Вибір типу порошку паяльної пасти — це не просто питання вибору найкращого доступного порошку. Частинки мають бути достатньо малими для найвимогливіших отворів трафарету, але повна паста також має відповідати сплаву, системі флюсу, товщині трафарету, умовам зберігання, процесу оплавлення та необхідній стабільності виробництва.
Швидка відповідь:використовуйте правило п’яти{0}}куль як початковий екран для вузького розміру прямокутного отвору. Для круглої апертури використовуйте більш консервативну оцінку кількості-частинок, оскільки корисна площа звужується від центральної лінії. Потім обчисліть співвідношення площ і перевірте результат повторним друком і перевіркою паяльної пасти.
Ця послідовність допомагає усунути явно невідповідні розміри порошку. Він не замінює технічний паспорт виробу, огляд дизайну трафарету або валідацію процесу.
Чому розмір порошку має значення для трафаретного друку
Паяльна пастапоєднує порошок сплаву з-засобом, що містить флюс. Під час друку паста повинна скочуватися перед ракелем, заповнювати отвір і відділятися від стінок трафарету, залишаючись на друкованій платі.
Розмір порошку впливає на те, скільки частинок може зайняти маленький отвір. Однак розмір частинок є лише частиною процесу. TheПринцип дії паяльної паститакож залежить від хімії флюсу, реології та поведінки при нагріванні.
Для вибору порошку розділіть три терміни:
- Розмір порошку паяльної пастице загальна тема-розміру частинок.
- Тип порошкує такою класифікацією, як Тип 3, Тип 4, Тип 5 або Тип 6.
- Верхнє обмеження розміру часток-це значення, яке використовується для першого розрахунку геометричного екранування.
Не думайте, що кожен продукт з однаковим позначенням типу має ідентичний контрольований розподіл. Використовуйте фактичну специфікацію постачальника для остаточних розрахунків.
Що таке п’ять{0}}правил перевірки-кульової та круглої-діафрагми?
Обидва методи порівнюють найбільші відповідні частинки порошку з найменшим отвором трафарету. Вони відповідають на раннє запитання:
Чи достатньо малі частинки для геометрії апертури без надто обмеженої кількості корисних частинок?
Вони безпосередньо не вимірюють вивільнення пасти, ефективність перенесення чи кінцеву якість паяного з’єднання-.
Правило п’яти{0}}куль для прямокутних отворів
Правило п’яти{0}}куль зазвичай застосовується до найвужчого розміру прямокутного отвору.
Мінімальна ширина отвору ≈ 5 × верхня межа-розміру частинок
Для пасти з верхнім розміром частинок 38 мкм:
5 × 38 μm = 190 μm
Прямокутна апертура шириною 200 мкм проходить через цей геометричний екран.
Правило, як правило, базується на верхній межі контрольованого розподілу частинок, а не на середньому діаметрі частинок. Технічна література IPC обговорює зв’язок п’яти-частинок як інженерну інструкцію, а не повний метод кваліфікації процесу.
Консервативний екран для круглих отворів
Кругла діафрагма створює іншу проблему упаковки. П'ять частинок можуть поміститися поперек центрального діаметра, але доступна ширина зменшується від центральної лінії. Таким чином, паста, яка лише проходить обчислення прямокутних п’яти-кульок, може забезпечити обмежену популяцію частинок у всій круглій області.
Зазвичай обговорюваний консервативний інженерний екран:
Мінімальний діаметр кругової апертури ≈ 8 × верхнє обмеження-розміру частинок
Для верхнього розміру частинок 38 мкм:
8 × 38 μm = 304 μm
Круглий отвір розміром 275 мкм не відповідає цьому консервативному значенню, хоча приблизно сім частинок верхнього-розміру можуть охоплювати його діаметр. Комбінація все ще може друкувати в-контрольованих умовах, але вона має менші геометричні поля, ніж паста з меншими частинками.
