QFN компоненты и безотмывные технологии


Недавно мы перешли от монтажа односторонних плат, для которых применялся безотмывный флюс, к сборке двухсторонних плат с отмывкой. Из-за требований к снижению затрат на производство было решено и для более сложных сборок использовать безотмывные процессы, но, как выяснилось, при таком подходе под компонентами с QFN корпусами (BTC - bottom terminated components) после очистки обнаруживаются остатки пасты.

Решением проблемы стала серия экспериментов с целью определения оптимальной линейной скорости потока, температуры воды, давление и подбор правильного состава омывателя.

Так все-таки, является ли современной тенденцией переход на безотмывные технологии при монтаже и QFN компонентов? Или по-прежнему используются традиционные методы очистки?

На самом деле, никакой тенеденции нет. Возможно, что коммерческие интересы толкают на оптимизацию расходов и применение более дешевых технологий, но это частное явление. Все определятся приложением, для чего используются эти сборки, в какой области, в какой окружающей обстановке? Являются ли эти остатки критическими для надежности применения?

Разумеется, все бы давно перешли на безотмывные методы, если бы могли. Это дешевле, минус один техпроцесс и т.д. Но у людей есть резонные опасения по поводу надежности и срока действия таких изделий. Особенно учитывая применение низкокорпусных компонентов, таких как QFN и похожих.

Безопасность и долгосрочная надежность — это главное. Можно ли гарантировать эти параметры, если остатки химически активного флюса сохраняются под площадками компонентов из-за малого зазора и большого количества паяльной пасты, и вам не удалось от них избавиться? Даже если в процессе оплавления будет строго соблюдаться температурный цикл?

Ваш экспериментальный подход с подбором оптимальных параметров отмывки абсолютно правильный. Понятно, что это не тривиально. Даже с помощью правильно организованного процесса очистки водой и специальными чистящими средствами, главную роль играет геометрия и конструкторские особенности сборки.

Малый зазор корпусов и отсутствие пространства при плотной компоновке, чтобы растворы омывателя смогли легко проходить и уходить с платы, заставляют экспериментировать с параметрами техпроцесса. В данном случае, вы должны принять собственное решение, стоит ли придерживаться традиционных методов очистки или перейти к безотмывным технологиям.

Комментарии

На мой взгляд и по моему опыту, использование химикатов, не требующих очистки, для BTC становится стандартом де-факто по ряду причин, одна из которых, в частности, связана с производительностью очистки против проблемы QFN с низким зазором. В наших процессах мы по умолчанию не используем чистку для любых BTC, для которых существует проблема очистки. К счастью, все наши современные платы поддерживают этот выбор по умолчанию. Хотя у нас есть сборки, содержащие до 18 слоев и очень плотно заполненные QFN, µBGA и другими сложными BTC, мы выбрали паяльные пасты, которые обеспечивают отличные результаты со всех точек зрения. Я не мог себе представить, с какими трудностями можно было бы столкнуться, ограничившись водной химией и BTC с низким клиренсом. Эта комбинация, безусловно, является серьезной проблемой в мире SMT.
Кстати, у нас есть несколько сборок, которые обрабатываются методом поверхностного монтажа с использованием не подлежащих очистке паяльных паст, но проходят химическую промывку для удаления остатков не для требований к продукту, а для контроля процесса. Обычно не требующие очистки остатки с высоким импедансом на нижних QFN и пассивных элементах разрушаются во время пайки очень большого количества термоустойчивых компонентов TH на очень плотных 18-слойных платах. Из-за разрушения остатка импеданс значительно уменьшается, что влияет на целостность сигналов, на каждой согласованной паре контактов QFN, разнесенных на 0,4 мм. Удаление неочищенных остатков перед обработкой решает эту проблему. Мы также должны использовать приспособления на основе титановых вставок для селективной пайки волной, чтобы минимизировать тепловую нагрузку на детали SMT (а также, конечно, защитить их от припоя). Заключение: QFN — ваш друг и ваш враг…

Andrew Williams, CSMTPE, PRIDE Industries

Независимо от того, используются безотмывная или обычная паста, про что нужно помнить, — это про тестирование остатков под корпусом микросхемы, чтобы определить, являются ли они (если находятся), все еще проводящими и/или коррозионными. Ионная хроматография — лучший первый шаг для оптимизации любого из этих процессов, тестирование THB (Temperature, Humidity, Bias) — лучший следующий шаг для реального продукта.

Eric Camden, Foresite

Эта проблема идеально решается применением для процесса очистки дефлегмации пара и это причина того, почему дефлегмация пара стала такой популярной в последние несколько лет. Пар может попасть туда, куда не может попасть вода, а растворители, используемые при дефлегмации пара, намного сильнее, чем раствор на водной основе. Более подробную информацию о дефлегмации пара можно найти на сайте steamdegreasing.info.

Rick Perkins, Chem Logic

По материалам с портала www.circuitinsight.com. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат:

Написать ответ

Your email address will not be published. Required fields are marked *