솔더 페이스트-플럭스 차량 내 금속 합금 입자의 균일한 현탁액-은 SMT 조립 체인에서 화학적으로 가장 불안정한 재료 중 하나를 나타냅니다. 산화 동역학, 플럭스 저하 메커니즘 및 유변학적 안정성 임계값에 따라 결정되는 기능 수명은 제조 시점부터 최종 증착까지 엄격한 시간{3}}온도 관리를 요구합니다. 입자 표면 반응성과 플럭스 화학 간의 상호 작용으로 인해 작동 범위가 좁아집니다. 지정된 저장 매개변수에서 벗어나면 리플로우를 통해 잠재 결함으로 전파되는 점도, 점착성 및 습윤 성능에 대한 되돌릴 수 없는 변화가 시작됩니다.
6개월-미신
대부분의 데이터시트에는 0~10도에서 6개월이 소요된다고 나와 있습니다. 그 숫자는 조달 부서에서 경전처럼 취급됩니다. 그래서는 안됩니다.
실제로 일어나는 일은 다음과 같습니다. 제조업체는 가속 노후화 테스트를 실행하고 일부 안전 마진을 적용하고 업계에서 기대하는 것이기 때문에 TDS에 "6개월"을 인쇄하고 계속 진행합니다. 하루에 40번 열리는 하역장 근처의 냉장고, 아무도 고치지 않는 불량한 도어 씰이 있는 냉장고, 특정 보관 조건에서 특정 페이스트가 실제로 6개월 동안 사양을 유지하는지 여부는 완전히 다른 질문입니다.
저는 5개월 동안 아름답게 인쇄된 페이스트를 테스트했습니다. 나는 이미 거칠어진 페이스트를 3개월째 테스트해 보았습니다. 차이점은 일반적으로 아무도 모니터링하지 않은 보관 조건으로 추적됩니다.
일부 공급업체는 현재 12-개월 제제를 제공합니다. 알파, 인듐, 기타 몇 가지. 화학적 특성은-더 안정적인 플럭스 시스템, 표면 처리된 분말과 다릅니다. 필요한지 여부는 재고 속도에 따라 다릅니다. 몇 주마다 페이스트를 휘젓고 다니면 결코 사용하지 않을 안정성에 대한 프리미엄을 지불하고 있는 것입니다.
실제로 거기에서 무엇이 저하되고 있습니까?
플럭스는 대부분의 죽어가는 일을 하고 있습니다.
활성화제-리플로우 중에 산화물 층을 청소하는 유기산-설계상 반응성이 있습니다. 병을 냉장고에 넣었다고 해서 그 반응이 멈추지는 않습니다. 속도는 상당히 느려지지만 분자는 계속해서 서로를 찾습니다. 느린 중합. 점진적인 중화. 페이스트를 작동시키는 물질은 조용히 그 자체를 소비하고 있습니다.
용매가 증발합니다. "밀봉된" 용기를 통해서도 가능합니다. 특히 일부 제조업체에서는 플라스틱 병을 사용합니다. 나는 시간이 지남에 따라 항아리의 무게를 측정했습니다. 6개월에 걸쳐 1~2그램이 감소합니다. 대부분이 용매이고 용매 손실은 점도 변화를 의미한다는 사실을 깨닫기 전까지는 별로 들리지 않습니다.
금속 분말이 산화됩니다. SAC305 입자는 부피에 비해 표면적이 엄청나지만-용해 효율성을 위해 의도적으로 의도한 것입니다.-표면적은 산화 부위를 의미합니다. 산화물 층이 두꺼워집니다. 리플로우 중에 플럭스 활동을 줄이기 위해 더 많은 플럭스 활동이 필요합니다. 결국 저하된 플럭스보다 더 많은 활동이 제공될 수 있습니다.
이 중 어느 것도 선형적으로 발생하지 않습니다. 온도는 가속기입니다. Arrhenius 동역학이 적용됩니다. 대략적으로 말하면 반응 속도는 10도 증가할 때마다 두 배로 증가합니다. 25도에서 저장된 페이스트는 0도에서 저장된 페이스트보다 두 배 빨리 노화되지 않습니다. 추적하는 성능 저하 메커니즘에 따라 4~6배 더 빠르게 노화됩니다.
