Johdanto
Nykyaikaisissa suuritiheyksisissä pinta-asennusvalmistusprosesseissa lyijyttömän juottamisen laaja käyttö on nostanut merkittävästi lämpötila-aluetta sisälläreflow uunit, huippulämpötilan ollessa tyypillisesti 240–250 astetta. Tällaisissa korkeissa lämpötiloissa ilman happi reagoi kiivaasti sulan juotteen ja piirilevyn kuparityynyjen kanssa, mikä heikentää juotosliitoksen kostuvuutta. Hapettumisen minimoimiseksi fysikaaliseen rajaansa asti typpeä suojaavan ilmakehän käyttöönotosta on tullut keskeinen toimenpide korkean tarkkuuden PCBA-tuotannossa. Pelkkä typen lisääminen ei kuitenkaan takaa korkealaatuista juottamista; vain säätämällä happipitoisuutta uunin sisällä tarkasti ppm (miljoonasosia) tasolle voidaan typpiatmosfäärin prosessiarvo saavuttaa täysin.
Juotosliitoksen mikrorakenteen hapen aiheuttaman vaurion mekanismi korkeissa lämpötiloissa
Lämmitysvyöhyke ja juotosvyöhyke sisälläreflow uuniovat korkean riskin alueita hapettumisreaktioihin. Kun piirilevyllä oleva juotospasta sulaa korkeissa lämpötiloissa, metallijauheen pinnalla olevan juotosmaskin aktiiviset aineet alkavat haihtua paljastaen sulan metallin erittäin reaktiivisen pinnan. Tässä vaiheessa, jos jäännöshapen pitoisuus uunissa on liian korkea, happimolekyylit reagoivat välittömästi metallielementtien, kuten tinan ja kuparin, kanssa muodostaen tiheän tinaoksidikalvon (SnO tai SnO₂) juotosliitoksen pinnalle. Tämä korkean sulamispisteen oksidikalvo lisää merkittävästi sulan juotteen pintajännitystä, mikä estää sen ulospäin diffuusiota ja leviämistä, mikä johtaa suoraan juotosliitosten kosketuskulman kasvuun. Mikroskooppisella tasolla hapettuminen häiritsee myös intermetallisten yhdisteiden (IMC) normaalia kasvua kuparityynyjen ja tinaseoksen välillä, jolloin niistä tulee karkeita ja epäjatkuvia. Kun valmis PCBA altistuu lämpörasitukselle tai mekaaniselle tärinälle myöhemmän käytön aikana, nämä mikroskooppiset rajapinnat - joista on tullut hauraita hapettumisen vuoksi - ovat erittäin alttiita jännityshalkeilulle, mikä johtaa satunnaisiin sähkökontaktihäiriöihin.
PPM-tason kynnysarvot happipitoisuudelle, jotka perustuvat eri laitepaketteihin
Happipitoisuuden tarkka hallinta edellyttää piirilevyn fysikaalisiin ominaisuuksiin ja laitepaketin tyyppiin perustuvien erilaisten kynnysarvojen määrittämistä. Sokea tavoittelu äärimmäisen alhaisiin happipitoisuuksiin johtaa typenkulutuskustannusten eksponentiaaliseen kasvuun; siksi on luotava tieteellisesti luotettava prosessiikkuna. Vakiomallien 0402 ja 0603 pinta-asennusvastus- ja kondensaattorikomponenteille sekä hienojakoisille QFP-laitteille happipitoisuuden säätö alueella 1 000–1 500 ppm estää tehokkaasti pinnan hapettumista ja varmistaa peruskostutuksen nostamisen. Kuitenkin, kun käsitellään QFN:itä, joissa on suuripintaiset pohjatyynyt, erittäin pienikokoiset 01005-komponentit tai tiiviisti pakatut BGA:t, CSP:t ja flip-chip-laitteet, prosessin punaisia viivoja on kiristettävä tiukasti. Tällaiset korkean tarkkuuden PCBA-valmistusprojektit edellyttävät, että juotosvyöhykkeen happipitoisuus pidetään tiukasti välillä 200 ppm - 500 ppm. Äärimmäisen inertissä ympäristössä alle 500 ppm:n juotteen kostutuskyky kokee laadullisen harppauksen, mikä ei pelkästään vähennä merkittävästi tyhjiötä BGA:n sisällä, vaan myös eliminoi täysin juotossiltaviat erittäin hienojakoisten tappien välillä.
