Selectarea unui tip de pulbere de pastă de lipit nu este doar o chestiune de alegere a celei mai bune pulberi disponibile. Particulele trebuie să fie suficient de mici pentru cele mai solicitante deschideri ale șablonului, dar pasta completă trebuie să se potrivească și aliajului, sistemului de flux, grosimii șablonului, condițiilor de depozitare, procesului de reflux și stabilității necesare producției.
Raspuns rapid:utilizați regula cinci-bile ca ecran inițial pentru dimensiunea îngustă a unei deschideri dreptunghiulare. Pentru o deschidere circulară, utilizați o evaluare mai conservatoare a numărului de particule-, deoarece zona utilizabilă se îngustează de la linia centrală. Apoi calculați raportul de suprafață și validați rezultatul prin imprimare repetată și inspecție a pastei de lipit.
Această secvență ajută la eliminarea dimensiunilor de pulbere în mod evident necorespunzătoare. Nu înlocuiește fișa tehnică a produsului, revizuirea designului șablonului sau validarea procesului.
De ce contează dimensiunea pulberii în imprimarea cu șablon
Pastă de lipitcombină pulberea de aliaj cu un vehicul care{0}}conține flux. În timpul tipăririi, pasta trebuie să se rostogolească în fața racletei, să umple deschiderea și să se separe de pereții șablonului în timp ce rămâne pe placa PCB.
Dimensiunea pulberii afectează câte particule pot ocupa o deschidere mică. Cu toate acestea, dimensiunea particulelor este doar o parte a procesului. ThePrincipiul de funcționare al pastei de lipitdepinde, de asemenea, de chimia fluxului, reologie și comportamentul de încălzire.
Pentru selecția pulberii, păstrați trei termeni separati:
- Dimensiunea pulberii de pastă de lipiteste subiectul general privind dimensiunea-particulelor.
- Tipul de pulbereeste o clasificare precum Tipul 3, Tipul 4, Tipul 5 sau Tipul 6.
- Limita superioară de dimensiune-particuleloreste valoarea utilizată pentru primul calcul de screening geometric.
Nu presupuneți că fiecare produs cu aceeași denumire de tip are o distribuție controlată identică. Utilizați specificațiile reale ale furnizorului pentru calculele finale.
Care sunt regulile de screening cu cinci-bile și circulare-apertura?
Ambele metode compară cele mai mari particule relevante de pulbere cu cea mai mică deschidere a șablonului. Ei răspund la o întrebare timpurie:
Sunt particulele suficient de mici pentru geometria deschiderii fără ca populația de particule utilizabilă să devină prea restrânsă?
Acestea nu măsoară direct eliberarea pastei, eficiența transferului sau calitatea-finală a îmbinării.
Regula cu cinci-bile pentru deschiderile dreptunghiulare
Regula cu cinci-bile se aplică de obicei la cea mai îngustă dimensiune a unei deschideri dreptunghiulare.
Lățimea minimă a deschiderii ≈ 5 × limita superioară de dimensiune-particulelor
Pentru o pastă cu o dimensiune superioară a particulei de 38 μm:
5 × 38 μm = 190 μm
Prin urmare, o deschidere dreptunghiulară care are 200 μm lățime trece îngust pe acest ecran geometric.
Regula se bazează în general pe capătul superior al distribuției controlate a particulelor, nu pe diametrul mediu al particulelor. Literatura tehnică IPC discută această relație cu cinci-particule ca un ghid de inginerie, mai degrabă decât o metodă completă de calificare a procesului.
Un ecran conservator pentru deschideri circulare
O deschidere circulară creează o problemă diferită de ambalare. Cinci particule se pot potrivi de-a lungul diametrului central, dar lățimea disponibilă scade departe de linia centrală. Prin urmare, o pastă care trece doar de calculul dreptunghiular cu cinci-bile poate oferi o populație limitată de particule în întreaga zonă circulară.
Un ecran de inginerie conservator discutat frecvent este:
Diametrul minim al deschiderii circulare ≈ 8 × limita superioară de dimensiune a particulei-
Pentru o dimensiune superioară a particulei de 38 μm:
8 × 38 μm = 304 μm
O deschidere circulară de 275 μm nu îndeplinește această valoare conservativă, deși aproximativ șapte particule de dimensiuni superioare-poate acoperi diametrul său. Combinația se poate imprima în continuare în condiții bine-controlate, dar are o margine geometrică mai mică decât o pastă cu particule mai mici.
