Εισαγωγή
Στις σύγχρονες διαδικασίες κατασκευής επιφανειακής τοποθέτησης υψηλής πυκνότητας, η ευρεία υιοθέτηση της συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο έχει αυξήσει σημαντικά το εύρος θερμοκρασίας στο εσωτερικόφούρνοι αναρροής, με τις μέγιστες θερμοκρασίες που φτάνουν συνήθως τους 240 έως 250 βαθμούς. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες, το οξυγόνο στον αέρα αντιδρά βίαια με τη λιωμένη κόλληση και τα χάλκινα μαξιλάρια στο PCB, προκαλώντας επιδείνωση της διαβρεξιμότητας του συνδέσμου συγκόλλησης. Για την ελαχιστοποίηση της οξείδωσης στο φυσικό της όριο, η εισαγωγή μιας προστατευτικής ατμόσφαιρας αζώτου έχει γίνει βασικό μέτρο στην κατασκευή PCBA υψηλής ακρίβειας. Ωστόσο, η απλή εισαγωγή αζώτου δεν εγγυάται συγκόλληση υψηλής ποιότητας. Μόνο με τον ακριβή έλεγχο της συγκέντρωσης οξυγόνου στο εσωτερικό του φούρνου στο επίπεδο ppm (μέρη ανά εκατομμύριο) μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως η τιμή διεργασίας της ατμόσφαιρας αζώτου.
Μηχανισμός Βλάβης που προκαλείται από Οξυγόνο στη Μικροδομή της Άρθρωσης Συγκόλλησης σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας
Η ζώνη θέρμανσης και η ζώνη συγκόλλησης εντός τουφούρνος ανανέωσηςαποτελούν περιοχές υψηλού κινδύνου για αντιδράσεις οξείδωσης. Όταν η πάστα συγκόλλησης στην πλακέτα κυκλώματος λιώνει σε υψηλές θερμοκρασίες, τα ενεργά συστατικά στη μάσκα συγκόλλησης στην επιφάνεια της μεταλλικής σκόνης αρχίζουν να εξατμίζονται, εκθέτοντας την εξαιρετικά αντιδραστική επιφάνεια του λιωμένου μετάλλου. Σε αυτό το σημείο, εάν η συγκέντρωση του υπολειπόμενου οξυγόνου στον φούρνο είναι πολύ υψηλή, τα μόρια οξυγόνου θα αντιδράσουν αμέσως με μεταλλικά στοιχεία όπως ο κασσίτερος και ο χαλκός, σχηματίζοντας ένα πυκνό φιλμ οξειδίου του κασσιτέρου (SnO ή SnO2) στην επιφάνεια της ένωσης συγκόλλησης. Αυτή η μεμβράνη οξειδίου υψηλού σημείου τήξης αυξάνει σημαντικά την επιφανειακή τάση της τηγμένης κόλλησης, εμποδίζοντας τη διάχυση και εξάπλωσή της προς τα έξω, γεγονός που οδηγεί άμεσα σε αύξηση της γωνίας επαφής των αρμών συγκόλλησης. Σε μικροσκοπικό επίπεδο, η οξείδωση παρεμβαίνει επίσης στην κανονική ανάπτυξη των διαμεταλλικών ενώσεων (IMCs) μεταξύ των μαξιλαριών χαλκού και του κράματος κασσίτερου, με αποτέλεσμα να γίνονται χονδροειδείς και ασυνεχείς. Όταν το έτοιμο PCBA υποβάλλεται σε θερμική καταπόνηση ή μηχανική δόνηση κατά τη διάρκεια της επακόλουθης λειτουργίας, αυτές οι μικροσκοπικές διεπαφές - οι οποίες έχουν γίνει εύθραυστες λόγω οξείδωσης - είναι πολύ επιρρεπείς σε ρωγμές λόγω πίεσης, οδηγώντας σε σποραδικές αστοχίες ηλεκτρικής επαφής.