냉장고 상황
누구나 페이스트 냉장고를 가지고 있습니다. 좋은 사람은 거의 없습니다.
사양에서는 일반적으로 0-10도를 요구합니다. 이는 범위가 넓고 10도는 2도에 비해 이미 수명을 저하시킵니다. 하지만 진짜 문제는 설정값이 아니라 안정성입니다. 가정용 냉장고 주기. 압축기가 가동되고 온도가 2도까지 떨어집니다. 압축기가 꺼지고 최대 8도까지 올라갑니다. 문이 열리고 앞쪽 근처에서 15도까지 스파이크가 열립니다. 문이 닫힙니다. 반복하다.
이러한 열 주기는 페이스트에 스트레스를 줍니다. 플럭스 매체는 금속 입자와 다르게 팽창하고 수축합니다. 미세한-분리가 발생합니다. 눈에 띄지 않고 즉시는 아니지만 균질성이 저하됩니다.
강제 공기 순환과 엄격한 온도 제어 기능을 갖춘 의료용-등급 또는 연구실용 냉장고가 존재하는 데에는 이유가 있습니다. 귀하의 운영이 비용을 정당화하는지 여부는 수량 및 품질 요구 사항에 따라 다릅니다. 항공우주, 자동차 안전 시스템, 의료용 임플란트를 위한 높은-신뢰성 어셈블리를 원하십니까? 돈을 쓰세요. 제품 주기가 18개월인 가전제품? 아마도 괜찮은 상업 장치와 약간의 모니터링만 있으면 괜찮을 것입니다.
거기에 최소{0}}최대 온도계를 넣으세요. 값싼 디지털 제품이 작동합니다. 매주 확인하세요. 기록하세요. 당신이 몰랐던 보관 조건에 대해 알게 될 것입니다.
해동 중
프로세스 규율 실패를 가장 많이 본 곳이 바로 여기입니다.
냉장에서 바로 꺼낸 차가운 페이스트가 주변 공기에 노출되어 응축이 형성됩니다. 용기 외부에 물이 묻어 있으니 닦아주세요. 부분적으로 밀봉된 페이스트로 물이 이동하고, 플럭스 화학과 상호 작용하며, 되돌릴 수 없는 오염인 활성화제를 가수분해합니다.- 붙여넣기가 여전히 인쇄될 수 있습니다. 리플로우할 수도 있습니다. 그러나 무수물로 설계된 시스템에 수분을 도입하면 나중에 고르지 못한 젖음으로 인한 솔더 볼, 튀기, 삭제 표시 등을 보게 될 것입니다.
표준 실행: 개봉하지 않은 상태에서 실온에서 4~8시간. 일부 제조업체는 더 큰 병에 대해 더 긴 시간을 지정합니다.. 500g 용기는 200g보다 평형을 이루는 데 더 오랜 시간이 걸립니다.
나는 생산이 기다리고 있기 때문에 운영자가 오전 7시에 냉장고에서 페이스트를 꺼내고 7시 15분에 뚜껑을 여는 것을 보았습니다. 회선이 끊어졌을 때 체류 시간에 대해 듣고 싶어하는 사람은 아무도 없습니다. 따라서 오염된 페이스트가 스텐실에 묻고 3시간 후 QC는 중간-칩 솔더 볼의 스파이크를 표시하고 문제가-시작됩니다.
바쁘다면 작은 병을 주문하세요. 100g 또는 200g 포장은 실온에 더 빨리 도달합니다. 아니면 오늘 밤 내일의 페이스트를 준비하세요. 그러나 해동을 건너 뛰지 마십시오.
절대-강조하고 싶습니다.-더위를 가속화하기 위해 열원을 사용하지 마세요. 핫플레이트도 없고, 히트건도 없고, 장비 배기구 근처에 병을 놓지도 않습니다. 온도 충격은 보관 시 열 순환과 동일한 분리 문제를 일으키지만 더 빠릅니다.
스텐실 수명이 무시됩니다.