Це обчислення кругової-апертури слід розглядати як евристику скринінгу, а не як вимогу IPC чи універсальне правило «пройшов/не пройшов».
Поширені типи порошку паяльної пасти
Наведені нижче діапазони зазвичай використовуються для інженерного порівняння. Підтвердьте точний розподіл частинок, метод випробування та специфікації за допомогою поточного опису продукту перед покупкою або затвердженням процесу.
| Тип порошку | Загальний діапазон частинок | Верхній розмір, який використовується для екранування | П’ять-поріг | Круговий поріг восьми-частинок |
|---|---|---|---|---|
| Тип 3 | 25–45 μm | 45 μm | 225 μm | 360 μm |
| Тип 4 | 20–38 μm | 38 μm | 190 μm | 304 μm |
| Тип 5 | 15–25 μm | 25 μm | 125 μm | 200 μm |
| Тип 6 | 5–15 μm | 15 μm | 75 μm | 120 μm |
Ці значення пояснюють, чому Тип 4 може друкувати функції, які є складними для Типу 3, і чому Тип 5 або Тип 6 можуть розглядатися для більш тонких отворів. Вони не означають, що кожна збірка повинна переходити до найменшого доступного порошку.
Оскільки розмір частинок зменшується, більше частинок може займати невелику діафрагму, і чітке-визначення функцій може покращитися. У той же час загальна площа поверхні частинок збільшується, тому контроль окислення, зберігання, формування флюсу та поведінка оплавлення можуть стати більш чутливими. Чим ширшефізичні властивості паяльної паститому слід переглядати разом із типом порошку.
Робочий приклад 1: прямокутна діафрагма 0,20 мм
Розглянемо прямокутний отвір з мінімальною шириною:
0,20 мм=200 мкм
Екран типу 3
5 × 45 μm = 225 μm
Діафрагма 200 мкм менша за значення екрану 225 мкм.
Результат скринінгу:Тип 3 не проходить звичайний екран із п’ятьма-кульками.
Екран типу 4
5 × 38 μm = 190 μm
Діафрагма 200 мкм трохи більше 190 мкм.
Результат скринінгу:Тип 4 проходить, але з обмеженим геометричним запасом.
Екран типу 5
5 × 25 μm = 125 μm
Тип 5 забезпечує значно більший-запас розміру частинок.
Це не робить тип 5 автоматично кращим матеріалом. Коли тип 4 вже забезпечує стабільне вивільнення, прийнятне оплавлення та відповідну продуктивність зберігання, зміна на більш дрібний порошок може збільшити вартість або чутливість процесу без вирішення визначеної проблеми.
Правило повинно виключати явно непридатні варіанти. Він не повинен вибирати повну пасту самостійно.
Робочий приклад 2: Кругла діафрагма 0,275 мм
Тепер розглянемо круглий отвір діаметром:
0,275 мм=275 мкм
Екран типу 3
8 × 45 μm = 360 μm
Діафрагма значно нижча за консервативне значення 360 мкм.
Практичне значення:Тип 3 має обмежений геометричний запас для цього круглого об’єкта.
Екран типу 4
8 × 38 μm = 304 μm
Діафрагма 275 мкм залишається нижчою консервативного порогу.
275 ÷ 38 ≈ 7.2
Приблизно сім частин-розміру можуть охоплювати діаметр. Тип 4 все ще може успішно друкувати, якщо добре керувати пастою, трафаретом і принтером, але він не повністю задовольняє консервативне восьми-розсівання частинок.
Екран типу 5
8 × 25 μm = 200 μm
Діафрагма 275 мкм перевищує це значення.
Практичне значення:Тип 5 забезпечує більший-запас розміру частинок і заслуговує на увагу, коли тип 4 не може забезпечити стабільний об’єм осадів або виділення.
Чому правила-підрахунку м’ячів є лише першим екраном
Паста може пройти через сито з геометричними частинками і все одно погано друкувати. Порівняння діафрагми--порошок не повністю враховує сили, які утримують пасту всередині трафарету.
