چگونه خمیر فلاکس لحیم کاری مونتاژ الکترونیک را بهبود می بخشد؟

Solder Flux Paste Improves Electronics Assembly

هر کسی که زمان واقعی را در یک طبقه تولید سپری کرده باشد، ناامیدی را می داند. اجزای عالی دارید، تخته‌های تمیز، اجاق گازی که در آن شماره‌گیری شده است-و همچنان اتصالات کسل‌کننده به نظر می‌رسند. یا بدتر از آن، شما شروع به دیدن سنگ قبر در 0402s می کنید. نه بار از ده بار، مقصر خطای اپراتور یا خرابی تجهیزات نیست. این خمیر فلاکس لحیم کاری است.

خمیر فلاکسدر قلب مونتاژ مدرن SMT قرار دارد، اگرچه شما همیشه آن را از توجه کمی که در مقایسه با آلیاژهای لحیم کاری یا دقت قرار دادن به آن می شود متوجه نمی شوید. این یک اشتباه است.

در اینجا چیزی در مورد اکسیدهای فلزی وجود دارد که اکثر اپراتورها هرگز به آن فکر نمی کنند: آنها تقریباً فوراً تشکیل می شوند. مس تمیز را در معرض هوا قرار دهید و در عرض چند دقیقه لایه ای از اکسید مس تشکیل می شود. تا زمانی که تخته به جریان مجدد برخورد کند، اکسیداسیون قبلاً رطوبت پذیری را به خطر انداخته است. لحیم کاری به خوبی به اکسیدها متصل نمی شود. دوره

خمیر فلاکس لحیم کاریحاوی اسیدهای آلی-معمولاً اسید آدیپیک، اسید سوکسینیک، یا ترکیبات اختصاصی آنها- است که این اکسیدها را از نظر شیمیایی به فلز خالی تبدیل می‌کند. این واکنش درست زمانی رخ می دهد که دما در محدوده 150-180 درجه بالا می رود، درست قبل از اینکه لحیم کاری مایع شود. زمان در اینجا بیش از آنچه مردم تصور می کنند اهمیت دارد. یک فعال کننده بیش از حد تهاجمی است و در زمان پیش گرمایش پاشیده می شود. خیلی ملایم است و آن اکسیدها در منطقه جریان مجدد زنده می مانند.

وسیله نقلیه شار-معمولاً یک پایه رزین یا رزین مصنوعی مخلوط با حلال‌ها{1}}هدف دوگانه‌ای دارد که مهندسان گاهی اوقات آن را نادیده می‌گیرند. ابتدا پودر فلز را به طور یکنواخت در سراسر خمیر معلق نگه می دارد. جداسازی یک مشکل واقعی با اندازه های بزرگتر شیشه است. من دیده ام که خمیری که به مدت یک هفته در حالت نشسته مانده است، به اندازه کافی تفکیک لحیم کاری ایجاد می کند تا حجم رسوب را تا 15 درصد کاهش دهد. دوم، وسیله نقلیه رئولوژی را در طول چاپ کنترل می کند. این همان چیزی است که به شما این امکان را می دهد که از دیواره های دیافراگم شابلون آزاد شوید.

کشش سطحی بر همه چیز در لحیم کاری حاکم است. SAC305 مذاب دارای کشش سطحی در حدود 500{3}}520 mN/m است که تقریباً ده برابر بیشتر از آب است. لحیم مایع به حال خودش رها می‌شود و می‌خواهد سطح تماس را به حداقل برساند. این فیزیک بر علیه شما کار می کند.

فعال کننده های شار کشش سطحی بین لحیم مذاب و زیرلایه را کاهش می دهند. این به لحیم کاری اجازه می دهد تا در سراسر لنت پخش شود و از سرب بالا برود و هندسه فیله مقعر ایده آل را تشکیل دهد. بدون فعالیت شار کافی، مفاصل مرطوب کننده ناکافی-را دریافت می کنید که براق به نظر می رسند اما پیوندهای بین فلزی مناسبی در سطح مشترک مس ایجاد نکرده اند. این مفاصل تحت چرخه حرارتی از کار خواهند افتاد. شاید بلافاصله نه، اما آنها شکست خواهند خورد.

