Metallbelastung in der Lotpaste - Eine Bewertung (Teil 1)

Wie bereits in einem früheren Beitrag in diesem Blog  erwähnt, hat der Legierungstyp einer Lotpaste, die Pulver -Korngrößenverteilung (PSD) und Metalbelastung (Gewicht des Metalls als Prozent oder „%w/w") Einfluss auf die Rheologie und damit auf die Leistung bei der Verwendung der Lotpaste. Drei IPC -Testverfahren werden angewandt, um zu gewährleisten, dass Kunden ein konsistentes Produkt erhalten (innerhalb der vereinbarten Toleranzen).

In diesem Beitrag,konzentrieren wir uns auf den %w/w Metallbelastungstest, der sich in den letzten Jahrzehnten nicht geändert hat und fast immer die falsche Antwort gibt. Das ist eine ziemlich starke Aussage, daher zeige ich Ihnen die Beweise in dieser kurzen Reihe von Blog-Beiträgen  - und lege einen Vorschlag für eine Verbesserung vor. Beachten Sie, dass der %w/w Metallbelastungstest der einzige ist, der Fertigwaren bewertet. Die Legierungskonformität und die PSD sind für das Pulver vor der Vermischung mit der Paste gedacht.

Beginnen wir mit dem Teil der „falschen Antwort", da das der  umstrittenste ist.

Die Essenz der Standard %w/w Testmethode (IPC-TM-650 2.2.20 „Metallgehalt von Lotpaste nach Gewicht") ist, dass eine Probe von 50 Gramm der Lotpaste zurückfließt, frei von Flussmittelrückständen, getrocknet, und der letzte Einzel-Button des zurückgeflossenen  Lots wird gewogen, um das Gewicht des Lotmetalls in der ursprünglichen Lotpaste zu bestimmen.

Warum ist das also falsch? Weil die Antwort fast immer geringer als erwartet ausfällt, und oft geringer als eine präzise kontrollierbare Menge, die wir das „Manufacturing Target  Percent Metal" (MTPM) nennen. Wir sprechen gleich über das MPTM , aber nur der Hinweis, dass der aktuelle J-STD-005A (Inhaltsverzeichnis hier) Abschnitt 3.4 (Metallprozent)  „+/- 1,0 % des in der Bestellung des Verwenders angegebenen Nennwertes erlaubt, was ein ausreichend breites Spektrum ist, damit eine Lotpaste sehr stark in Verwendung variieren kann: zum Beispiel vom Abfall (-1%) zur kurzen Schablonenstandzeit (+1 %) für ein Druckpaste.

Das MTPM ist sehr gut charakterisiert, da es zur Mischung mit Lotpaste für Kundenaufträge dient, wobei kalibrierte Waagen zum Einsatz kommen, die in der Lage sind, %) in den meisten Fällen eine Präzision weit über zwei Dezimalstellen (besser als 0,01 %) anzubieten. In der Praxis erlauben Herstellungskontrollen einfach eine viel bessere Reproduzierbarkeit der Metallbelastung als +/-0,10 % von Charge zu Charge, und diese Wägedaten sind in den zugehörigen Charge-Daten zusammen mit anderen wichtigen Details dokumentiert. Aus diesem Grund ist das MTPM von einem seriösen Hersteller von Lotpaste die %w/w Metallbelastung der Lotpaste gemäß den Angaben auf dem Etikett und in den zugehörigen Dokumentationen zur Qualität, und wird als identisch mit dem zuvor erwähnten „Nennwert" angesehen.

Welche Ergebnisse bekommen wir, wenn wir den IPC-Test zur Metallbelastung auf eine Standard- Lotpaste anwenden? Die Daten für eine lange laufende, bleifreie Lotpaste wurden gesammelt, um zu zeigen, was passiert. Erstens, da wir über Verteilungen der Grundgesamtheit in Form von Standardabweichungen reden, ist die inhärente Annahme, dass die Daten normal verteilt sind, aber diese Annahme muss getestet werden. Auch mit dem verfügbaren begrenzten Datensatz  (121 Datenpunkte) gibt es einige Anzeichen dafür, dass, obwohl die Daten symmetrisch über einen Mittelwert verteilt  sind, sie nicht gut auf die standardisierte Gauß-Verteilung passen; möglicherweise aufgrund einer Überlagerung von zwei Verteilungen auf fast den gleichen Mittelwert.  Jedoch können wir eine erste Annahme treffen, dass die Daten zu Diskussionszwecken in eine Standard-Gaußkurve passen.

Was ist mit der Wirkung des Flussmittels? Wir haben uns ein paar weitere Datenpunkte von zufällig ausgewählten nicht reinen (NC) und wasserwaschbaren /wasserlöslichen (WS) Pasten angesehen und haben einige interessante Ergebnisse erhalten. Siehe unten:

Die konsequent geringeren Gewichtsverluste der wasserlöslichen Pasten werden im nächsten Beitrag des Blogs besprochen.

Die +/- 1 %  als zulässige Toleranz der ICP-Norm bedeutet auch bei einer Drei-Sigma- Definition der zulässigen Toleranz den erfolgreichen Abschluss des Tests. Die Tatsache, dass Ergebnisse konsequent niedrig sind, wird durch die enorme Breite der %w/w Toleranz verdeckt.

In der Zusammenfassung,  das IPC TM-650 2.2.20 Testergebnis als maßgebliche Messung  der Metallbelastung eher wie die Verwendug einer Sonnenuhr  mit  seinem in die falsche Richtung  ausgerichteten Gnomon zur Anzeige der Zeit ist  - statt mit einer Smart -Uhr. Es ist nur sinnvoll, wenn Sie vergessen haben, Ihre Uhraufzuladen.

Mehr über die Gründe für die konstant niedrigen Ergebnisse der Metallbelastung, Wirkungen der Flussmittel und die Auswirkungen der Partikelgröße in meinem nächsten Beitrag.

Danke!

Andy