Lebensdauer von Materialien - Ein bescheidener Vorschlag

Als ich vor Kurzem in Malaysia reiste, traf ich mich mit einem alten Freund (und Kunden). Wir haben über die „Lebensdauer" der Lotpaste gesprochen: Wie lange kann das Material verschiedene Prozessschritte überleben, bevor es unbrauchbar wird. Obgleich wir beide gut Englisch sprechen (zumindest er), gab es ein Problem mit der technischen Kommunikation, das in jeder Sprache überall in der Welt hätte auftreten können. Er und ich verwandten den Ausdruck „Bereitstellungszeit" mit verschiedenen Bedeutungen, und obwohl es nicht meine Absicht ist, irgend jemandem den richtigen Weg zur Beschreibung ihrer Verfahren vorzuschreiben, hoffe ich, dass dies einen Rahmen für Diskussionen darstellt und uns in der Branche hilft, unseren Wortschatz zu definieren.

„Materialien" umfassen Lotpasten, Flussmittel, Epoxide und andere, deren physikalische und chemische Eigenschaften sich als Ergebnis des Ausmaßes der Exposition gegenüber höheren Temperaturen als auch der Atmosphäre ändern können, wenn das Material von der Lagerung zur endgültigen Verwendung in seiner vorgesehenen Anwendung schreitet. Ein Beispiel dafür: Denken Sie an eine in einer Spritze verpackte abgebende Lotpaste (obwohl es für fast jedes andere flüssige Material in elektronischen Baugruppen und Verpackung gelten könnte). Der Prozessablauf am Standort des Anwenders ist:

     1/ Lotpaste wird in der Umverpackung erhalten und im entsprechenden Kühllager verwahrt.

     2/ Lotpaste wird bei Bedarf dem Kühllager entnommen.

     3/ Die Paste wird in ihren Spritzen versiegelt vorgehalten und auf Raumtemperatur erwärmt (in der Regel mindestens 4 Stunden).

     4/ Die Spritze wird geöffnet (sowohl am oberen Ende (Verschluss) und unten (Spalt an der Spitze), in das Ausgabegerät platziert, und die Lotpaste wird auf ein Substrat ausgegeben.

     5/ Es kann dann dazu kommen, dass die Pastenablagerung für einige Zeit vor dem Stempel oder der Anordnung der Komponenten auf der Oberseite ruht.

     6/ Nachdem der Stempel oder die Komponente platziert worden ist, kann es eine etwas dauern, bevor das abschließende Reflow- Verfahren beginnt.

Wir haben diese Tabelle zur Beschreibung der Bedingungen, wie Indium Corporation sie versteht, entwickelt. Sie können erwarten, dass das Tech Team von Indium Corporation dieselben Phasen auf die gleiche Weise anwendet:

Fazit der komplexeren Teile:

Haltbarkeit: Wenn das Material sich noch im Behälter befindet, in dem es geliefert wurde, unter den vom Anbieter empfohlenen Lagerungsbedingungen und verschlossen ist, so ist diese Zeit die „Haltbarkeit". Die Haltbarkeit wird in der Regel bestimmt durch die Lagerung des Materials bei verschiedenen Temperaturen, vom Gefrierschrank bis zu hohen Umgebungstemperaturen, dann wird gemessen, wann die kritischen Parameter über einen zulässigen Grenzwert gehen. Beachten Sie, dass die Eigenschaften in der Regel  mit einer Standardmetrik der Qualitätssicherung für die Paste gemesen werden: wahrscheinlich eine Reihe von Standard IPC J-STD-005 und J-STD-004-Tests wie Klebrigkeit, Viskosität oder Lotkugelbildung. Aber die meisten Ingenieure erkennen, dass diese Tests oft wenig mit der Art, wie das Material in einem realen Prozess verwendet wird, zu tun haben.

Lebensdauer: Wir haben oft Diskussionen mit den Kunden darüber, wie lange ein Material lebt, nachdem es in Gebrauch genommen wird: Druck, Ausgabe, Abgabe und so weiter. Die Lebensdauer wird auch als „Topfzeit" bezeichnet, obwohl auch andere Begriffe, wie „Zeit der Öffnung" verwendet werden. In diesem Moment wird das Material jetzt anfällig für den Verlust von Lösungsmitteln und die Auswirkungen der Interaktion mit der Atmosphäre. Beachten Sie, dass, obwohl es eine Menge Material hier gibt, und das Oberflächen/Volumenverhältnis niedrig ist, das Material der Luft in verschiedener Weise ausgesetzt ist, je nachdem, wie es verwendet wird und verpackt ist: Tauch- Flip Chip-Flussmittel erfährt mehr Exposition - in Spritzen verpacktes Epoxyd viel weniger.

Klebrigkeit: Sobald das Material abgelegt wurde, ist es nun in einer Form, in der das Verhältnis von Oberfläche zum Volumen am höchsten ist. Daher ist es äußerst anfällig für die Effekte aus der Atmosphäre (Feuchtigkeitsaufnahme, Oxidation, usw.) und auch für die Verdunstung der Lösungsmittel aus dem Flussmittel. Die Auswirkungen der Temperatur werden ebenfalls verschärft. Diese Zeit wird zwangsläufig so kurz wie möglich gehalten.

Wie Sie sich vorstellen können, sind die Auswirkungen dieser Zeiten kumulativ und eine Paste nahe am Ende ihrer Haltbarkeit wird möglicherweise eine kürzere Lebensdauer und Bereitstellungszeit haben.

Ich hoffe, dies hilft die Dinge ein wenig zu erklären, und ermöglicht es uns, die gleiche technische Sprache zu sprechen.

Danke!

Andy