© REHM
Technologie | 04 listopada 2015
Zalety lutowania w próżni: część 1
Przedstawiamy kolejny artykuł techniczny. Tym razem tematem jest lutowanie w próżni jako sposób na uniknięcie powstawania pustek w procesie lutowania elementów BTC.
Wymagania dotyczące tworzenia połączeń lutowanych w produkcji elektronicznej ulegają ciągłemu zaostrzeniu, co oznacza konieczność tworzenia lutów pomiędzy wyprowadzeniami komponentów oraz padami pozbawionych jakichkolwiek pustek. Nowe wyzwania pojawiają się nieomal każdego dnia wobec nieustającego procesu wprowadzania nowych wariantów komponentów BTC, tj. bottom terminated components, których kilka przykładów umieszczono na rysunku 1. W pierwszej części artykułu zostaną opisane bazowe wyzwania technologii lutowania BTC, które w drugiej części zostaną uzupełnione o rezultaty badań i perspektywiczne rozwiązania.
Rysunek 1: Przykłady komponentów BTC wg. IPC7093.
Tworzenie się pustek w procesie montażu PCB, definiujące końcową jego jakość, jest uwarunkowane tak znaczną ilością czynników, iż ich kontrolowanie staje się coraz trudniejsze, jeśli w ogóle możliwie. Rysunek 2 przedstawia przegląd owych czynników, ilustrując wielką złożoność problemów występujących w procesie montażu.
Wśród wymienianych czynników znajdują się dwa, które celem eliminacji lub redukcji pustek, mogą zostać poddane kontroli przed samym procesem montażu PCB. Mowa tu o technologii wytworzenia samego szablonu i geometrii apertur. Z drugiej strony analizie poddano zastosowanie próżni na etapie lutowania.
Rysunek 2: Czynniki mogące wpływać na zjawisko powstawania pustek (Źródło: Voids Workgroup, Dr. Wohlrabe, TU Dresden)
Warto na tym etapie przytoczyć też samą definicję próżni, według norm DIN 28400, równocześnie zgodną z ISO 3529-1: ‘Próżnia to stan w którym ciśnienie gazu, a co za tym idzie zagęszczenie cząsteczek gazu, jest niższe niż panujące poza zbiornikiem, lub kiedy ciśnienie gazu jest niższe niż 300 Mbar, tj. niższe niż najniższe ciśnienie atmosferyczne odnotowane na powierzchni Ziemi’.
Mówiąc o nowoczesnych systemach próżniowym, należy mieć na uwadze nie tyle urządzenie umożliwiające proste usunięcie gazów atmosferycznych, co umożliwiające użytkownikowi wytwarzanie odpowiedniego stopnia próżni i w odpowiednim przedziale czasowym. Zapewnia to przede wszystkim możliwość adaptacji do otaczających warunków wrażliwym komponentom i lotnym składnikom topnika. W przeciwnym wypadku, może pojawić się zagrożenie uszkodzeniem komponentów czy rozbryzgami spoiwa. Co więcej, opisana możliwość profilowania warunków próżni nie może być postrzegana jako osobny etap, lecz musi raczej pozostawać dostępna podczas całego procesu lutowania. W rezultacie, aby sprostać wymogom procesu, poza nastawieniem samej temperatury, urządzenie musi również posiadać możliwość regulacji ciśnienia.
Wilgoć wchłonięta przez pastę lutowniczą może zostać usunięta jeszcze przed procesem lutowania, lub całość gazów procesowych może zostać wymieniona przy temperaturze przykładowo 160° C, co ma na celu całkowite usunięcie pozostałości odparowanych z substratu PCB lub pasty i zapobiegnięcie ich osadzaniu na delikatnych komponentach (np. optycznych) na etapie chłodzenia.
Lutowanie w próżni może być traktowana jako swoistego rodzaju ‘brygada pożarowa’, w przypadkach krótkoterminowego wzrostu ilości pustek. Nic nie stoi na przeszkodzie aby stosować standardowy proces i standardowe profile temperaturowe przy produkcji seryjnej, reagując jednocześnie w elastyczny sposób na zmiany w jakości zakupionych komponentów, właściwości powierzchni PCB czy zmiany parametrów poszczególnych porcji pasty.
Co więcej, lutowanie w próżni może być również traktowane jako procedura naprawcza: PCB, na których zaobserwowano pojawienie się znacznych ilości pustek może zostać naprawione w niektórych systemach lutowania próżniowego – jako przykład autorzy podają system CondensoX – co zapobiega utracie płytek niespełniających standardów IEC czy wytycznych IPC.
