Perguntas frequentes sobre eletrônicos

Estou experimentando a oxidação de minhas armações de chumbo de cobre após a cura final da moldagem. Não quero submeter minhas montagens a uma limpeza ácida rigorosa e aumentar meus custos. Existem alternativas?

Este é um problema comum que as empresas de montagem de circuitos integrados enfrentam. A pós-moldagem, a cura final e o cozimento são realizados em um processo de lote em um forno. As temperaturas para este processo podem exceder 200^o C, e quando em uma atmosfera de ar, levará à oxidação das armações de chumbo de cobre.

A melhor alternativa é usar uma atmosfera inerte dentro do forno de cura pós-molde. A maioria dos fornos padrão para este processo não são projetados para usar uma atmosfera inerte. Existem vários fornecedores que fabricam fornos de atmosfera inerte para este processo. O ideal₂ o nível de ppm para este processo é <1000 ppm.Nestes O₂ níveis de ppm, pode-se obter uma boa cura final e eliminar os quadros de chumbo de cobre para oxidação. O custo inicial para substituir os fornos pode ser um pouco proibitivo; entretanto, seu custo geral de propriedade será reduzido e a qualidade da montagem será aprimorada, sem mencionar a eliminação de possíveis problemas ambientais com a remoção de óxido de cobre por meio de corrosão ácida e limpeza com água deionizada.

Air Products tem a oferta, Intelligent Nitrogen Control System (INCS), que pode monitorar o O₂ níveis de ppm no forno de cura e manter um O consistente₂ nível de ppm enquanto controla o gás nitrogênio consumido. Peça a Air Products para avaliar seus processos e ajudá-lo na conversão para uma atmosfera inerte após o processo de cura do molde.

Estamos enfrentando um fluxo insuficiente de subpreenchimento em nossos conjuntos de flip chip. Qual é a possível causa e existe uma solução que pode ser implementada para melhorar nosso processo de underfill?

O fluxo insuficiente de subpreenchimento é uma preocupação comum na montagem do flip chip e se deve a vários problemas. O problema predominante são os contaminantes deixados para trás do conjunto pós-refluxo. O contaminante primário é o resíduo do fluxo. Embora você possa limpar o pós-refluxo da montagem, a probabilidade de fluxo deixado para trás é alta. A maioria dos fluxos polimerizará durante o processo de refluxo no ar ou alto nível de O2 ppm (> 500 O2 ppm). Os processos de limpeza atuais podem não ser eficientes o suficiente para remover todos os resíduos sob o flip chip. O segredo é usar uma atmosfera inerte, como nitrogênio ou argônio, para eliminar altos níveis de O2. Os altos níveis de O2 farão com que o fluxo polimerize e seja difícil de limpar.

A melhor prática de processo é usar um nível de O2 ppm de cerca de 100 ppm. Isso lhe dará dois benefícios: 1) reduzir a chance de polimerização de fluxo e permitir bons resultados pós-limpeza e 2) permitir que o fluxo permaneça ativo por mais tempo, aumentando as propriedades de fluxo para garantir um bom umedecimento e fornecer uma junta de solda confiável.

Air Products pode ajudá-lo a avaliar seus processos e oferecer soluções para seus processos nesta área.

No momento, estamos avaliando o uso de fio de cobre no lugar do fio de ouro em nosso processo de montagem de ligação de fio. Em nossa conversão de ouro para fio de cobre, implementamos o uso de gás de formação (5% H2 / 95% N2) para formação de esferas. Precisamos formar gás para fio de cobre?

Esta é uma pergunta que foi feita no passado e na formação de Free Air Ball (FAB) usando formação de gás (5% H₂ / 95% N₂) é muito comum para ligação de fio de cobre. FAB usando cobre foi pesquisado e embora a maioria das pessoas acredite que o cobre não oxida; no entanto, ele faz. Se a FAB for feita no ar, você experimentará uma fina camada de óxido na bola e exigirá maior força da ligação entre o fio e a almofada de interconexão do circuito integrado (IC). Essa força maior pode causar microfissuras sob a almofada de interconexão que são difíceis de observar e ver em alguns processos de ligação de fio de cobre. Para evitar a formação desta camada de óxido, a formação de gás é altamente recomendada.

Air Products pode fornecer várias opções de fornecimento para o gás de formação, desde conjuntos de cilindros pré-misturados a sistemas de mistura no local. Temos o conhecimento e a experiência para fornecer soluções seguras para seus processos de montagem de IC e melhorar seu processo.

No momento, estamos avaliando o uso de fio de cobre no lugar do fio de ouro em nosso processo de montagem de ligação de fio. Em nossa conversão de ouro para fio de cobre, implementamos o uso de gás de formação (5% H2 / 95% N2) para formação de esferas. Precisamos formar gás para fio de cobre?

Qual é a melhor maneira de reduzir a escória formada em um processo de soldagem por onda sem chumbo (liga SAC)?