Όρια επιπέδου PPM για συγκέντρωση οξυγόνου με βάση διαφορετικά πακέτα συσκευών
Ο ακριβής έλεγχος της συγκέντρωσης οξυγόνου απαιτεί τον καθορισμό διαφοροποιημένων τιμών κατωφλίου με βάση τα φυσικά χαρακτηριστικά της πλακέτας κυκλώματος και τον τύπο της συσκευασίας της συσκευής. Μια τυφλή επιδίωξη εξαιρετικά χαμηλών συγκεντρώσεων οξυγόνου οδηγεί σε εκθετική αύξηση του κόστους κατανάλωσης αζώτου. Επομένως, πρέπει να δημιουργηθεί ένα επιστημονικά ορθό παράθυρο διαδικασίας. Για τα τυπικά εξαρτήματα επιφανειακής αντίστασης και πυκνωτών 0402 και 0603, καθώς και για συσκευές QFP λεπτού βήματος, ο έλεγχος της συγκέντρωσης οξυγόνου εντός του εύρους από 1.000 έως 1.500 ppm καταστέλλει αποτελεσματικά την οξείδωση της επιφάνειας και διασφαλίζει τη βασική αύξηση της διαβροχής. Ωστόσο, όταν αντιμετωπίζετε QFN που διαθέτουν κάτω μαξιλαράκια μεγάλης επιφάνειας, εξαιρετικά μικροσκοπικά εξαρτήματα 01005 ή πυκνά συσκευασμένα BGA, CSP και συσκευές flip-chip, οι κόκκινες γραμμές της διαδικασίας πρέπει να είναι αυστηρά αυστηρές. Τέτοια έργα κατασκευής PCBA υψηλής ακρίβειας απαιτούν να διατηρείται αυστηρά η συγκέντρωση οξυγόνου στη ζώνη συγκόλλησης μεταξύ 200 ppm και 500 ppm. Σε ένα εξαιρετικά αδρανές περιβάλλον κάτω από 500 ppm, η ικανότητα διαβροχής της συγκόλλησης υφίσταται ένα ποιοτικό άλμα, όχι μόνο μειώνοντας σημαντικά τον ρυθμό κενών στα BGAs αλλά και εξαλείφοντας πλήρως τα ελαττώματα γεφύρωσης συγκόλλησης μεταξύ των ακίδων εξαιρετικά λεπτού βήματος.
Ψηφιακός έλεγχος μέσω δειγματοληψίας κλειστού βρόχου πολλαπλών σημείων και ρύθμισης ροής αζώτου
Η επίτευξη μακροπρόθεσμης σταθερότητας της συγκέντρωσης οξυγόνου σε επίπεδο PPM μέσα στον φούρνο επαναροής δεν μπορεί να βασίζεται σε περιοδικές μη αυτόματες δοκιμές εκτός σύνδεσης. πρέπει να εξαρτάται από το ενσωματωμένο ηλεκτρονικό σύστημα ανάλυσης συγκέντρωσης οξυγόνου πολλαπλών σημείων και τους αλγόριθμους ελέγχου κλειστού βρόχου του φούρνου αναρροής. Οι φούρνοι αναρροής υψηλής ποιότητας είναι συνήθως εξοπλισμένοι με αισθητήρες οξυγόνου ζιρκονίας υψηλής ακρίβειας στις ζώνες προθέρμανσης, εξισορρόπησης, συγκόλλησης και ψύξης, αντίστοιχα. Αυτοί οι αισθητήρες δειγματίζουν συνεχώς το αέριο του κλιβάνου σε πραγματικό χρόνο σε συχνότητα ενός δευτερολέπτου για να παρακολουθούν τις τοπικές διακυμάνσεις στη συγκέντρωση οξυγόνου. Το ψηφιακό σύστημα ελέγχου (SPC) καταγράφει δυναμικά αυτές τις διακριτές ροές δεδομένων. Εάν η συγκέντρωση οξυγόνου στη ζώνη συγκόλλησης πέσει στα 450 ppm-υπερβαίνοντας το καθορισμένο ανώτατο όριο διεργασίας των 400 ppm-λόγω του αέρα που εισάγεται κατά την είσοδο ή την έξοδο των πλακών από τον φούρνο, η μονάδα ελέγχου backend εκδίδει αμέσως εντολή να δώσει εντολή στη ρυθμιστική βαλβίδα ελεγχόμενης πίεσης σε αυτήν την περιοχή να αυξήσει τον ρυθμό ροής αζώτου υψηλής ροής. Ταυτόχρονα, οι κουρτίνες αερίου και τα συστήματα εξάτμισης στα δύο άκρα του κλιβάνου λειτουργούν συντονισμένα για να προσαρμόσουν την ισορροπία ροής αέρα, αποβάλλοντας γρήγορα τον διεισδυμένο αέρα και επαναφέροντας τη συγκέντρωση οξυγόνου σε ασφαλή όρια εντός 20 δευτερολέπτων, διασφαλίζοντας ότι κάθε σανίδα διέρχεται από ένα σταθερό περιβάλλον εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο.
