Technologie PCBA - Effets de l'humidité dans la fabrication de PCBA

Influence de l'humidité sur la fabrication de PCBA l'humidité joue un rôle clé dans le processus de fabrication. Une humidité trop faible peut entraîner un séchage de l'article, une augmentation de l'ESD, une augmentation des niveaux de poussière, un blocage plus facile des ouvertures du pochoir et une usure du pochoir. Il s'avère qu'une humidité trop faible affecte et réduit directement la capacité de production. Trop élevé peut conduire à un matériau humide et absorbant l'eau, ce qui entraîne une stratification, un effet Popcorn et des boules de soudure. L'humidité réduit également la valeur de TG du matériau et augmente le gauchissement dynamique pendant le soudage à reflux.

Couche hygroscopique sur les métaux, etc. presque toutes les surfaces solides telles que les métaux, le verre, la céramique, le silicium, etc. ont une couche hygroscopique (monocouche ou multimoléculaire) qui devient visible lorsque la température de surface est égale à la température du point de rosée de l'air ambiant (en fonction de la température, de l'humidité et de la pression atmosphérique). La force de frottement entre le métal et le métal augmente avec la diminution de l'humidité. À une humidité relative de 20% HR et moins, la force de frottement est 1,5 fois supérieure à celle d'une humidité relative de 80% HR.

Couches hygroscopiques sur les plastiques organiques, etc. les surfaces poreuses ou hygroscopiques (époxy, plastique, flux de soudure, etc.) ont tendance à absorber ces couches hygroscopiques. Même si la température de surface est inférieure au point de rosée (condensation), aucune couche absorbante contenant de l'humidité n'est visible à la surface du matériau. C'est l'eau des couches absorbantes d'eau monomoléculaires sur ces surfaces qui pénètre dans les dispositifs encapsulés en plastique (MSD). Lorsque l'épaisseur des couches absorbantes monomoléculaires est proche de 20 couches, l'eau absorbée par ces couches absorbantes monomoléculaires finira par provoquer une défaillance lors du soudage à reflux. Effet popcorn. Selon IPC - STD - 020, l'exposition de l'équipement d'emballage en plastique dans un environnement humide doit être contrôlée.

Influence de l'humidité dans le processus de fabrication l'humidité a plusieurs effets sur la fabrication. En général, l'humidité est invisible (à l'exception du gain de poids), mais les conséquences sont les pores, les vides, les éclaboussures de soudure, les billes de soudure et le remplissage des vides par le fond. Pour tout processus, la pire condition d'humidité est la condensation de l'humidité. Il est nécessaire de s'assurer que l'humidité à la surface du substrat est contrôlée dans les limites permises sans affecter négativement le matériau ou le processus.

Portée de contrôle autorisée? Dans presque tous les procédés de revêtement (spin Coating, Masquage et revêtement métallique dans la fabrication de semi - conducteurs en silicium), une mesure acceptable est le contrôle du point de rosée correspondent à la température du substrat. Cependant, les préoccupations environnementales n'ont jamais été prises en compte par l'industrie de la fabrication d'assemblages de substrats. Un sujet de préoccupation (bien que nous ayons publié des directives sur le contrôle environnemental et divers paramètres que les équipes de consommateurs du monde entier devraient contrôler).

Alors que les processus de fabrication de dispositifs évoluent vers des caractéristiques fonctionnelles plus fines, des composants plus petits et des substrats plus denses rapprochent les exigences de nos processus des exigences environnementales des industries de la microélectronique et des semi - conducteurs. Nous connaissons déjà les problèmes de contrôle des poussières et les problèmes qu'ils posent aux équipements et aux processus. Nous devons maintenant savoir que les niveaux d'humidité élevés sur les composants et les substrats (IPC - STD - 020) entraînent une dégradation des propriétés des matériaux, des problèmes de processus et de fiabilité. Nous avons poussé certains fabricants d'équipements à contrôler l'environnement dans leurs équipements et les matériaux préparés par les fournisseurs de matériaux peuvent être utilisés dans des environnements plus difficiles. Jusqu'à présent, nous avons constaté que l'humidité peut causer des problèmes avec la pâte à souder, le pochoir, le matériau de remplissage du fond, etc.

Généralement, un revêtement tel qu'une pâte à souder est formé par mise en suspension d'un solide dans un solvant, de l'eau ou un mélange de solvants. La fonction principale de ces liquides appliqués sur un substrat métallique est d'assurer l'adhérence et le collage sur les surfaces métalliques. Cependant, si la surface métallique est proche du point de rosée ambiant, l'eau peut se condenser. Elle peut se condenser partiellement et l'humidité sous la pâte à souder peut causer des problèmes d'adhésion (bulles sous le revêtement, etc.).

Dans l'industrie du revêtement métallique, le point de rosée peut être utilisé pour assurer l'adhérence du revêtement sur un substrat métallique. Fondamentalement, l'instrument mesure avec précision le niveau d'humidité sur ou autour du substrat métallique et calcule le point de rosée, compare ce résultat à la température de la surface de la base de la pièce testée, puis calcule la température entre la température de la base et le point de rosée, si la température est inférieure à 3 ~ 5 degrés Celsius, la pièce ne peut pas être enduite, Et en raison de la mauvaise adhérence entraînera des vides.

Relation entre l'hygroscopicité et l'humidité relative RH et le point de rosée lorsque l'humidité relative est d'environ 20% RH, il y a une couche de molécules d'eau liées à l'hydrogène sur le substrat et les Plots qui se lient à la surface (non visible). Les molécules d'eau ne bougent pas. Dans cet état, l'eau est inoffensive et bénigne, même par ses propriétés électriques. Selon les conditions de stockage du substrat en atelier, certains problèmes de séchage peuvent survenir. À ce stade, l'humidité de la surface échange de l'humidité et s'évapore pour maintenir une monocouche constante. La formation ultérieure de la monocouche dépend de l'absorption d'eau à la surface du substrat. La résine époxy, le flux et l'OSP sont tous très absorbants, mais les surfaces métalliques ne le sont pas.

À mesure que le niveau d'humidité relative RH associé au point de rosée augmente, le tapis métallique (cuivre) absorbera plus d'humidité et traversera même l'OSP pour former une couche multimoléculaire (multicouche). La clé est que de grandes quantités d'eau s'accumulent dans la couche 20 et au - dessus de la couche unique, que les électrons peuvent circuler et que des dendrites ou des CAF se forment en raison de la présence de contaminants. Une surface poreuse telle qu'un substrat est susceptible d'absorber de grandes quantités d'eau lorsqu'elle est proche de la température de point de rosée (point de rosée / condensation) et une surface hydrophile absorbera de grandes quantités d'eau lorsqu'elle est inférieure à la température de point de rosée. Pour notre processus d'assemblage électronique, lorsque l'humidité absorbée par la surface adhésive atteint une masse critique, elle entraîne des problèmes tels que la baisse de l'efficacité du flux, l'échappement lors du remplissage du fond et du soudage par reflux, et une mauvaise libération de la pâte à souder lors de l'impression au pochoir. Le maintien de l'ecu de l'imprimante à une température proche de la température ambiante réduira les problèmes de libération de pâte à souder causés par le point de rosée. Notez que dans un atelier humide et chaud, les armoires de séchage produisent des éléments de PCB à basse température, tandis que la faible humidité augmente le frottement entre le métal et le PCB.