데이터시트에는 "스텐실 수명 8시간" 또는 "1교대 동안 연속 인쇄"라고 나와 있습니다. 이는 특정 온도, 특정 습도, N번 인쇄할 때마다 스텐실이 지워지는 등 통제된 조건 하에 있습니다.
실제로:
공장 바닥은 28도, 70% RH입니다. 7월인데 HVAC가 따라잡을 수 없기 때문입니다. 스텐실 수명은 실질적으로 단축되었으며 누구도 기대치를 조정하지 않았습니다.
공급 장치 걸림으로 인해 라인이 2시간 동안 중단되었습니다. 페이스트가 스텐실 위에 놓이고 용매가 증발하며 플럭스가 벗겨졌습니다. 반죽했거나 교체했어야 했습니다. 그렇지 않았습니다.
금요일 오후에 제작이 종료되었습니다. 누군가가 스텐실을 플라스틱 랩으로 덮었고 월요일까지는 괜찮을 것이라고 생각했습니다. 그렇지 않았습니다. 그 페이스트는 죽었어. 그것을 버리십시오.
용매는 증기압과 공기 흐름에 따라 결정되는 속도로 증발합니다. 스텐실의 노출된 표면적은 항아리에 비해 엄청납니다. 스텐실에 4시간 동안 방치하면 적절한 냉장 보관 시 4주 이상 페이스트의 품질이 저하될 수 있습니다.
재사용 질문
일부 작업은 그렇습니다. 신선한 페이스트와 섞어 냉장고에 다시 넣어 내일 사용하세요. 이는 특정 페이스트 제제가 재활용성을 위해 특별히 설계될 정도로 일반적입니다.-Kester의 R276, 일부 인듐 제품.
내 의견: 신뢰성이 높은-어셈블리를 실행하고 있다면 그렇게 하지 마세요. 위험-보상 계산에서는 이를 선호하지 않습니다. 현장에서 실패할 경우 수천 달러의 비용이 드는 제품에 가변성을 도입하기 위해 페이스트 비용을 50달러 절약할 수 있습니다.
요구사항이 덜 엄격한 상업용-등급 제품의 경우 재활용을 통제할 수 있습니다. 키워드: 통제됨. 신선한 것과 재활용된 것의 특정 비율(3:1이 일반적임) 재활용 재료를 재활용하지 않습니다.-한 세대만 가능합니다. 적절한 재-균질화는 단순히 주걱으로 휘젓는 것이 아니라 실제 혼합을 의미합니다.
플럭스가 저하되었습니다. 유변학이 바뀌었습니다. 당신은 처녀 성능을 얻지 못하고 있습니다. 성능 저하가 프로세스 기간 내에 유지되는지 여부는 마진이 얼마나 되는지에 따라 달라집니다.
분말 유형은 사람들이 생각하는 것보다 더 중요합니다
유형 3(25-45μm 입자 크기)이 주력입니다. 일반 SMT 조립을 지배합니다. 입자가 클수록 표면-면적-대 부피 비율이 낮아져 단위 질량당 산화 속도가 느려지므로 보관 및 취급이 상대적으로 관대합니다.
유형 4(20-38μm)는 미세 피치 부품(0.4mm 피치 CSP, 01005 패시브)에 점점 더 보편화되고 있습니다. 더 많은 표면적, 더 빠른 분해. TDS에 6개월이라고 적혀 있다면 유형 4에 대해 5개월을 생각해 보세요.
유형 5(15-25μm) 이상-초미세 응용 분야용 유형 6, 유형 7--이러한 제품은 실제로 신선함을 유지하기가 어렵습니다. 산화 동역학은 공격적입니다. 일부 제조업체에서는 유형 5의 경우 3개월의 유통기한을 권장하고 더 미세한 등급의 경우 더 짧은 기간을 권장합니다. 저는 웨이퍼 레벨 패키징에서 일관된 결과를 얻기 위해 제조 후 72시간 이내에 사용해야 하는 Type 6 페이스트를 사용해 작업했습니다.
귀하의 작업에서 여러 분말 유형을 사용하는 경우 별도의 관리 프로토콜이 필요합니다. 유형 5를 유형 3처럼 취급하는 것은 문제를 야기합니다.