Співвідношення площі
Коефіцієнт площі порівнює площу отвору з площею-стінки отвору. IPC-7525C визначає цю геометрію у своєму посібнику з розробки трафаретів.
Для прямокутного отвору:
Співвідношення площ=Д × Ш ÷ [2 × Т × (Д + Ш)]
Де L — довжина діафрагми, W — ширина діафрагми, а T — товщина трафарету.
Для круглої діафрагми:
Співвідношення площ=D ÷ 4T
Де D — діаметр отвору, а T — товщина трафарету.
Приклад співвідношення -обробленої площі
Розглянемо прямокутну апертуру з:
- L=0.40 мм;
- Ш=0.20 мм;
- T=0.10 мм.
Коефіцієнт площі=0.40 × 0,20 ÷ [2 × 0,10 × (0.40 + 0.20)]
Коефіцієнт площі=0.08 ÷ 0,12 ≈ 0,67
Це значення близьке до традиційного значення 0,66, яке часто використовується для звичайного трафаретного друку. Він залишається початковим інженерним посиланням, а не універсальною межею прийнятності. Рецептура пасти, якість-апертурної стінки, покриття та контроль процесу можуть змінити фактичні можливості.
Якщо товщина трафарету збільшується, а розміри отвору залишаються незмінними, площа стінки збільшується, а вивільнення загалом стає важчим. Результат-підрахунку кульок не змінюється, тому екранування часток і співвідношення площ слід розглядати окремо.
Ефективність передачі
Ефективність перенесення порівнює об’єм пасти, нанесеної на друковану плату, з теоретичним об’ємом апертури:
Ефективність перенесення=Об’єм нанесеної пасти ÷ Теоретичний об’єм апертури × 100%
Значення слід оцінювати разом із варіацією обсягу та консистенцією друку-до-друку. Один прийнятний депозит не свідчить про стабільність процесу.
Інші фактори, що впливають на спуск діафрагми
Якість і покриття трафаретних стін
Паста повинна відокремитися від стінок отвору і залишитися на платі. На випуск може вплинути якість-лазерного різання, шорсткість стінки, матеріал фольги, електрополірування, нанопокриття, знос, засохла паста та забруднення на нижній стороні трафарету.
Гладка, доглянута діафрагма може друкувати стабільніше, ніж шорстка або забруднена діафрагма з такими самими номінальними розмірами.
Номінальний розмір порівняно з-розміром вбудованої діафрагми
Розміри на кресленні корисні для раннього вибору, але готовий отвір може відрізнятися через допуски для різання, обробки та перевірки. Якщо розмір-частинки чи площа-коефіцієнту близько до розміру, використовуйте виміряні-розміри апертури, а не покладайтеся лише на номінальне значення CAD.
Реологія пасти та умови процесу
Порошок припою є лише одним із компонентів пасти. Флюс-носій впливає на в’язкість, розрідження при зсуві, наповнення, осадження, поведінку поділу, стійкість до висихання та відновлення після пауз принтера.
Друк також може змінюватися залежно від швидкості та тиску ракеля, швидкості відокремлення, опори дошки, прокладки трафарету-до-дошки, умов у приміщенні, терміну дії пасти та частоти очищення під трафаретом. Стаття прояк хімія потоку впливає на збірку електронікипояснює, чому транспортний засіб не можна ігнорувати.
Якщо заповнення здається прийнятним, але випуск залишається непостійним, спочатку перевірте прокладку, стан отвору, поведінку поділу та стан пасти, перш ніж вважати, що єдиною причиною є розмір частинок.
Шести-кроковий процес вибору типу порошку
Крок 1: Знайдіть найменшу критичну діафрагму
Перегляньте весь трафарет, а не лише найпоширеніший компонент. Запишіть найменшу ширину, найменший діаметр, довжину отвору, незвичайні форми та місцеву товщину кроку-трафарету.
