VACÍOS A RAYA™: Formación de vacíos en grandes planos de tierra de montajes electrónicos: Entorno

En una publicación anterior hablé sobre la formación de vacíos en grandes planos de tierra de dispositivos electrónicos e hice referencia a una herramienta estadística llamada el diagrama de Ishikawa.  Esta herramienta ayuda a trazar un proceso y proporciona una excelente ayuda visual que ayuda a mostrar las posibles causas de defectos y los efectos que puedan tener las variables de proceso.  Este diagrama de Ishikawa en particular muestra que el diseño de la plantilla puede tener un gran efecto en la formación de espacios vacíos.  Hoy profundizaré en esta área un poco más y hablaré sobre cómo se puede minimizar la formación de vacíos de soldadura en placas grandes de tierra en montajes electrónicos con diferencias en el entorno de fabricación.

El entorno de fabricación se suele pasar por alto como causa principal de los problemas y defectos en los procesos de fabricación de ensambles electrónicos.  Puede ser un punto de partida fácilmente identificable para determinar la causa raíz de un problema de viscosidad de la pasta de soldadura, pero, para la formación de vacíos por debajo de los componentes terminados por la parte inferior, las condiciones ambientales con frecuencia se ignoran y olvidan.

Este es especialmente el caso en la fabricación de bajo costo, donde el costo de la implementación de sistemas HVAC controlados y de controles de proceso no es viable financieramente.  Las variaciones de temperatura y humedad fuera del rango óptimo pueden causar estragos en los materiales de montaje como pastas de soldadura, recubrimientos de conformación, pegamentos, materiales de encapsulamiento, fundentes, y relleno inferior.  En un escenario en el que usted esté tratando de reducir la formación de vacíos bajo un componente terminado por la parte inferior (BTC), la temperatura y la humedad sin duda pueden desempeñar un papel.  Por ejemplo, si la temperatura en el entorno de fabricación es demasiado alta la viscosidad de la pasta de soldadura podría disminuir, causando desplomes antes del reflujo.  Hemos visto un escenario similar en el efecto del diseño /espesor de la plantilla, un aumento en el espaciado del componente tiende a disminuir la formación de vacíos BTC.  Por el contrario, si la pasta de soldadura se desploma y se reduce el espaciado entre la placa y el componente, los porcentajes de formación de vacíos bajo el componente pueden aumentar.

Temperaturas más altas y tiempos de exposición prolongados también pueden acelerar el proceso de oxidación de la pasta de soldadura.  El aumento de los niveles de oxidación pueden incrementar los porcentajes de formación de vacíos.  Malas condiciones de almacenamiento y procedimientos de manipulación, vida excesiva de la plantilla o el almacenamiento prolongado a temperatura ambiente puede afectar a las características de oxidación y de viscosidad de la pasta de soldadura.

Incluso, yo he observado que diferentes lugares en el mundo también pueden tener un efecto sobre la formación de vacíos BTC.  Algunas pastas de soldadura, especialmente las pastas de soldadura solubles en agua, pueden comportarse de manera diferente, dependiendo de la época del año.  Los meses de invierno tienden a ser más secos y fríos que los meses de verano aquí en el noreste de los Estados Unidos. Esto puede variar mucho de un lugar como Malasia, donde es cálido y húmedo durante todo el año.  Hemos tenido clientes con configuraciones de procesos y materiales idénticos, en instalaciones en diferentes lugares del mundo, que han experimentado diferentes resultados de formación de vacíos en experimentos controlados.  También tuvimos un cliente que hizo un estudio similar con la formación de vacíos a diferentes altitudes.  Los resultados del estudio mostraron una diferencia significativa en la formación de vacíos de una altitud a otra con todas las otras variables controladas extremadamente bien.          

Recuerde siempre que las cosas más simples (que a menudo damos por sentado) pueden tener un gran efecto.

La próxima vez hablaré sobre la zona que siempre se tiene en cuenta cuando la gente tiene problemas de formación de vacíos de soldadura:  ¡LA PASTA DE SOLDADURA!