giriiş
Modern yüksek yoğunluklu yüzeye monte üretim süreçlerinde, kurşunsuz lehimlemenin yaygın olarak benimsenmesi, içerideki sıcaklık aralığını önemli ölçüde artırdıyeniden akışlı fırınlarpik sıcaklıklar genellikle 240 ila 250 dereceye ulaşır. Bu kadar yüksek sıcaklıklarda havadaki oksijen, erimiş lehim ve PCB üzerindeki bakır pedlerle şiddetli reaksiyona girerek lehim bağlantısının ıslanabilirliğinde bozulmaya neden olur. Oksidasyonu fiziksel sınırına kadar en aza indirmek için nitrojen koruyucu atmosferin uygulanması, yüksek hassasiyetli PCBA üretiminde temel bir önlem haline geldi. Bununla birlikte, yalnızca nitrojenin eklenmesi yüksek kaliteli lehimlemeyi garanti etmez; Nitrojen atmosferinin proses değeri ancak fırın içindeki oksijen konsantrasyonunun ppm (milyonda parça) seviyesine kadar hassas bir şekilde kontrol edilmesiyle tam olarak gerçekleştirilebilir.
Yüksek Sıcaklık Ortamlarında Lehim Bağlantısı Mikro Yapısında Oksijene Bağlı Hasar Mekanizması
Isıtma bölgesi ve lehimleme bölgesiyeniden akış fırınıoksidasyon reaksiyonları açısından yüksek riskli alanlardır. Devre kartı üzerindeki lehim pastası yüksek sıcaklıklarda eridiğinde, metal tozunun yüzeyindeki lehim maskesindeki aktif bileşenler buharlaşmaya başlar ve erimiş metalin oldukça reaktif yüzeyi açığa çıkar. Bu noktada, fırında kalan oksijen konsantrasyonu çok yüksekse, oksijen molekülleri kalay ve bakır gibi metal elementlerle anında reaksiyona girerek lehim bağlantısının yüzeyinde yoğun bir kalay oksit (SnO veya SnO₂) filmi oluşturur. Bu yüksek erime noktalı oksit filmi, erimiş lehimin yüzey gerilimini önemli ölçüde arttırır, dışarı doğru difüzyonunu ve yayılmasını engeller, bu da doğrudan lehim bağlantılarının temas açısında bir artışa yol açar. Mikroskobik düzeyde oksidasyon, bakır pedler ile kalay alaşımı arasındaki intermetalik bileşiklerin (IMC'ler) normal büyümesine de müdahale ederek bunların kaba ve süreksiz hale gelmesine neden olur. Bitmiş PCBA sonraki işlem sırasında termal strese veya mekanik titreşime maruz kaldığında, oksidasyon nedeniyle kırılgan hale gelen bu mikroskobik arayüzler, ara sıra elektriksel temas arızalarına yol açan stres çatlamasına oldukça yatkındır.
Farklı Cihaz Paketlerine Göre Oksijen Konsantrasyonu için PPM Düzeyindeki Eşikler
Oksijen konsantrasyonunun hassas kontrolü, devre kartının fiziksel özelliklerine ve cihaz paketinin türüne göre farklılaştırılmış eşik değerlerinin oluşturulmasını gerektirir. Son derece düşük oksijen konsantrasyonlarının körü körüne takip edilmesi, nitrojen tüketim maliyetlerinde katlanarak bir artışa yol açar; bu nedenle bilimsel olarak sağlam bir süreç penceresi oluşturulmalıdır. Standart 0402 ve 0603 yüzeye monte direnç ve kapasitör bileşenlerinin yanı sıra ince aralıklı QFP cihazları için, oksijen konsantrasyonunun 1.000 ila 1.500 ppm aralığında kontrol edilmesi, yüzey oksidasyonunu etkili bir şekilde bastırır ve temel ıslanma artışını sağlar. Bununla birlikte, geniş alanlı alt pedlere, ultra minyatür 01005 bileşenlere veya yoğun şekilde paketlenmiş BGA'lara, CSP'lere ve flip-chip cihazlarına sahip QFN'lerle çalışırken, proses kırmızı çizgilerinin kesinlikle sıkılaştırılması gerekir. Bu tür yüksek hassasiyetli PCBA üretim projeleri, lehimleme bölgesindeki oksijen konsantrasyonunun kesinlikle 200 ppm ile 500 ppm arasında tutulmasını gerektirir. 500 ppm'nin altındaki son derece inert bir ortamda, lehimin ıslatma yeteneği niteliksel bir sıçramaya uğrar; bu yalnızca BGA'ların içindeki boşluk oranını önemli ölçüde azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ultra ince aralıklı pinler arasındaki lehim köprüleme kusurlarını da tamamen ortadan kaldırır.