Acest calcul circular-de deschidere ar trebui tratat ca o euristică de screening, nu ca o cerință IPC sau o regulă universală de trecere/eșec.
Tipuri comune de pulbere de pastă de lipit
Intervalele de mai jos sunt utilizate în mod obișnuit pentru compararea ingineriei. Confirmați distribuția exactă a particulelor, metoda de testare și specificațiile cu fișa tehnică curentă a produsului înainte de a cumpăra sau de a aproba un proces.
| Tipul de pulbere | Gama comună de particule | Mărimea superioară folosită pentru screening | Pragul de cinci-bile | Pragul circular de opt-particule |
|---|---|---|---|---|
| Tip 3 | 25–45 μm | 45 μm | 225 μm | 360 μm |
| Tip 4 | 20–38 μm | 38 μm | 190 μm | 304 μm |
| Tip 5 | 15–25 μm | 25 μm | 125 μm | 200 μm |
| Tip 6 | 5–15 μm | 15 μm | 75 μm | 120 μm |
Aceste valori explică de ce tipul 4 poate imprima caracteristici dificile pentru tipul 3 și de ce tipul 5 sau tipul 6 pot fi luate în considerare pentru deschideri mai fine. Ele nu înseamnă că fiecare ansamblu ar trebui să se mute la cea mai mică pulbere disponibilă.
Pe măsură ce dimensiunea particulelor scade, mai multe particule pot ocupa o deschidere mică și definiția-fină a caracteristicilor se poate îmbunătăți. În același timp, suprafața totală a particulelor crește, astfel încât controlul oxidării, stocarea, formularea fluxului și comportamentul refluxului pot deveni mai sensibile. Cu cât mai largproprietățile fizice ale pastei de lipitprin urmare, trebuie revizuit împreună cu tipul de pulbere.
Exemplu lucrat 1: O deschidere dreptunghiulară de 0,20 mm
Luați în considerare o deschidere dreptunghiulară cu o lățime minimă de:
0,20 mm=200 μm
Ecran de tip 3
5 × 45 μm = 225 μm
Diafragma de 200 μm este mai mică decât valoarea de ecranare de 225 μm.
Rezultatul screening-ului:Tipul 3 nu trece de ecranul convențional cu cinci-bile.
Ecran de tip 4
5 × 38 μm = 190 μm
Diafragma de 200 μm este puțin mai mare decât 190 μm.
Rezultatul screening-ului:Treceri de tip 4, dar cu margine geometrică limitată.
Ecran de tip 5
5 × 25 μm = 125 μm
Tipul 5 oferă o marjă de-dimensiune a particulelor considerabil mai mare.
Acest lucru nu face automat tipul 5 materialul mai bun. Când Tipul 4 oferă deja o eliberare stabilă, recirculare acceptabilă și performanță de depozitare adecvată, schimbarea la o pulbere mai fină poate adăuga costuri sau sensibilitate la proces fără a rezolva o problemă definită.
Regula ar trebui să elimine opțiunile în mod clar nepotrivite. Nu ar trebui să selecteze pasta completă de la sine.
Exemplul 2 lucrat: O deschidere circulară de 0,275 mm
Acum luați în considerare o deschidere circulară cu un diametru de:
0,275 mm=275 μm
Ecran de tip 3
8 × 45 μm = 360 μm
Diafragma este substanțial sub valoarea conservatoare de 360 μm.
Implicație practică:Tipul 3 are o margine geometrică limitată pentru această caracteristică circulară.
Ecran de tip 4
8 × 38 μm = 304 μm
Diafragma de 275 μm rămâne sub pragul conservator.
275 ÷ 38 ≈ 7.2
Aproximativ șapte particule de dimensiune-superioară pot acoperi diametrul. Tipul 4 se poate imprima în continuare cu succes atunci când pasta, șablonul și imprimanta sunt bine controlate, dar nu satisface pe deplin ecranul conservator de opt-particule.
Ecran de tip 5
8 × 25 μm = 200 μm
Diafragma de 275 μm depășește această valoare.
Implicație practică:Tipul 5 oferă o marjă de dimensiune-mai puternică a particulelor și merită luată în considerare atunci când Tipul 4 nu poate produce un volum stabil de depozit sau eliberare.
