Optimisation de SMT pour réussir Partie 3 : Chimie des flux

Optimisation de SMT pour réussir

Partie 3 : Chimie des flux

lors de la poursuite de notre discussion sur l'optimisation de la procédure d'impression de stencil (voir Partie 1, Partie 2), le type de chimie des flux, spécifiquement le soluble dans l'eau opposé au sans nettoyage, joue aussi un rôle important. Les pâtes de brasage sont sensibles à l'environnement auquel elles sont exposées. Les chimies des éléments solubles dans l'eau sont, par nature, beaucoup plus sensibles à la température/humidité car elles sont plus hygroscopiques que leurs équivalents sans nettoyage à base de rosine/résine. La sensibilité augmente fortement car les dépôts de pâte de brasage nécessaires pour une impression de stencil ultrafine continuent de baisser en taille pour les composants à réglage fin.

Les chimies des flux servent à de nombreuses fonctions compliquées, comme :

CHIMIQUEMENT :

• Éliminer les oxydes existant en surface
• Encourager l'humidification
• Transférer l'énergie thermique
• Fournir une barrière à l'oxydation (pour contrôler la réoxydation pendant la refusion)

PHYSIQUEMENT :

• Agir comme un transporteur ou un moyen
• Suspendre les particules de poudre de brasage
• Fournir une adhésion pour maintenir les composants
• Permettre à la pâte de brasage de s'enrouler sur le stencil
• Conserver la forme de l'ouverture après l'impression
• au royaume des formules sans nettoyage, agir comme une protection après la refusion

Afin d'assurer ces fonctions, les chimies de flux incluent certaines catégories de produits chimiques : solvants, activateur(s) ou ensembles d'activateurs, additifs rhéologiques et, dans le cas de formules sans nettoyage, des rosines/résines. Cliquez ici pour des informations plus détaillées sur la chimie des flux

Pour les besoins de la discussion sur l'amélioration de la procédure SMT, je me centrerai sur la rosine/résine, ou la partie manquante de la chimie du flux (ci-après appelé résine). A partir de la date de fabrication, avant l'ouverture du pot ou de la cartouche, les formules sans nettoyage font preuve d'un comportement supérieur. Les formules à base de résine offrent : des durées de stockage plus longues lorsqu'elles sont stockées correctement sans ouverture et réfrigérées ; une durée de vie du stencil plus longue ; un comportement plus cohérent lors des variations saisonnières ; une performance d'impression générale meilleure (comme on le voit ci-dessous) ; plus d'adhésion pour maintenir les composants en place ; et une meilleure résistance à l'oxydation de la poudre de brasage pendant la procédure de refusion.

Figure 1. Résultats d'impression de stencil.

En tant qu'ingénieur d'assistance technique, j'ai effectué de nombreux tests d'impression de stencil. La Figure 1 confirme les résultats de l'imprssion de stencil dont j'ai régulièrement fait l'expérience, donnant une image de la comparaison typique de la performance de l'impression sans nettoyage opposée à celle soluble dans l'eau. Les résines sont des substances adhésives qui augmentent les propriétés adhésives (attractions externes, pâte de brasage avec d'autres surfaces) et cohésives (attractions internes, pâte de brasage sur elle-même). Comme pour toute chose, il faut un équilibre. Mais ici la cohésion aide la pâte de brasage à s'échapper de l'ouverture du stencil, à conserver la forme et à résister au tassement. La propriété adhésive de la pâte de brasage est incorporée lorsque la pâte est déposée sur le tampon de la carte à circuit imprimé. L'adhérence de la pâte de brasage sur le tampon aide le dépôt de pâte à passer dans l'ouverture du stencil lorsque l'on abaisse la carte à circuit imprimé depuis le stencil. Pour une impression de stencil ultrafine, ces forces sont vitales pour garantir la réussite car il y a peu de surface pour que la pâte de brasage adhère.

Figure 2 Soluble-dans l'eau, à gauche; sans nettoyage, à droite.

Jusqu'à ce stade, je pense que beaucoup sont d'accord avec ce que j'ai dit. Mais, ma prochaine déclaration pourra surprendre : J'avancerais même que dans la plupart des cas,une pâte de brasage sans nettoyage donnera de meilleurs résultats de refusion qu'une formule soluble dans l'eau. Cela est particulièrement vrai pour les dépôts de pâte de brasage ultrafine, comme le montre la Figure 2.

Les matériaux utilisés étaient des pâtes de brasage en poudre de type 6 et des ouvertures de stencil de 6mil avec un stencil de 3mil d'épaisseur utilisant un profile de trempage haute température. Ces conditions représentent le pire scénario pour un environnement de refusion mais correspondent à une tendance courante dans la comparaison des pâtes de brasage sans nettoyage et solubles dans l'eau. Les images montrent que la pâte de brasage soluble dans l'eau produit ce qui semble être un joint de brasage froid lorsque, en réalité, l'activateur s'est épuisé. Avec peu de résistance à l'oxydatio, les particules de poudre s'oxydent et ne peuvent fusionner, un phénomène que l'on appelle effet de graping. La pâte sans nettoyage avec le même profile de refusion a refusionné et fusionné plutôt bien.

Les résines offrent une plus grande résistance à l'oxydation que leurs équivalents solubles dans l'eau. Bien que plus actives au début pour éliminer les oxydes existant en surface, les formules solubles dans l'eau ne protègent pas bien de la réoxydation pendant la procédure de refusion.

Au cours de notre prochaine discussion, nous nous pencherons sur la différence d'efficacité de tranfert entre les ouvertures circulaires et carrées  du même ration de surface.

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