IPC J{0}}STD-004B سیستم طبقه‌بندی شار را تعریف می‌کند که اکثر سازندگان به آن مراجعه می‌کنند. در نگاه اول پیچیده به نظر می رسد، اما پس از بررسی چند مثال، به طور منطقی تجزیه می شود.

دو حرف اول نوع شار را نشان می دهد: RO برای رزین، RE برای رزین، OR برای اسید آلی، IN برای غیر آلی. سپس سطح فعالیت -L، M، یا H برای کم، متوسط، زیاد است. در نهایت، صفر یا یک محتوای هالید را نشان می دهد. بنابراین REL0 یک شار رزین مصنوعی کم-فعالیت بدون هالید است. ROM1 یک رزین با فعالیت متوسط-با فعال کننده های هالید است. به اندازه کافی ساده

سوال واقعی این است که کدام طبقه بندی واقعا برای برنامه شما مهم است. من دیده‌ام که بخش‌های تدارکات همه‌جانبه بر روی ROL0 اصرار می‌کنند، زیرا «نه-تمیز به معنای پاک کردن نیست»، سپس با مشکلات خیس‌کردن روی سطوح اکسید شده OSP مبارزه می‌کنند. در همین حال، یک ROM1 مشکل را حل می‌کرد-بله، از نظر فنی حاوی هالید است، اما در غلظت‌هایی که در صورت جریان مجدد صحیح، خطر قابلیت اطمینان صفر را ایجاد می‌کنند. زمینه اهمیت دارد.

فرمول‌های ORL1 و ORH1 برای برنامه‌های چالش‌برانگیز مانند پین‌های اتصال یا سناریوهای دوباره‌کاری به شدت اکسید شده، بالاترین فعالیت را ارائه می‌دهند. آنها نیاز به تمیز کردن آبی دارند، معمولاً آب DI بالای 50 درجه با هم زدن. باقی مانده ها خورنده و آبدوست هستند. آنها را روی تخته بگذارید و شما در حال درخواست مهاجرت الکتروشیمیایی هستید.

محتوای فلزی مهم است. خمیر لحیم کاری استاندارد 88-91٪ فلز وزن دارد، اما تفاوت بین 89٪ و 90.5٪ در مقاومت در برابر اسلامپ و ثبات ارتفاع رسوب نشان می دهد. بارگذاری فلز بیشتر به معنای سوخت کمتر وسیله نقلیه، باقیمانده های تمیزتر، شیشه های فرآیند سفت تر است. مبادله این است که قابل چاپ بودن است-خمیرهای با بارگذاری زیاد می‌توانند با شابلون‌های ریز ریز باشند.

توزیع اندازه ذرات از یک طبقه بندی نوع پیروی می کند. نوع 3 (25{10}}45 میکرون) اکثر کارهای استاندارد SMT را انجام می دهد. نوع 4 (20-38 میکرون) برای BGA های 0.4 میلی متری و اجزای 0201 ضروری است. نوع 5 و فراتر از آن برای برنامه‌های بسیار ظریف وجود دارد، اما شما حق بیمه پرداخت می‌کنید و به همین ترتیب به کنترل فرآیند دقیق‌تری نیاز دارید. هرچه پودر ریزتر باشد، سطح آن بیشتر باشد، اکسیداسیون در طول ذخیره سازی سریعتر خواهد بود. برخی از خمیرهای نوع 5 حتی در یخچال نیز کمتر از چهار ماه ماندگاری دارند.

و صحبت از تبرید{0}}بله، اجباری است. خمیر لحیم به یک معنا یک موجود زنده است. واکنش شیمیایی شار در دمای اتاق ادامه می‌یابد، ویسکوزیته به سمت بالا می‌خزد، پودر فلز به آرامی تحلیل می‌رود. اکثر خمیرها فضای ذخیره سازی را در 0-10 درجه مشخص می کنند. من از تامین کنندگان خواسته ام به من گفته اند که محصول آنها "چند روز" در دمای اتاق زنده می ماند اما داده ها از آن پشتیبانی نمی کنند. ما آزمایش‌های چاپی{8}}را یک بار با خمیری که به‌درستی ذخیره شده بود، در مقابل رب‌هایی که در یک تعطیلات آخر هفته باقی مانده بود، انجام دادیم. تفاوت در پر کردن دیافراگم بلافاصله آشکار شد.

