ylittää tämän arvon.
Käytännön vaikutukset:Tyyppi 5 tarjoaa vahvemman-hiukkaskoon marginaalin, ja se ansaitsee huomion, kun tyyppi 4 ei pysty tuottamaan vakaata talletusmäärää tai vapautumista.
Miksi pallo{0}}laskentasäännöt ovat vain ensimmäinen näyttö
Tahna voi läpäistä geometrisen hiukkasruudun ja silti tulostaa huonosti. Jauhe---aukon välinen vertailu ei ota täysin huomioon voimia, jotka pitävät tahnaa stensiilin sisällä.
Pinta-alasuhde
Pinta-alasuhde vertaa aukon aukko-aluetta{0}}aukon seinämän pinta-alaan. IPC-7525C määrittelee tämän geometrian stensiilisuunnitteluohjeissaan.
Suorakaiteen muotoinen aukko:
Pinta-alasuhde=P × L ÷ [2 × S × (P + L)]
Missä L on aukon pituus, W on aukon leveys ja T on stensiilin paksuus.
Pyöreä aukko:
Pinta-alasuhde=D ÷ 4T
Missä D on aukon halkaisija ja T on stensiilin paksuus.
Työstetty alue{0}}suhdeesimerkki
Harkitse suorakaiteen muotoista aukkoa, jossa on:
- L=0.40 mm;
- L=0.20 mm;
- T=0.10 mm.
Pinta-alasuhde=0.40 × 0,20 ÷ [2 × 0,10 × (0.40 + 0.20)]
Pinta-alasuhde=0.08 ÷ 0,12 ≈ 0,67
Tämä arvo on lähellä perinteistä 0,66 viitearvoa, jota käytetään usein tavanomaisessa stensiilitulostuksessa. Se pysyy alkuperäisenä teknisenä referenssinä yleisen hyväksymisrajan sijaan. Tahnan koostumus, aukon-seinän laatu, pinnoite ja prosessin hallinta voivat muuttaa todellista kapasiteettia.
Jos stensiilin paksuus kasvaa samalla kun aukon mitat pysyvät samoina, seinämän pinta-ala kasvaa ja irrottaminen yleensä vaikeutuu. Pallo-laskennan tulos ei muutu, minkä vuoksi hiukkasten seulonta ja pinta-alasuhde on otettava huomioon erikseen.
Siirron tehokkuus
Siirtotehokkuus vertaa piirilevylle kerrostettua tahnatilavuutta teoreettiseen aukon tilavuuteen:
Siirtotehokkuus=sijoitetun tahnan tilavuus ÷ teoreettinen aukon tilavuus × 100 %
Arvo tulee arvioida yhdessä tilavuuden vaihtelun ja tulostuksen-to{1}}tulostuksen johdonmukaisuuden kanssa. Yksi hyväksyttävä talletus ei todista, että prosessi on vakaa.
Muut tekijät, jotka vaikuttavat aukon vapautumiseen
Stensiliseinien laatu ja pinnoite
Tahnan tulee erottua aukon seinistä ja jäädä PCB-alustaan. Laser-leikkauksen laatu, seinän karheus, foliomateriaali, sähkökiillotus, nanopinnoitus, kuluminen, kuivunut tahna ja stensiilin alapuolen kontaminaatio voivat vaikuttaa vapautumiseen.
Sileä, hyvin hoidettu{0}}aukko voi tulostaa johdonmukaisemmin kuin karkea tai likainen aukko, jolla on samat nimellismitat.
Nimelliskoko verrattuna-rakennettu aukon kokoon
Piirustusmitat ovat hyödyllisiä varhaisessa valinnassa, mutta valmis aukko voi vaihdella leikkaus-, viimeistely- ja tarkastustoleranssien vuoksi. Kun malli on lähellä hiukkas-kokoa tai pinta-alaa{2}}suhderajaa, käytä mitattua -rakennettu aukon mittoja sen sijaan, että luottaisi vain nimelliseen CAD-arvoon.
Tahnan reologia ja prosessiolosuhteet
Juotosjauhe on vain yksi tahnan komponentti. Flux-ajoneuvo vaikuttaa viskositeettiin, leikkausohenemiseen, täyttöön, painumiseen, erottumiseen, kuivumiskestävyyteen ja palautumiseen tulostimen taukojen jälkeen.
Tulostus voi myös muuttua vetolastan nopeuden ja paineen, erotusnopeuden, laudan tuen, kaavain---tiivisteen, huoneolosuhteiden, liiman iän ja aluskaavaimen puhdistustiheyden mukaan. Artikkeli aiheestamiten vuokemia vaikuttaa elektroniikan kokoonpanoonselittää, miksi ajoneuvoa ei voida jättää huomiotta.
Kun täyttö vaikuttaa hyväksyttävältä, mutta irtoaminen on epäjohdonmukaista, tarkista ensin tiiviste, aukon kunto, erottumiskäyttäytyminen ja tahnan kunto ennen kuin oletetaan, että hiukkaskoko on ainoa syy.