De ce regulile de numărare-bilelor sunt doar primul ecran
O pastă poate trece de ecranul cu particule geometrice și poate imprima în continuare prost. Comparația dintre pulbere-cu-apertura nu ține cont în totalitate de forțele care țin pasta în interiorul șablonului.
Raportul suprafeței
Raportul suprafeței compară aria deschiderii deschiderii cu aria-peretelui. IPC-7525C definește această geometrie în ghidul său de proiectare a șablonului.
Pentru o deschidere dreptunghiulară:
Raport suprafață=L × L ÷ [2 × T × (L + L)]
Unde L este lungimea deschiderii, W este lățimea deschiderii și T este grosimea șablonului.
Pentru o deschidere circulară:
Raportul zonei=D ÷ 4T
Unde D este diametrul deschiderii și T este grosimea șablonului.
Exemplu de raport-zonă lucrată
Luați în considerare o deschidere dreptunghiulară cu:
- L=0.40 mm;
- L=0.20 mm;
- T=0.10 mm.
Raportul zonei=0.40 × 0,20 ÷ [2 × 0,10 × (0.40 + 0.20)]
Raportul zonei=0.08 ÷ 0,12 ≈ 0,67
Această valoare este apropiată de referința tradițională de 0,66 folosită adesea pentru tipărirea convențională cu șabloane. Rămâne o referință inițială de inginerie, mai degrabă decât o limită de acceptare universală. Formularea pastei, deschiderea-calitatea peretelui, acoperirea și controlul procesului pot modifica capacitatea reală.
Dacă grosimea șablonului crește în timp ce dimensiunile deschiderii rămân aceleași, zona peretelui crește și eliberarea devine în general mai dificilă. Rezultatul-numărării bilelor nu se modifică, motiv pentru care screening-ul particulelor și raportul de suprafață trebuie luate în considerare separat.
Eficiența transferului
Eficiența transferului compară volumul de pastă depus pe PCB cu volumul teoretic al deschiderii:
Eficiența transferului=Volumul pastei depuse ÷ Volumul deschiderii teoretice × 100%
Valoarea trebuie evaluată împreună cu variația volumului și consistența de tipărire-la-printare. Un depozit acceptabil nu dovedește că procesul este stabil.
Alți factori care afectează eliberarea deschiderii
Calitatea și acoperirea peretelui cu șablon
Pasta trebuie să se separe de pereții deschiderii și să rămână pe placa PCB. Eliberarea poate fi afectată de calitatea-tăierii cu laser, rugozitatea peretelui, materialul foliei, lustruirea electrică, nanoacoperirea, uzura, pastă uscată și contaminarea pe partea inferioară a șablonului.
O deschidere netedă, bine întreținută-se poate imprima mai consistent decât o deschidere brută sau contaminată cu aceleași dimensiuni nominale.
Dimensiunea nominală versus dimensiunea-a deschiderii construite
Dimensiunile desenului sunt utile pentru selecția timpurie, dar deschiderea finită poate diferi din cauza toleranțelor de tăiere, finisare și inspecție. Atunci când un design este aproape de limita de-dimensiune sau suprafață-raportului particulelor, utilizați măsurate ca-dimensiuni ale deschiderii construite în loc să vă bazați doar pe valoarea nominală CAD.
Reologia pastei și condițiile de proces
Pulberea de lipit este doar o componentă a pastei. Fluxul influențează vâscozitatea, subțierea prin forfecare, umplerea, slump-ul, comportamentul de separare, rezistența la uscare și recuperarea după pauzele imprimantei.
Imprimarea se poate modifica, de asemenea, în funcție de viteza și presiunea racletei, viteza de separare, suportul plăcii, garniturile șablonului{0}}la-, condițiile încăperii, vârsta pastei și frecvența de curățare a șablonului. Articolul pemodul în care chimia fluxului afectează asamblarea electronicelorexplică de ce vehiculul nu poate fi ignorat.
Când umplerea pare acceptabilă, dar eliberarea rămâne inconsecventă, examinați mai întâi garnitura, starea deschiderii, comportamentul de separare și starea pastei înainte de a presupune că dimensiunea particulelor este singura cauză.