A escória é um resíduo, embora possa ser recuperada, os custos são altos. A escória causará problemas de manutenção do equipamento e reduzirá o tempo de atividade do equipamento. Há uma variedade de inibidores de escória que podem ser usados na superfície do pote de solda, mas tenha cuidado ao selecionar o material correto para o seu processo. É preciso entender a química usada e se ela será prejudicial à máquina e às pessoas que trabalham no sistema. Esses produtos químicos são colocados sobre a solda no pote de solda e formam uma camada sobre a solda derretida para reduzir a formação de óxido metálico.

Os produtos químicos precisarão ser substituídos periodicamente. Cobri-lo com um inibidor de escória é uma maneira de proteger o pote, mas a solda saindo do gerador de ondas seria exposta ao ar e isso criaria alguma escória e, por sua vez, pode se prender aos condutores do componente e formar curtos-circuitos. Outro problema potencial no uso de um pó inibidor de escória é que as partículas podem se acumular na parte inferior da placa, levando a defeitos e processos de limpeza agressivos.

Outro método é usar um gás de inertização de nitrogênio que pode ser introduzido por meio de uma cobertura de inertização sobre a área da onda ou um sistema de solda de onda totalmente inerte. O uso de nitrogênio pode reduzir a escória de maneira eficaz, deslocando o ar sobre o pote de solda e formando uma nuvem de gás sobre o gerador de onda, reduzindo a micro escória.

Além das vantagens de redução de escória de usar uma atmosfera inerte, pode-se obter benefícios como umedecimento aprimorado da solda nos orifícios passantes revestidos (PTH) ou preenchimento do barril.

Existem várias razões para o preenchimento insuficiente do PTH durante a soldagem por onda. A principal razão é um mau umedecimento que pode ser devido à oxidação nos fios, oxidação no barril, fluxo insuficiente, etc. Uma maneira de aumentar o enchimento do barril é usar uma atmosfera inerte, como nitrogênio, que aumentará o umedecimento da solda para o cilindro, deslocando o ar e, por sua vez, permitindo que a química do fluxo atual funcione com mais eficiência. Você também pode usar um fluxo mais agressivo que exigirá limpeza intensiva após a onda e aumentará seus custos.

Outro benefício é que pode-se converter para uma química de fluxo menos ativa para reduzir o volume de fluxo necessário por placa. Defeitos do processo de soldagem por onda exigirão retrabalho manual intensivo a um custo. Ao usar uma manta de nitrogênio no processo de soldagem por onda, pode-se efetivamente reduzir os defeitos mais comuns observados.

Usar uma atmosfera inerte no processo de soldagem por onda reduzirá vários defeitos, incluindo pontes, pingentes de gelo e melhorará o problema de esvaziamento. O preenchimento do orifício também será melhorado. A redução dependerá do O₂ níveis de ppm e o tipo de sistema de inertização usado. Nosso trabalho nesta área tem visto uma redução geral do total de defeitos de mais de 50%. A redução de escória também é um benefício que experimentamos ao longo dos anos com nossa tecnologia. Aqui está um gráfico que um de nossos clientes forneceu sobre a redução de defeitos usando uma atmosfera inerte para SAC 305 em soldagem por onda.

Gráfico de montagem de PCB

Air Products desenvolveu um 3^rd kit de inertização de nitrogênio de geração, NitroFAS™ Inert Wave Soldering (IWS) que foi implementado com sucesso nas principais empresas de EMS e OEM com mais de 200 sistemas instalados. Nossas unidades IWS podem reduzir a escória em mais de 85% COM BAIXAS TAXAS DE FLUXO DE NITROGÊNIO para minimizar o custo geral de propriedade.

Deixe Air Products ajudá-lo a reduzir seus custos de fabricação, melhorando a produtividade, reduzindo seu impacto ambiental e aumentando a qualidade de suas placas montadas. Por meio de nosso equipamento inovador e equipe experiente de especialistas da indústria, podemos desenvolver a melhor solução para você e seu processo.

Concerned about reflow issues and looking for a wider processing window?

HDI (high density interconnection boards) assembly with small geometry components can pose many assembly issues. With the smaller components, most likely a Type 4 (30–38, micron ball size) or Type 5 (15–25, micron ball size), solder powder paste will be used. This allows for an increase in solder volume for smaller footprints and provides an improved solder joint. The flux chemistries will vary; however, most assembly houses use a no clean formulation.

When using the small micron solder powder, there is a tendency for the powder to oxidize at a faster rate during the reflow process. This is due to the increase in surface volume and less oxide dissolution into the solder mass. In an air atmosphere reflow process for lead-free solder, the flux chemistries begin to polymerize and lose fluxing capacity, leading to poor wetting, insufficient solder joints, and other defect issues.

Using a nitrogen atmosphere in the reflow furnace, with a maximum oxygen level of 1000 ppm in the reflow zone, provides a wider processing window and less assembly processing issues. The nitrogen atmosphere reduces the polymerization of the flux, allowing for enhanced solder wetting and improved solder joint quality. Another added benefit of using nitrogen is that the solder powder will not oxidize and allows for improved wetting.

If you are interested in understanding how the use of nitrogen in your SMT (surface mount) reflow process can improve your HDI assembly process and reduce costs, please contact Air Products for an evaluation of your assembly process and learn how our team of experts can assist you.