Digitaalinen ohjaus monipisteisen suljetun silmukan näytteenotolla ja typen virtaussäädöllä
PPM-tason happipitoisuuden pitkän aikavälin vakauden saavuttaminen reflow-uunin sisällä ei voi luottaa säännölliseen manuaaliseen offline-testaukseen; sen on riippuvainen reflow-uunin sisäänrakennetusta online-monipistehappipitoisuusanalyysijärjestelmästä ja suljetun silmukan ohjausalgoritmeista. Laadukkaat reflow-uunit on tyypillisesti varustettu erittäin tarkoilla zirkoniumoksidihappiantureilla esilämmitys-, tasaus-, juotos- ja jäähdytysvyöhykkeissä. Nämä anturit ottavat jatkuvasti näytteen uunikaasusta reaaliajassa yhden sekunnin taajuudella tarkkaillakseen paikallisia happipitoisuuden vaihteluita. Digitaalinen ohjausjärjestelmä (SPC) kaappaa nämä erilliset tietovirrat dynaamisesti. Jos juotosvyöhykkeen happipitoisuus poikkeaa 450 ppm:ään yli asetetun prosessin ylärajan 400 ppm johtuen ilmasta, joka tulee levyjen tullessa uuniin tai sieltä pois, taustapään ohjausyksikkö antaa välittömästi komennon ohjeistamaan paineohjattua säätöventtiiliä kyseisellä alueella lisäämään erittäin puhtaan typen virtausnopeutta. Samanaikaisesti uunin molemmissa päissä olevat kaasuverhot ja poistojärjestelmät toimivat yhdessä säätämään ilmavirtaustasapainoa, poistaen nopeasti imeytyneen ilman ja palauttaen happipitoisuuden turvallisiin rajoihin 20 sekunnissa, mikä varmistaa, että jokainen levy kulkee jatkuvan, erittäin vähän happipitoisen ympäristön läpi.
Päästä päähän -koordinointi varmistaa, että typen puhtaus ja ilmatiiviyden hallinta on sisällytetty prosessispesifikaatioihin
PPM-tason hapensäätö on systemaattinen yritys, joka ei perustu pelkästään reflow-uunin suljetun kierron ohjaukseen, vaan myös ulkoisten tukijärjestelmien standardoituun hallintaan. Lähteen typen puhtauden on täytettävä "viisi-yhdeksän"-standardi 99,999 %. Tämä on fyysinen perusedellytys sen varmistamiseksi, että happitasot uunin sisällä voidaan laskea alle 200 ppm:n. Rutiinihuollon aikana teknikkojen on säännöllisesti tarkistettava uunin yläkannen tiivisteen, katseluikkunan lasin ja ohjauskiskon säätömekanismien mekaanisten liitäntöjen ilmatiiviys, jotta vältetään tiukasti lämpölaajenemisesta ja kutistumisesta johtuvien mikroskooppisten rakojen aiheuttamat kaasuvuodot. Lisäksi tuotannon suunnitteluvaiheessa ennen PCBA:n pinta-asennuskokoonpanoa materiaalisuunnittelijoiden tulisi optimoida juotepastan valinta typpiympäristön mukaan valitsemalla vähän jäämiä sisältävä, erittäin reaktiivinen, halogeeniton juotepasta, joka sopii vähän happipitoisiin olosuhteisiin. Hyödyntämällä typen suojaavaa aktivaattorin haihtuvien aineiden kapselointia juotosrajapinta puhdistetaan edelleen, mikä johtaa virheettömään juotosliitoksen muodostumiseen koko levyllä.
Yrityksen profiili
Vuonna 2010 perustettu Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD. on ammattimainen valmistaja, joka on erikoistunut SMT-poiminta- ja -paikkakoneisiin, reflow-uuniin, stensiilipainokoneeseen, SMT-tuotantolinjaan ja muihin SMT-tuotteisiin. Meillä on oma T & K-tiimimme ja oma tehdas, joka hyödyntää omaa rikasta kokenutta T&K-toimintaamme, hyvin koulutettua tuotantoa, joka on voittanut suuren maineen maailmanlaajuisilta asiakkailta.
Tällä vuosikymmenellä kehitimme itsenäisesti NeoDen4-, NeoDen IN6-, NeoDen K1830-, NeoDen FP2636- ja muita SMT-tuotteita, jotka myivät hyvin kaikkialla maailmassa. Tähän mennessä olemme myyneet yli 10 000 kpl koneita ja vieneet niitä yli 130 maahan ympäri maailmaa, mikä on luonut hyvän maineen markkinoilla. Globaalissa ekosysteemissämme teemme yhteistyötä parhaan kumppanimme kanssa tarjotaksemme entistä tiiviimpää myyntipalvelua, korkeaa ammattitaitoa ja tehokasta teknistä tukea.
Uskomme, että upeat ihmiset ja kumppanit tekevät NeoDenistä loistavan yrityksen ja että sitoutumisemme innovaatioon, monimuotoisuuteen ja kestävään kehitykseen varmistaa, että SMT-automaatio on kaikkien harrastajien saatavilla kaikkialla.