Tytułem wstępu do części drugiej artykułu, na Rysunku 3 przedstawiono profil temperaturowy i profil próżniowy, w jakim przeprowadzono testy lutowania komponentów BGA oraz QFN (BTC) w maszynie CondensoX. W trakcie testu zmieniano nie tylko profile, lecz również wzory apertur (Rysunek 4). Celem testu jest przedstawienie wpływu opisywanych zmiennych na proces powstawania pustek.
Rysunek 3: Wybrany profil temperaturowy i próżniowy
Rysunek 4: Zróżnicowane apertury dla komponentów BTC.
Artykuł opracowany przez Helmuta Öttl, Head of Application and Product Management, Rehm Thermal Systems
Artykuł opracowany i opublikowany dzięki uprzejmości firmy Scanditron.
© REHM
Druga część artykułu za tydzień




Sony wzmocni kadrę inżynierską w biznesie chipów
Sony poinformowało, że 40% nowo zatrudnionych inżynierów w Japonii w ciągu najbliższych...
APS Energia zrealizuje dwa zamówienia dla H. Cegielski
Spółka przyjęła do realizacji nowe zamówienia od H. Cegielski - Fabryka Pojazdów...
RGB Technology prezentuje postępy z budowy nowego zakładu
Trwa budowa nowej siedziby RGB Technology, zlokalizowanej w Strefie Ekonomicznej w...
Wirtualna rzeczywistość ułatwi podbój kosmosu
Po technologię rzeczywistości wirtualnej sięgają największe agencje kosmiczne na świecie...
Honda zamknie fabrykę w Wielkiej Brytanii
Japoński producent ogłosił plany restrukturyzacyjne: firma zamierza w 2021 roku zamknąć...
Ursus wygrał olbrzymi przetarg
NCBiR wybrało ofertę Ursusa jako najkorzystniejszą w postępowaniu na opracowanie i...
XTPL Inc. już w Dolinie Krzemowej
Komercjalizujące zaawansowaną technologię nanodruku XTPL otworzyło spółkę w Silicon...
Koło Naukowe Mechaników AGH opracowuje elektroniczną...
Studenci z Koła Naukowego Mechaników AGH (KNM AGH) działającego przy Wydziale...
ML System z kontraktem na budowę hali
ML System podpisał z firmą Skawald umowę o generalne wykonawstwo dla inwestycji polegającej na budowie hali wraz z budynkiem administracyjno-socjalnym oraz instalacjami wewnętrznymi.
Braster podpisał umowę na sprzedaż systemu Braster Pro w Indiach
Braster SA, innowacyjna spółka technologiczna, działająca w obszarze telemedycyny...
Pracownicy TRW Polska w Częstochowie za strajkiem
W związku z brakiem porozumienia z pracodawcą odnośnie podwyżek...
Potencjalny wpływ brexitu na branżę elektroniczną
W związku ze zbliżającym się wielkimi krokami ostatecznym terminem opuszczenia Unii Europejskiej przez Wielką Brytanię politycy, przedsiębiorcy oraz obywatele starają się ocenić potencjalny wpływ tego bezprecedensowego...
Wrocław bada rozwiązania internetu rzeczy we współpracy z firmami...
Rozwój usług na potrzeby inteligentnego miasta przy wykorzystaniu internetu rzeczy...
Bornico z kredytem na innowacje
Projekt radomskiego producenta elektroniki został rekomendowany do...
Komercyjne wykorzystanie dronów może przynieść gospodarce nawet 913...
Budownictwo, rolnictwo, energetyka czy ubezpieczenia – to tylko niektóre z branż, w...
Mechanizm sondy InSight rozpocznie wbijanie w grunt Marsa
W tym tygodniu instrument HP3 marsjańskiej sondy InSight zacznie wbijać się na głębokość...
20 lutego XTPL zadebiutuje na GPW
Rozwijająca przełomową technologię nanodruku XTPL zadebiutuje na głównym...
VIGO System otrzymało milionowe środki na inwestycje
Projekt spółki otrzyma dofinansowanie ze środków Unii Europejskiej. Rekomendowana...
Cormay przenosi lokalizację inwestycji
Biotechnologiczna spółka podjęła decyzję o przeniesieniu lokalizacji planowanej inwestycji związanej...
BB Electronics przejmuje czeski EMS
Duński dostawca usług EMS, BB Electronics, przejął czeskiego konkurenta Wendell Electronics.
Scanfil publikuje wyniki za 2018
Skandynawski dostawca usług EMS z pewnością może zaliczyć rok 2018 do udanych.
Artykuły, które mogą Cię zainteresować
Most Read
Załaduj więcej newsów