Крок 2: Запишіть форму діафрагми
Класифікуйте кожну важливу функцію як прямокутну, квадратну, круглу, заокруглену квадратну, основну пластину, віконну -панель або іншу спеціальну геометрію. Застосовуйте екран із п’ятьма -кульками переважно до вузьких розмірів прямокутних елементів і використовуйте більш консервативну оцінку для круглих отворів.
Крок 3: Отримайте фактичні характеристики порошку
Запитайте у постачальника тип порошку, номінальний діапазон, верхню межу-розміру частинок, специфікацію-форми частинок, метод випробування та інформацію про-контроль партії. Не обчислюйте лише середній діаметр.
Крок 4: Застосуйте геометричний екран
Обчисліть мінімальну ширину прямокутника, розділену на верхній діаметр частинки. Значення нижче п’яти вказує на те, що слід оцінити дрібніший порошок, більшу діафрагму або змінити дизайн.
Для круглої діафрагми результат нижче приблизно восьми заслуговує додаткової обережності, оскільки корисна ширина зменшується від центральної лінії.
Крок 5: Обчисліть коефіцієнт площі
Включіть фактичну товщину трафарету. Якщо дошка містить як великі, так і дуже дрібні відкладення, порівняйте зміну типу порошку з такими альтернативами, як тонша фольга, ступінчастий трафарет, змінена діафрагма, покриття або інший метод нанесення. Посібник поспособи нанесення паяльної пастизабезпечує ширший контекст процесу.
Крок 6: Перевірка за допомогою повторного друку та SPI
Оцініть нанесений об’єм, ефективність перенесення, варіацію об’єму, консистенцію діафрагми-до-діафрагми, консистенцію від-до-друку, поведінку після паузи, поведінку протягом очікуваного терміну служби трафарету, забруднення нижньої сторони, перекриття, осадження та оплавлення.
Перевірка паяльної пастиособливо корисний, оскільки він вимірює відкладення перед розміщенням, а оплавлення може приховати вихідну проблему друку. Більш широкі методи дляоцінка продуктивності припоюможе підтримати остаточний план кваліфікації.
Поширені помилки-вибору порошку
Вибір типу порошку лише з назви компонента
Позначення компонента BGA pitch або chip-не потребує автоматично одного універсального типу порошку. Конструкція подушечки, розміри отвору, товщина трафарету, форма отвору, рецептура пасти та можливості процесу визначають фактичні вимоги.
Дивлячись лише на середній розмір частинок
Верхня межа контрольованого розподілу є більш актуальною для розрахунку геометричного екранування. Два продукти, позначені одним і тим же типом, все одно можуть мати різні розповсюдження та поведінку друку.
Припускаючи, що дрібніший порошок завжди кращий
Більш дрібний порошок може забезпечити більший запас для невеликих отворів, але це може призвести до інших умов зберігання, окислення, оплавлення та вартості. Виберіть найгрубіший порошок, який забезпечує стабільний перевірений процес.
Ігнорування товщини або форми трафарету
Правила підрахунку-кульок не включають товщину фольги, а однакові номінальні розміри не роблять круглі та прямокутні отвори еквівалентними. Співвідношення площі та геометрію необхідно переглядати разом.
Розгляд інженерної евристики як стандартної вимоги
Правило п’яти{0}}куль і консервативний круговий-екран упаковки підтримують ранній вибір. Схвалення має базуватися на поточних кресленнях, специфікаціях постачальника, застосовних стандартах і фактичних даних процесу.
Затвердження вставки з одного відбитка
Процес, який працює відразу після налаштування, може поводитися інакше після паузи або кількох годин на трафареті. Кваліфікація повинна використовувати кілька відбитків і передбачене вікно виробництва.