입고 검사: 수행
공급업체의 제조 날짜는 용기에 나와 있습니다. 수령 날짜는 몇 주 후일 수 있습니다.-배포, 배송, 8월 피닉스의 하역장에 있을 수 있습니다. 그 페이스트는 잠시 멈춰도 노화되지 않았습니다.
기본 수신 QC:
먼저 육안 검사. 분리? 변색? 항아리를 통해 거친 질감이 보입니까? 그것을 거부하십시오.
점도계-Brookfield 또는 Malcom 장치-가 있는 경우 사양에 따라 점도를 확인하세요. 신선한 페이스트는 중간-사양이어야 하며 상한을 넘어서는 안 됩니다.
인쇄 테스트. 프로세스를 통해 쿠폰을 실행하세요. 입금량, 이체효율, 슬럼프를 확인하세요. 기준 데이터와 비교하세요.
중요한 응용 분야의 경우 습윤 균형 테스트는 플럭스 활동을 직접 정량화합니다. 모든 사람이 장비를 갖고 있는 것은 아닙니다. 그러나 안정성 요구 사항이 있는 제품을 만들고 있다면 투자할 가치가 있습니다.
모든 것을 문서화하세요. 라인에서 많은 문제가 발생하면 들어오는 QC에서 누락된 부분이 있는지 또는 보관/취급으로 인해 품질이 저하된 재료가 있는지 추적하려고 합니다.
실패의 모습
페이스트는 만료를 알리지 않습니다. 제대로 작동하지 않고 거꾸로 진단하게 됩니다.
인쇄단계: 스텐실 개구로부터의 박리 불량. 부진하거나 확산되는 예금. 모서리에 개-귀가 있습니다. 볼륨이 부족합니다. 이러한 요인에는 모두 다른 원인이 있을 수 있습니다.-스텐실 마모, 스퀴지 압력, 스냅-거리 이탈-그러나 오래된 페이스트는 이를 악화시키고 때로는 모방합니다.
포스트-리플로우: 부품 주위에 볼을 납땜합니다. 그레이핑(불완전한 유착). BTC 조인트에 공극이 있습니다. 습윤을 방지하는 산화물 장벽의 BGA 베개에 머리를-넣으세요. 필렛 형성 불량.
교활한 부분: 가장자리 페이스트는 잠재적인 신뢰성 위험을 내포하면서 검사 기준을 통과할 수 있습니다. 조인트가 괜찮아 보입니다. 금속간 층이 불완전하게 형성되었습니다. 현장 서비스를 시작한 지 3년이 지나면서 조인트에 균열이 발생합니다.
사용한 페이스트로 인해 실패를 추적할 수는 없습니다. 하지만 페이스트 때문에 그런 일이 발생한 것일 수도 있습니다.
공급업체 가변성
이것은 공급업체의 -때리기-가 아닙니다. 모든 사람이 좋은 페이스트를 만들고 때로는 나쁜 제품을 배송하기도 합니다.-공식은 다릅니다.
일본 공급업체(Senju, Tamura)는 보수적인 사양을 선호하는 경향이 있습니다. 6개월이라고 하면 진심입니다. 테스트를 통해 재료가 사양을 훨씬 뛰어넘는 수준으로 유지되는 것을 확인하는 경우가 많습니다.
일부 중국 제조업체는 극적으로 개선되었습니다. 다른 사람들은 여전히 일관성에 어려움을 겪고 있습니다. 공급망 비용 압박이 하위-공급업체에 쏠릴 때 들어오는 검사가 더 중요합니다.
Indium Corporation은 광범위한 기술 데이터를 공개합니다. 유통기한은-일반적으로 신뢰할 수 있으며, 질문이 있을 경우 기술 지원이 즉시 응답합니다.
데이터시트는 기술 사양인 동시에 마케팅 문서이기도 합니다. 비판적으로 읽으십시오. 새로운 재료에 대한 자격을 갖추려면 실제 테스트 데이터를 요청하십시오.
유통 기한은 라벨에 표시된 숫자가 아닙니다. 이는 페이스트가 제조되는 순간부터 보관 및 취급 방법에 따라 결정되는 속도로 지속적으로 저하되는 특성입니다. 추상화가 아닌 현실을 관리하십시오.
