Optimieren des PoP-Flussmitteleintauchverfahrens

Häufig nehmen die Leute an, dass das Eintauchverfahren leicht ist. Das ist es…wenn Sie sich im Voraus die Zeit genommen haben, das Verfahren zu optimieren. Diese Optimierung kann etwas Zeit und Ausprobieren in Anspruch nehmen.

Die beiden wichtigsten Verfahrensparameter beim Eintauchverfahren sind die Eintauchtiefe und die Verweildauer. Diese beiden Parameter müssen für die jeweilige Komponente optimiert werden, die beim Eintauchverfahren verwendet wird. Wenn mehr als eine Komponente verwendet wird, sollte das Verfahren für jede Komponente separat optimiert werden. Sprich, es gibt eine Verbindung zwischen Eintauchtiefe und der Verweildauer. Eine tiefere Eintauchtiefe kann in einer kürzeren Verweildauer resultieren und deshalb benötigt eine geringere Eintauchtiefe eine längere Verweildauer. 

Das einzige Problem bei der letzten Aussage ist, dass es eine zu tiefe und eine zu geringe Eintauchtiefe geben kann. Eine zu tiefe Eintauchtiefe resultiert in einer nassen Überbrückung (Flussmittelüberbrückung der Komponentenbumps), was in Sichtfehlern bei Pick-and-Place-Bestückung und abgelehnten Teilen resultieren kann. Eine zu tiefe Eintauchtiefe kann ebenfalls darin resultieren, dass die Komponente im Flussmittelreservoir stecken bleibt. Auf der anderen Seite kann eine zu geringe Eintauchtiefe darin resultieren, dass nicht genügend Flussmittelvolumen auf die Komponentenbumps übertragen wird und die Lotnaht nicht richtig gebildet wird. Dies kann zu Head-in-Pillow und Schneemann-Öffnungen resultieren. 

Das Gleiche gilt für die Verweildauer.  Eine zu lange Verweildauer kann in zu viel Flussmittel resultieren, was eine nasse Überbrückung und Sichtfehler verursachen kann, oder die Komponente bleibt im Flussmittelreservoir stecken. Eine zu kurze Verweildauer kann in einem nicht ausreichenden Flussmittelvolumen resultieren und zu Problemen bei der richtigen Lotnahtbildung führen. 

Deshalb ist es äußerst wichtig, dass man am Anfang des Aufbaus Zeit aufbringt, um zu gewährleisten, dass die richtige Flussmitteltiefe und Verweildauer der Komponente im Flussmittelreservoir für jede Komponente individuell optimiert wird. Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu tun, aber der einfachste Weg, die richtige Flussmittelablagerung zu überprüfen, ist es, einen Objektträger aus Glas auf der Platine über dem Bereich zu platzieren, wo die Komponenten platziert werden. 

Bedenken Sie, dass die Dicke der Platine eventuell angepasst werden muss. Dies ist notwendig, damit der Platzierungsdruck den Objektträger nicht zerbricht oder die Bestückungsdüse nicht beschädigt wird. Dann fahren Sie damit fort, die Komponente mit dem Bestückungsgerät aus der Band- und Rollenverpackung zu nehmen und die Komponente dann in das Flussmittelreservoir zu tauchen. Danach platzieren Sie die Komponente auf dem Objektträger. An dieser Stelle wird es einfach sein, den Objektträger mit anhaftender Komponente von der Platine zu entnehmen. 

Der Objektträger kann dann umgedreht und unter einem Mikroskop platziert werden, um die Komponentenbumps auf Flussmittel zu untersuchen. Das Flussmittel sollte bei allen Komponentenbumps 50 - 60 % der Bumphöhe bedecken und es sollten keine Flussmittelüberbrückungen zwischen den Bumps zu sehen sein. Üblicherweise sehen Sie keine Flussmittelüberbrückungen, nachdem die Komponente platziert wurde, da das Sichtsystem die einzelnen Komponentenbumps bei der Ausrichtung nicht erkannt und deshalb die Komponente ausrangiert hätte. Die Flussmitteltiefe und/oder Verweildauer kann dann angepasst werden, um die richtige Menge an Flussmittelvolumen (50 % - 60 % der Bumphöhe) zu erhalten. Wenn die Komponente im Reservoir stecken bleibt, muss die Eintauchtiefe und/oder die Verweildauer reduziert werden. 

Den besten Ratschlag, den ich als Ausgangspunkt beim Verfahren geben kann, ist der, mit einer Tiefe von 50 % - 60 % der Bumphöhe und einer 5 - 1 Sekunden langen Verweildauer zu beginnen. Von dort aus müssen Anpassungen vorgenommen werden, um das Verfahren zu optimieren.

Die Haltbarkeit des PoP-Flussmittels bei Raumtemperatur im Reservoir sollte etwa 8 Stunden betragen. Es ist jedoch wichtig, das Flussmittelreservoir zu beobachten, um sicher zu stellen, dass zu jeder Zeit genügend Flussmittel vorhanden ist und gegebenenfalls nachfüllen. Wie bei jedem anderen Verfahren empfehle ich, das Flussmittel zu wechseln, wenn die Bediener wechseln. Dadurch weiß der Bediener alles über das Flussmittel, das sich im Reservoir befindet, wie beispielsweise, wie viel vorhanden war, als es ursprünglich auf das Band gebracht wurde und wie viel im Laufe der Zeit hinzugefügt wurde. Dadurch wird die Variabilität im Verfahren so weit wie möglich eingeschränkt.    

Häufig wird beim PoP-Verfahren ein Stickstoff-Reflow angewendet, um das Reflow-Verfahrensfenster zu vergrößern und das Defektpotential zu verringern. Auch wenn es vielleicht nicht nötig ist, würde ich sagen, dass 70 - 80 % der Bauteile mit PoP-Komponenten und einem PoP-Flussmittel von Kunden, Stickstoff verwenden.

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