چاپ استنسیل همچنان روش کار برای رسوب خمیر SMT است. ویژگی‌های تیکسوتروپیک خودروی فلاکس رفتار چاپ را تعیین می‌کند-شما می‌خواهید ویژگی‌های نازک‌کننده برشی{2}} را تعیین کنید که به خمیر اجازه می‌دهد تحت فشار اسکاج بچرخد و روزنه‌ها را پر کند، سپس پس از رسوب کردن، شکل خود را حفظ کند. تیکسوتروپی بیش از حد و خمیر به طور تمیز آزاد نمی شود. خیلی کم است و رسوبات قبل از قرار دادن افت می کنند.

برای کار مجدد، سرنگ ها و سیستم های توزیع رب را دقیقاً در جایی که نیاز دارید قرار دهید. همان شیمی شار، فقط در مکانیزم تحویل متفاوت اعمال می شود. شار ژل به شکل مستقل-بدون پودر فلز-برای لحیم کاری موج از طریق سوراخ-و کار لمس دستی استفاده می شود.

یک بحث مداوم در این صنعت در مورد اینکه آیا واقعاً هیچ باقیمانده تمیزی نیاز به تمیز کردن ندارد یا خیر وجود دارد. از نظر فنی، نه-این کل موضوع است. باقیمانده به گونه ای طراحی شده است که خوش خیم، غیر{4}}رسانا، غیر{5}}خورنده باشد. اما "خوش خیم" محدودیت هایی دارد.

اگر از پوشش منسجم استفاده می کنید، باقی مانده با چسبندگی تداخل می کند. اگر محصول شما با محیط‌هایی با رطوبت بالا مواجه است، حتی هیچ باقیمانده تمیزی نمی‌تواند رطوبت را جذب کند و مسیرهای نشتی ایجاد کند. برنامه‌های کاربردی-قابلیت اطمینان بالا-سیستم‌های ایمنی پزشکی، هوافضا، خودرو-معمولاً تمیز کردن را صرف نظر از نوع شار الزامی می‌کنند. این یک رویکرد تسمه-و-آلیزگر است که هزینه اضافی دارد اما حالت خرابی را حذف می‌کند.

طرف دیگر: تمیز کردن غیر ضروری منابع را هدر می دهد و دستکاری هایی را معرفی می کند که می تواند به قطعات آسیب برساند. تمیز کردن همچنین جریان های زباله ای را ایجاد می کند که نیاز به دفع دارند. برای لوازم الکترونیکی مصرفی با الزامات قابلیت اطمینان متوسط، بدون شار تمیز انتخاب شده به درستی، واقعاً تمیز نیست.

تکنولوژی خمیر فلاکس همچنان در حال تکامل است. تغییر به گام‌های ظریف‌تر و اجزای کوچک‌تر به خمیرهایی نیاز دارد که تمیزتر چاپ کنند، سریع‌تر خیس شوند و بقایای کمتری بر جای بگذارند. آلیاژهای آزاد-سرب با نقطه ذوب بالاتر خود به سیستم‌های شار نیاز دارند که در زمان طولانی بالای مایع بدون زغال‌ساختن یا تخلیه ذخایر فعال کننده خیلی زود زنده بمانند.

برخی از فرمول‌بندی‌های مصنوعی جدیدتر-بدون تمیز کردن، واقعاً چشمگیر-ویسکوزیته پایدار در محدوده‌های دما، عمر شابلون طولانی‌تر، نزدیک به باقی مانده‌های نامرئی-می‌باشند. هزینه بیشتری دارند. این که آیا این مداد هزینه تمام شده است یا نه بستگی به میزان نقص، بار دوباره کاری و الزامات کیفیت دارد.

در پایان روز، خمیر فلاکس یک ابزار شیمیایی است. مانند هر ابزار دیگری، اثربخشی آن به انتخاب مناسب برای کار و استفاده از آن در پارامترهای طراحی آن بستگی دارد. آن را درست انجام دهید و تعجب خواهید کرد که چرا لحیم کاری شما را به دردسر انداخته است. اشتباه بگیرید و هیچ مقدار تغییر نمایه یا دقت قرار دادن شما را نجات نخواهد داد.