Flux de lucru pentru selectarea tipului de pulbere în șase-pași
Pasul 1: Găsiți cea mai mică deschidere critică
Examinați șablonul complet și nu numai componenta cea mai comună. Înregistrați cea mai mică lățime, diametrul cel mai mic, lungimea deschiderii, formele neobișnuite și grosimea-papului local.
Pasul 2: Înregistrați forma deschiderii
Clasificați fiecare caracteristică critică drept dreptunghiulară, pătrată, circulară, pătrată rotunjită, placă de pornire, fereastră-sau altă geometrie personalizată. Aplicați ecranul cu cinci-bile în primul rând dimensiunii înguste a caracteristicilor dreptunghiulare și utilizați o evaluare mai conservatoare pentru deschiderile circulare.
Pasul 3: Obțineți specificația reală a pulberii
Solicitați furnizorului tipul de pulbere, intervalul nominal, limita superioară de-dimensiune a particulelor, specificația formei-particulelor, metoda de testare și informațiile de control-lotului. Nu calculați numai dintr-un diametru mediu.
Pasul 4: Aplicați ecranul geometric
Calculați lățimea minimă dreptunghiulară împărțită la diametrul superior al particulei. O valoare sub cinci sugerează că ar trebui evaluată o pulbere mai fină, o deschidere mai mare sau o modificare a designului.
Pentru o deschidere circulară, un rezultat sub aproximativ opt merită o atenție suplimentară, deoarece lățimea utilizabilă scade departe de linia centrală.
Pasul 5: Calculați raportul de suprafață
Includeți grosimea reală a șablonului. Dacă placa conține atât depuneri mari, cât și foarte mici, comparați schimbarea tipului de pulbere cu alternative precum o folie mai subțire, un șablon în trepte, o deschidere modificată, o acoperire sau o altă metodă de depunere. Ghidul pentrumetode de aplicare a pastei de lipitoferă un context de proces mai larg.
Pasul 6: Validați cu imprimare repetată și SPI
Evaluați volumul depus, eficiența transferului, variația volumului, consistența dintre diafragmă-la-, consistența de la-la-tipărire, comportamentul după o pauză, comportamentul pe durata de viață prevăzută a șablonului, contaminarea pe partea inferioară, performanța de punte, scădere și reflux.
Verificarea pastei de lipiteste deosebit de utilă deoarece măsoară depozitul înainte de plasare și reflow poate ascunde problema de imprimare originală. Metode mai largi pentruevaluarea performanței lipiriipoate sprijini planul final de calificare.
Greșeli comune-de selecție a pulberii
Selectarea tipului de pulbere numai din numele componentei
O denumire de componentă BGA sau cip-nu necesită automat un tip de pulbere universal. Designul tamponului, dimensiunile deschiderii, grosimea șablonului, forma deschiderii, formularea pastei și capacitatea de proces determină cerința reală.
Privind doar dimensiunea medie a particulelor
Capătul superior al distribuției controlate este mai relevant pentru calculul ecranului geometric. Două produse etichetate cu același tip pot avea în continuare distribuții și comportament de imprimare diferite.
Presupunând că o pudră mai fină este întotdeauna mai bună
Pulberea mai fină poate oferi o marjă mai mare pentru deschiderile mici, dar poate crea diferite considerații de stocare, oxidare, refluere și costuri. Selectați cea mai grosieră pulbere care oferă un proces validat stabil.
Ignorarea grosimii sau formei stencilului
Regulile de numărare-bilelor nu includ grosimea foliei, iar dimensiunile nominale egale nu fac echivalente deschiderile circulare și dreptunghiulare. Raportul de suprafață și geometria trebuie revizuite împreună.
Tratarea unei euristice de inginerie ca o cerință standard
Regula cu cinci-bile și ecranul de împachetare circular-conservator acceptă selecția timpurie. Aprobarea ar trebui să se bazeze pe desene curente, specificațiile furnizorului, standardele aplicabile și datele reale ale procesului.
Aprobarea Paste from One Print
Un proces care funcționează imediat după configurare se poate comporta diferit după o pauză sau câteva ore pe stencil. Calificarea ar trebui să utilizeze mai multe printuri și fereastra de producție prevăzută.