Ο συντονισμός από άκρο σε άκρο διασφαλίζει ότι η διαχείριση καθαρότητας αζώτου και αεροστεγανότητας είναι ενσωματωμένες στις προδιαγραφές διαδικασίας
Ο έλεγχος οξυγόνου σε επίπεδο PPM είναι μια συστηματική προσπάθεια που βασίζεται όχι μόνο στον έλεγχο κλειστού βρόχου του φούρνου αναρροής αλλά και στην τυποποιημένη διαχείριση εξωτερικών συστημάτων υποστήριξης. Η καθαρότητα της παροχής αζώτου στην πηγή πρέπει να πληροί το πρότυπο "πέντε-εννέα" του 99,999%. Αυτή είναι η θεμελιώδης φυσική προϋπόθεση για να διασφαλιστεί ότι τα επίπεδα οξυγόνου μέσα στον κλίβανο μπορούν να μειωθούν κάτω από 200 ppm. Κατά τη διάρκεια της τακτικής συντήρησης, οι τεχνικοί πρέπει να επαληθεύουν περιοδικά την αεροστεγανότητα της φλάντζας του επάνω καλύμματος του φούρνου, του γυαλιού παραθύρου προβολής και των μηχανικών συνδέσεων των μηχανισμών ρύθμισης της ράγας οδήγησης για να αποτρέψουν αυστηρά τις διαρροές αερίου που προκαλούνται από μικροσκοπικά κενά που προκύπτουν από θερμική διαστολή και συστολή. Επιπλέον, κατά τη φάση σχεδιασμού παραγωγής πριν από τη συναρμολόγηση επιφανειακής τοποθέτησης PCBA, οι μηχανικοί υλικών θα πρέπει να βελτιστοποιήσουν την επιλογή πάστας συγκόλλησης για το περιβάλλον αζώτου επιλέγοντας πάστα συγκόλλησης χαμηλών υπολειμμάτων, εξαιρετικά δραστικής, χωρίς αλογόνο, κατάλληλη για συνθήκες χαμηλού οξυγόνου. Με τη μόχλευση της προστατευτικής ενθυλάκωσης του αζώτου των πτητικών ενεργοποιητών, η διεπαφή συγκόλλησης καθαρίζεται περαιτέρω, με αποτέλεσμα τον άψογο σχηματισμό άρθρωσης συγκόλλησης σε ολόκληρη την πλακέτα.
Εταιρικό προφίλ
Η Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., που ιδρύθηκε το 2010, είναι επαγγελματίας κατασκευαστής που ειδικεύεται στη μηχανή επιλογής και τοποθέτησης SMT, φούρνο επαναροής, μηχανή εκτύπωσης στένσιλ, γραμμή παραγωγής SMT και άλλα προϊόντα SMT. Έχουμε τη δική μας ομάδα Ε & Α και το δικό μας εργοστάσιο, εκμεταλλευόμενοι τη δική μας πλούσια έμπειρη Ε&Α, καλά εκπαιδευμένη παραγωγή, που κέρδισε μεγάλη φήμη από τους πελάτες παγκοσμίως.
Αυτή τη δεκαετία, αναπτύξαμε ανεξάρτητα τα NeoDen4, NeoDen IN6, NeoDen K1830, NeoDen FP2636 και άλλα προϊόντα SMT, τα οποία πωλήθηκαν καλά σε όλο τον κόσμο. Μέχρι στιγμής, έχουμε πουλήσει περισσότερα από 10.000 τμχ μηχανήματα και τα εξάγαμε σε περισσότερες από 130 χώρες σε όλο τον κόσμο, δημιουργώντας μια καλή φήμη στην αγορά. Στο παγκόσμιο μας οικοσύστημα, συνεργαζόμαστε με τον καλύτερο συνεργάτη μας για να προσφέρουμε μια πιο ολοκληρωμένη υπηρεσία πωλήσεων, υψηλή επαγγελματική και αποτελεσματική τεχνική υποστήριξη.
Πιστεύουμε ότι οι σπουδαίοι άνθρωποι και οι συνεργάτες κάνουν τη NeoDen μια εξαιρετική εταιρεία και ότι η δέσμευσή μας στην Καινοτομία, την Ποικιλομορφία και την Αειφορία διασφαλίζει ότι η αυτοματοποίηση SMT είναι προσβάσιμη σε κάθε χομπίστα παντού.