Çok Noktalı Kapalı Döngü Örnekleme ve Azot Akışı Düzenlemesi Yoluyla Dijital Kontrol
Yeniden akış fırını içindeki PPM düzeyindeki oksijen konsantrasyonunun uzun vadeli stabilitesinin sağlanması, periyodik manuel çevrimdışı testlere dayanamaz; reflow fırının yerleşik çevrimiçi çok noktalı oksijen konsantrasyonu analiz sistemine ve kapalı döngü kontrol algoritmalarına bağlı olmalıdır. Yüksek kaliteli yeniden akışlı fırınlar genellikle sırasıyla ön ısıtma, dengeleme, lehimleme ve soğutma bölgelerinde yüksek hassasiyetli zirkonya oksijen sensörleriyle donatılmıştır. Bu sensörler, oksijen konsantrasyonundaki yerel dalgalanmaları izlemek için fırın gazını bir saniyelik frekansta gerçek zamanlı olarak sürekli olarak örnekler. Dijital kontrol sistemi (SPC) bu ayrık veri akışlarını dinamik olarak yakalar. Lehimleme bölgesindeki oksijen konsantrasyonu, levhaların fırına girmesi veya çıkması sırasında içeri giren hava nedeniyle 450 ppm'ye (ayarlanan işlem üst limiti olan 400 ppm'i aşarsa) düşerse, arka uç kontrol ünitesi, yüksek saflıkta nitrojenin akış hızını artırması için o bölgedeki basınç kontrollü düzenleme vanasına talimat vermek üzere anında bir komut verir. Aynı zamanda fırının her iki ucundaki gaz perdeleri ve egzoz sistemleri uyum içinde çalışarak hava akışı dengesini ayarlar, sızan havayı hızla dışarı atar ve oksijen konsantrasyonunu 20 saniye içinde güvenli sınırlara getirir, böylece her panelin sabit, son derece düşük oksijenli bir ortamdan geçmesini sağlar.
Uçtan Uca Koordinasyon, Nitrojen Saflığı ve Hava Sızdırmazlık Yönetiminin Proses Spesifikasyonlarına Dahil Edilmesini Sağlar
PPM seviyesinde oksijen kontrolü, yalnızca yeniden akışlı fırının kapalı devre kontrolüne değil aynı zamanda harici destek sistemlerinin standartlaştırılmış yönetimine de dayanan sistematik bir çabadır. Kaynaktaki nitrojen kaynağının saflığı %99,999'luk "beş-dokuz" standardını karşılamalıdır. Bu, fırın içindeki oksijen seviyelerinin 200 ppm'in altına düşürülebilmesini sağlamak için temel fiziksel ön koşuldur. Rutin bakım sırasında teknisyenler, termal genleşme ve büzülmeden kaynaklanan mikroskobik boşluklardan kaynaklanan gaz sızıntılarını kesin olarak önlemek için fırının üst kapak contasının hava sızdırmazlığını, gözetleme penceresi camını ve kılavuz ray ayarlama mekanizmalarının mekanik bağlantılarını periyodik olarak doğrulamalıdır. Ayrıca, PCBA yüzeye montaj montajından önceki üretim planlama aşamasında, malzeme mühendisleri, düşük oksijen koşullarına uygun, düşük kalıntılı, yüksek reaktif, halojen içermeyen lehim pastası seçerek nitrojen ortamı için lehim pastası seçimini optimize etmelidir. Nitrojenin aktivatör uçucu maddelerini koruyucu kapsüllemesinden faydalanılarak lehimleme arayüzü daha da saflaştırılır ve tüm kart boyunca kusursuz lehim bağlantısı oluşumu sağlanır.
Şirket Profili
2010 yılında kurulan Zhejiang NeoDen Technology Co., LTD., SMT alma ve yerleştirme makinesi, reflow fırın, şablon baskı makinesi, SMT üretim hattı ve diğer SMT Ürünleri konusunda uzmanlaşmış profesyonel bir üreticidir. Kendi zengin, deneyimli Ar-Ge'mizden, iyi eğitimli üretimimizden yararlanan kendi Ar-Ge ekibimiz ve kendi fabrikamız var, dünya çapındaki müşterilerimizden büyük bir itibar kazandık.
Bu on yılda bağımsız olarak NeoDen4, NeoDen IN6, NeoDen K1830, NeoDen FP2636 ve tüm dünyada iyi satılan diğer SMT ürünlerini geliştirdik. Şu ana kadar 10.000'den fazla makine sattık ve bunları dünya çapında 130'dan fazla ülkeye ihraç ederek piyasada iyi bir itibar kazandık. Küresel Ekosistemimizde, daha yakın bir satış hizmeti, yüksek düzeyde profesyonel ve verimli teknik destek sunmak için en iyi ortağımızla işbirliği yapıyoruz.
Harika insanların ve ortakların NeoDen'i harika bir şirket haline getirdiğine ve Yenilik, Çeşitlilik ve Sürdürülebilirliğe olan bağlılığımızın SMT otomasyonunun her hobici için her yerde erişilebilir olmasını sağladığına inanıyoruz.