Базовые модели для эксперимента составляют два стандартных жидких флюса и два новых недавно разработанных состава. Результаты обеспечивают научный подход к выпуску высоконадежной продукции.Краткое содержание
Сопротивление поверхностной изоляции (SIR) и электрохимическая миграция (ECM) являются двумя основными факторами надежности, учитывающими производительность электронных сборок. В последние годы обеспокоенность по поводу «частично активированных» остатков флюса и их влияния на надежность значительно возросла из-за миниатюризации, наряду с тенденцией к проектированию плат с высокой плотностью компонентов (high density design), внедрения процесса выборочной пайки и расширенного использования паллет (pallets) в процессе пайки волной.
Когда остатки флюса попадают под компоненты с маленьким зазором, паллеты или на незапаянные участки (например, при селективной пайке), они могут содержать неиспарившийся растворитель, «живые» активаторы и металлокомплексные промежуточные продукты с различным химическим составом и уровнями концентрации в зависимости от термических профилей. Эти частично активированные остатки могут напрямую влиять на коррозию, изоляцию поверхности и электрохимическую миграцию конечной сборки.
В рамках данного исследования было разработано несколько тестов, чтобы понять и описать эту проблему. Для создания базовых моделей были выбраны два традиционных жидких флюса и два новых продукта. Предварительные результаты также обеспечивают научный подход к разработке высоконадежных продуктов с целью минимизировать риск надежности сложных конструкций печатных плат и процессов сборки.
Выводы
Это исследование предлагает базовый подход и методы испытаний для разработки новых материалов при монтаже печатных плат, особенно для процесса селективной пайки, который привлекает все больше внимания в индустрии сборки электроники. Чтобы получить более высокую надежность SIR для выводной сборки, на основе этого исследования предлагаются две рекомендации:
- Оптимизируйте настройки процесса и выберите правильный метод пайки, чтобы ограничить количество «частично активированных» остатков флюса на поверхности платы:
- Разработайте подходящий профиль пайки, учитывая тепловую массу платы и компонентов. Например, во время профилирования термопары следует прикреплять к нескольким местам на плате и под любыми компонентами с большой тепловой массой.
- Отрегулируйте настройки сопла или струи, чтобы получить точное местоположение остатков, площадь распределения и соответствующий объем флюса.
- Выберите правильную рецептуру для различных методов пайки. В частности, для селективной пайки:
- Не заслоняйте и не засоряйте систему капельной подачи, чтобы обеспечивать низкую частоту очистки сопла.
- Поддерживайте более высокое поверхностное натяжение для контроля площади распространения остатков.
- Обеспечьте хорошую надежность SIR/ECM при различных условиях температурного воздействия.
Результаты эксперимента показали, что флюсы, подобные продуктам C и D, не являются подходящими составами для волновой пайки и селективной пайки в области высокой надежности; в то время как продукты A и B подходят для этих применений с точки зрения надежности. Продукт А является лучшим выбором для селективной пайки из-за его более высокого поверхностного натяжения и контролируемой площади растекания.
Авторы:
Xiang Wei, Ph.D., Kyle Loomis, Jennifer Allen, Bruno Tolla, Ph.D.
Kester, Inc
Itasca, IL, USA
- Надежность оловянно-свинцового припоя по сравнению с бессвинцовым припоем
- CTE и проблемы с надежностью паяных соединений
- Охрупчивание золота в паяных соединениях
Первоначально опубликовано в Протоколах МПК (The IPC Proceedings)