Що включати в запит на пропозицію паяльної пасти
Надайте достатньо інформації про процес, щоб постачальник рекомендував повну систему паст, а не лише порошок Тип:
- вимоги до сплаву припою та вмісту-свинцю або свинцю;
- необхідний тип порошку, якщо вже зазначено;
- найменший прямокутний отвір;
- найменша кругла діафрагма;
- номінальна та вимірювана товщина трафарету;
- форми критичної апертури;
- найменший крок компонента;
- метод друку, дозування або струменевого методу;
- класифікація флюсу та вимоги до очищення;
- атмосфера оплавлення;
- умови зберігання та очікуваний термін служби трафарету;
- поточний випуск, ефективність-передачі чи дефект;
- необхідний розмір упаковки та споживання.
Перегляньте доступні додатки для напівпровідників і високо-функційнапівпровідникова паяльна пастапараметри. Якщо процес використовує без{1}}контактне нанесення, а не звичайний трафарет,паяльна паста-для струминного друкуможе знадобитися інший підхід до вибору.
Вибір сплаву залишається частиною повної специфікації. Посібник позвичайні сплави припою олова для складання друкованих платможе допомогти визначити питання щодо сплаву, перш ніж запитувати рекомендацію.
FAQ
З: Чи є правило п’яти{0}}м’ячів вимогою IPC?
A: Він широко використовується як інженерна інструкція, але це не повна вимога до кваліфікації матеріалу чи процесу. Застосовні стандарти, креслення, специфікації замовника та підтверджені технологічні дані мають пріоритет.
З: Чи є правило восьми{0}}куль вимогою IPC для круглих отворів?
A: Це слід розглядати як консервативну інженерну евристику для циклічного пакування, а не як універсальну вимогу IPC. Фактична здатність залежить від повного трафарету та процесу наклеювання.
Q: Чи може Type 4 друкувати з прямокутною діафрагмою 0,20 мм?
A: Використовуючи верхній розмір частинок 38 мкм, поріг із п’ятьма-кульками становить 190 мкм. Отвір розміром 200 мкм ледве перетинає геометричний екран, але все одно потрібно перевірити співвідношення площ і повторне тестування друку.
П: Чи завжди тип 5 кращий за тип 4?
A: Ні. Тип 5 забезпечує більший геометричний запас для малих отворів, але правильний вибір також залежить від випуску, поведінки оплавлення, зберігання, вартості та стабільності виробництва.
З: Що таке паяльна паста типу 4.5?
A: Тип 4.5 – це позначення постачальника або специфікації, що використовується для розподілу між звичайними діапазонами типу 4 і типу 5. Не припускайте універсального асортименту; використовуйте фактичний паспорт продукту та верхню межу-розміру частинок.
З: Чи замінює співвідношення площі правило п’яти{0}}куль?
В: Ні. Підрахунок частинок визначає розмір порошку відносно отвору. Коефіцієнт площі оцінює площу отвору відносно-площі стіни отвору. Вони відповідають на різні запитання і можуть знадобитися обидва.
З: Як перевірити остаточний вибір?
Відповідь: Використовуйте повторний друк, дані SPI, тестування на паузу, тестування-життя трафарету та перевірку оплавлення за запланованих умов виробництва.
Висновок
Правило п’яти{0}}куль і консервативна кругла{1}}діафрагма — корисні способи порівняти розмір порошку паяльної пасти з геометрією трафарету. Це початкові фільтри, а не гарантії.
Почніть із найменшої критичної апертури та фактичного верхнього обмеження-розміру часток постачальника. Потім перевірте товщину трафарету, обчисліть співвідношення площі, перевірте готову апертуру та перевірте ефективність перенесення за допомогою повторного друку та SPI.
Мета полягає не в тому, щоб визначити найкращий доступний порошок. Необхідно вибрати порошкоподібну та пастоподібну формулу, яка дає стабільні, повторювані відкладення протягом необхідного періоду виробництва.
Щоб отримати рекомендацію на основі сплаву, типу порошку, геометрії отвору, товщини трафарету та умов друку, використовуйтеФорма запиту YIHMAабозверніться до команди YIHMA.