Kuuden{0}}vaiheen jauhetyypin valinnan työnkulku
Vaihe 1: Etsi pienin kriittinen aukko
Tarkista koko stensiili, ei vain yleisin komponentti. Tallenna pienin leveys, pienin halkaisija, aukon pituus, epätavalliset muodot ja paikallinen askel{1}}kaavaimen paksuus.
Vaihe 2: Tallenna aukon muoto
Luokittele jokainen tärkeä ominaisuus suorakaiteen muotoiseksi, neliöksi, pyöreäksi, pyöristetyksi neliöksi, kotilevyksi, ikkuna-ruutu tai muu mukautettu geometria. Käytä viiden{2}}pallon näyttöä ensisijaisesti suorakaiteen muotoisten ominaisuuksien kapeaan ulottuvuuteen ja käytä konservatiivisempaa arviota pyöreälle aukolle.
Vaihe 3: Hanki todelliset jauheen tiedot
Pyydä toimittajalta jauheen tyyppi, nimellisalue, hiukkaskoko-ylempi raja, hiukkasten-muodon erittely, testimenetelmä ja erä{2}}valvontatiedot. Älä laske pelkän keskihalkaisijan perusteella.
Vaihe 4: Käytä geometristä näyttöä
Laske suorakaiteen muotoinen vähimmäisleveys jaettuna ylemmän hiukkasen halkaisijalla. Arvo alle viisi viittaa siihen, että hienompaa jauhetta, suurempi aukko tai suunnittelumuutos tulisi arvioida.
Pyöreän aukon kohdalla noin kahdeksan alle jäävä tulos ansaitsee lisävaroituksen, koska käyttöleveys pienenee poispäin keskiviivasta.
Vaihe 5: Laske pinta-alasuhde
Sisällytä stensiilin todellinen paksuus. Jos levy sisältää sekä suuria että hyvin pieniä kerrostumia, vertaa vaihtuvaa jauhetyyppiä vaihtoehtoihin, kuten ohuempiin kalvoihin, stensiiliin, modifioituun aukkoon, pinnoitteeseen tai muuhun pinnoitusmenetelmään. Opas kohteeseenjuotospastan levitysmenetelmättarjoaa laajemman prosessikontekstin.
Vaihe 6: Vahvista toistuvalla tulostuksella ja SPI:llä
Arvioi kerrostettu tilavuus, siirtotehokkuus, tilavuuden vaihtelu, aukon---yhtenäisyys, tulostuksen---tulostuksen tasaisuus, käyttäytyminen tauon jälkeen, käyttäytyminen kaavaimen aiotun käyttöiän aikana, pohjapinnan kontaminaatio, silloittuminen, painuminen ja uudelleenvirtauksen suorituskyky.
Juotospastan tarkastuson erityisen hyödyllinen, koska se mittaa talletuksen ennen sijoittamista ja uudelleenjuoksu voi piilottaa alkuperäisen tulostusongelman. Laajemmat menetelmätarvioida juotteen suorituskykyävoi tukea lopullista kelpoisuussuunnitelmaa.
Yleiset jauheen{0}}valintavirheet
Vain jauhetyypin valitseminen komponentin nimestä
BGA pitch tai chip{0}}komponenttimerkintä ei automaattisesti vaadi yhtä yleistä jauhetyyppiä. Pehmusteen suunnittelu, aukon mitat, stensiilin paksuus, aukon muoto, tahnan koostumus ja prosessikapasiteetti määrittävät todellisen vaatimuksen.
Tarkastellaan vain keskimääräistä hiukkaskokoa
Hallitun jakauman yläpää on merkityksellisempi geometrisen seulontalaskelman kannalta. Kahdella samalla tyypillä merkityllä tuotteella voi silti olla erilainen jakelu ja tulostuskäyttäytyminen.
Olettaen, että hienompi jauhe on aina parempi
Hienompi jauhe voi tarjota enemmän marginaalia pienille aukkoille, mutta se voi aiheuttaa erilaisia varastointi-, hapettumis-, uudelleenvirtaus- ja kustannusnäkökohtia. Valitse karkein jauhe, joka tarjoaa vakaan validoidun prosessin.
Stensiilin paksuuden tai muodon huomioimatta jättäminen
Pallo{0}}laskentasäännöt eivät sisällä kalvon paksuutta, eivätkä samat nimellismitat tee pyöreän ja suorakaiteen muotoisia aukkoja vastaaviksi. Pinta-alasuhde ja geometria on tarkasteltava yhdessä.
Teknisen heuristiikan käsitteleminen vakiovaatimuksena
Viiden-pallon sääntö ja konservatiivinen pyöreä-pakkausnäyttö tukevat varhaista valintaa. Hyväksynnän tulee perustua nykyisiin piirustuksiin, toimittajan spesifikaatioihin, sovellettaviin standardeihin ja todellisiin prosessitietoihin.
Liitä yhdestä vedosta hyväksyminen
Prosessi, joka toimii välittömästi asennuksen jälkeen, voi toimia eri tavalla tauon tai useiden tuntien jälkeen kaavaimessa. Hyväksynnän tulee käyttää useita tulosteita ja suunniteltua tuotantoikkunaa.