Ce să includeți într-un RFQ pentru pastă de lipit
Furnizați suficiente informații despre proces pentru ca furnizorul să recomande un sistem complet de pastă, mai degrabă decât doar o pulbere Tip:
- aliaj de lipit și cerință fără plumb-sau plumb;
- tipul de pulbere necesar, dacă este deja specificat;
- cea mai mică deschidere dreptunghiulară;
- cea mai mică deschidere circulară;
- grosimea stencil nominală și măsurată;
- forme critice de deschidere;
- pasul cel mai mic al componentei;
- metoda de imprimare, distribuire sau jet;
- clasificarea fluxului și cerințele de curățare;
- atmosfera de reflux;
- condițiile de depozitare și durata de viață estimată a șablonului;
- eliberarea curentă,{0}}eficiența transferului sau problema de defect;
- dimensiunea pachetului și consumul necesar.
Pentru aplicații cu funcții-de semiconductori și fine, consultați cele disponibilepastă de lipit semiconductoropțiuni. În cazul în care procesul utilizează depunerea fără-contact, mai degrabă decât un șablon convențional,jet-pastă de lipit pentru imprimarepoate necesita o abordare diferită de selecție.
Alegerea aliajului rămâne parte a specificației complete. Ghidul pentrualiaje comune de lipit de staniu pentru asamblarea PCBpoate ajuta la definirea întrebărilor despre aliaj înainte de a solicita o recomandare.
FAQ
Î: Este regula cu cinci-bile o cerință IPC?
R: Este utilizat pe scară largă ca ghid de inginerie, dar nu este o cerință completă de calificare a materialului sau a procesului. Standardele aplicabile, desenele, specificațiile clientului și datele de proces validate au prioritate.
Î: Este regula cu bile opt-o cerință IPC pentru deschiderile circulare?
R: Ar trebui tratată ca o euristică de inginerie conservatoare pentru ambalarea circulară, nu ca o cerință IPC universală. Capacitatea reală depinde de procesul complet de stencil și pastă.
Î: Tipul 4 poate imprima o deschidere dreptunghiulară de 0,20 mm?
R: Folosind o dimensiune superioară a particulei de 38 μm, pragul cu cinci-bile este de 190 μm. O deschidere de 200 μm trece îngust de ecranul geometric, dar raportul suprafeței și testele repetate de imprimare trebuie totuși verificate.
Î: Tipul 5 este întotdeauna mai bun decât Tipul 4?
R: Nu. Tipul 5 oferă mai multă marjă geometrică pentru deschiderile mici, dar alegerea corectă depinde, de asemenea, de eliberare, comportament de reflux, depozitare, cost și stabilitatea producției.
Î: Ce este pasta de lipit de tip 4.5?
R: Tipul 4.5 este o denumire de furnizor sau specificație utilizată pentru o distribuție între gamele convenționale de tip 4 și tip 5. Nu presupuneți o gamă universală; utilizați fișa tehnică reală a produsului și limita superioară de dimensiune-particulelor.
Î: Raportul suprafeței înlocuiește regula cu cinci-bile?
R: Nu. Numărul de particule evaluează dimensiunea pulberii în raport cu deschiderea. Raportul de suprafață evaluează aria deschiderii în raport cu aria-peretelui. Ei răspund la diferite întrebări și pot fi solicitate ambele.
Î: Cum ar trebui să fie verificată alegerea finală?
R: Folosiți tipărirea repetată, datele SPI, testarea în pauză, testarea cu șablon-durată de viață și inspecția prin reflux în condițiile de producție prevăzute.
Concluzie
Regula cu cinci-bile și un ecran cu deschidere circulară-conservator sunt modalități utile de a compara dimensiunea pulberii de pastă de lipit cu geometria șablonului. Sunt filtre inițiale, nu garanții.
Începeți cu cea mai mică deschidere critică și cu limita superioară reală de dimensiune-de particule a furnizorului. Apoi revizuiți grosimea șablonului, calculați raportul de suprafață, inspectați deschiderea finită și validați eficiența transferului cu imprimare repetată și SPI.
Scopul nu este de a specifica cea mai fină pulbere disponibilă. Este de a selecta o formulare de pulbere și pastă care să producă depuneri stabile, repetabile în toată fereastra de producție necesară.
Pentru o recomandare bazată pe aliaj, tipul de pulbere, geometria deschiderii, grosimea șablonului și condițiile de imprimare, utilizațiFormular de solicitare YIHMAsaucontactați echipa YIHMA.