Mitä tulee sisällyttää juotospastan tarjouspyyntöön
Anna toimittajalle riittävästi prosessitietoja voidakseen suositella täydellistä tahnajärjestelmää pelkän jauhetyypin sijaan:
- juotosseos ja lyijytön-tai lyijytön vaatimus;
- vaadittu jauhetyyppi, jos se on jo määritetty;
- pienin suorakaiteen muotoinen aukko;
- pienin pyöreä aukko;
- nimellinen ja mitattu stensiilin paksuus;
- kriittiset aukon muodot;
- pienin komponenttiväli;
- tulostus-, annostelu- tai suihkutusmenetelmä;
- sulatteen luokitus ja puhdistusvaatimus;
- reflow ilmapiiri;
- säilytysolosuhteet ja stensiilin odotettu käyttöikä;
- nykyinen julkaisu, siirto{0}}tehokkuus tai vika;
- tarvittava pakkauskoko ja kulutus.
Puolijohde- ja hieno{0}}ominaisuussovelluksille tutustu saatavilla oleviin sovelluksiinpuolijohdejuotepastavaihtoehtoja. Jos prosessissa käytetään kosketuksetonta pinnoitusta tavanomaisen kaavaimen sijaan,jet{0}}tulostusjuotepastasaattaa vaatia erilaista valintatapaa.
Seosten valinta pysyy osana täydellistä spesifikaatiota. Opas kohteeseentavalliset tinajuoteseokset PCB-kokoonpanoonvoi auttaa määrittämään seoskysymykset ennen suosituksen pyytämistä.
FAQ
K: Onko viiden{0}}pallon sääntö IPC-vaatimus?
V: Sitä käytetään laajalti suunnitteluohjeena, mutta se ei ole täydellinen materiaalin tai prosessin pätevyysvaatimus. Sovellettavat standardit, piirustukset, asiakkaan spesifikaatiot ja validoidut prosessitiedot ovat etusijalla.
K: Onko kahdeksan{0}}pallon sääntö IPC-vaatimus pyöreälle aukolle?
V: Sitä tulisi käsitellä pyöreän pakkauksen konservatiivisena suunnitteluheuristikana, ei yleisenä IPC-vaatimuksena. Todellinen kapasiteetti riippuu koko kaavaimesta ja liittämisprosessista.
K: Voiko tyyppi 4 tulostaa 0,20 mm:n suorakaiteen muotoisen aukon?
V: Käytettäessä 38 μm:n ylempää hiukkaskokoa viiden-pallon kynnys on 190 μm. 200 μm:n aukko ohittaa tiukasti geometrisen näytön, mutta pinta-alasuhde ja toistuva painotestaus on silti tarkistettava.
K: Onko tyyppi 5 aina parempi kuin tyyppi 4?
V: Ei. Tyyppi 5 tarjoaa enemmän geometristä marginaalia pienille aukkoille, mutta oikea valinta riippuu myös vapautumisesta, uudelleenvirtauskäyttäytymisestä, varastoinnista, kustannuksista ja tuotannon vakaudesta.
K: Mikä on tyypin 4.5 juotospasta?
V: Tyyppi 4.5 on toimittaja- tai spesifikaationimike, jota käytetään jakeluun tavanomaisten tyypin 4 ja tyypin 5 välillä. Älä oleta yleistä aluetta; käytä todellista tuotetietolehteä ja ylärajaa hiukkaskoko-.
K: Korvaako pinta-alasuhde viiden{0}}pallon säännön?
V: Ei. Hiukkasten määrä arvioi jauheen koon suhteessa aukkoon. Pinta-alasuhde arvioi aukon alueen suhteessa aukon-seinän pinta-alaan. He vastaavat erilaisiin kysymyksiin, ja molemmat voivat olla tarpeen.
K: Miten lopullinen valinta tulisi varmistaa?
V: Käytä toistuvaa tulostusta, SPI-tietoja, keskeytä testausta, stensiili-kestotestausta ja reflow-tarkastusta tarkoitetuissa tuotantoolosuhteissa.
Johtopäätös
Viiden-pallon sääntö ja konservatiivinen pyöreä-aukonäyttö ovat hyödyllisiä tapoja verrata juotospastajauheen kokoa stensiiligeometriaan. Ne ovat alkusuodattimia, eivät takuita.
Aloita pienimmällä kriittisellä aukolla ja toimittajan todellisella ylärajalla{0}}hiukkaskoko. Tarkista sitten stensiilin paksuus, laske pinta-alasuhde, tarkasta valmis aukko ja vahvista siirtotehokkuus toistuvalla tulostuksella ja SPI:llä.
Tavoitteena ei ole määritellä hienointa saatavilla olevaa jauhetta. On valittava jauhe- ja tahnakoostumus, joka tuottaa stabiileja, toistettavia kerrostumia koko vaaditun tuotantoikkunan ajan.
Seokseen, jauhetyyppiin, aukon geometriaan, stensiilin paksuuteen ja tulostusolosuhteisiin perustuvaa suositusta varten käytäYIHMA-kyselylomaketaiota yhteyttä YIHMA-tiimiin.
