免洗锡膏标准工艺(一)

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1、免洗锡膏标准工艺(一)ByRichardR.LathropJr.本文介绍，了解一种锡膏在一个特定的应用中将怎样表现，是达到高效生产率的关键。在任何表面贴装装配过程中，达到一个较高的第一次通过合格率(FPY,first-passyield)是生产运行效率和最终产品品质的关键因素。有助于高合格率的两个元素特别与锡膏有关：锡膏的性能窗口和顶点的稳定性。许多这种信息可以从锡膏供应商那里得到，因为功能表现，或可使用性标准程序，是产品开发过程的构成整体不可少的部分。一个锡膏制造商必须了解每个配方的适用性，以满足许多不同方面的性能标准：电信、汽车、合约制造、计

2、算机、计算机外围设备、航空与商业应用等。可是，准确了解在一个特定工艺中特殊配方如何表现是重要的，由于这个原因，标准程序，不管是由锡膏供应商或适用者实行，是达到高生产率的一个必要因素。许多制造商，原设备制造商(OEM)和那些提供合约装配服务的，都依靠锡膏供应商进行工艺针对性的(process-specific)标准程序(benchmarking)研究。另外，那些将焦点集中在高品质生产的制造商应该进行自己的标准程序研究。使用实际上用于装配最终产品的设备，进行现场测试，这样将产生对生产级(production-level)结果的最准确预测。不管是由使用

3、者或供应商来进行，其程序应该产生比较一种配方与另一种配方的可计量的结果。甚至如果制造商只依靠供应商作标准程序，也应该了解程序步骤，以便可适当地评估结果。在设计测试标准中，典型的策略是为设计和工艺条件中大多数元素开发一种“最坏的情形”。本文框架提供一个目标方法，相对它，材料可以比较和对比。以下确立标准的程序，用于提供免洗锡膏的功能特性的量的比较，包括可印刷性(printability)、扩散与塌落(spreadandslump)特性、可焊性(solderability)、以及焊锡珠/球(beading/balling)的性能等的决定方法。制造商可用

4、全部或部分的程序来开发内部的制订标准的程序或评估锡膏供应商的标准程序数据。制订标准程序的工具一个全面的标准程序应该由一套试验组成，量度锡膏从印刷到测试的可使用性。由于152%-72%的表面贴装缺陷可归咎于印刷缺陷，本程序应该特别注重印刷。推荐的试验，按工序列出，是：1.印刷o密间距(fine-pitch)的可印刷性o刮板(squeegee)的兼容性o印刷图形的扩散(spread)o印刷图形的塌落(slump)o模板(stencil)寿命2.贴装o粘力(tackforce)/粘性寿命/能力3.回流焊接o熔湿(wetting)o温度曲线(profil

5、e)敏感性o焊锡结珠/锡球(beading/balling)o残留物(residue)水平4.其它o探针可测试性(pintestability)o粘性(viscosity)o离子色谱法(Ionchromatography)印刷密间距可印刷性现在的市场很少要求低于0.5mm的间距。基于典型的市场需求，可印刷性测试应该集中在20-mil(0.508mm)的间距上。印刷速度变化从15mm/秒-70mm/秒，对密间距，大多数应用在25mm/秒。使用“最坏情况”的策略，本次标准程序的印刷测试选70mm/秒。金属刮板是工业的主流，常用45°和60°两种角度。

6、45°角度倾向于引导锡膏条滚动、比60°角度印刷好一点，但可能要求更多的压力用某种材料来擦干净模板。选用60°的金属刮板，因为锡膏“粘着”刮板的抱怨在采用更陡的刮板角度时更厉害了。为了量化相似材料配方中可印刷性的细小差别，在典型的HASL(hotairlevelsoldering)光板上选用了一种平的惰性基底，因此PCB外形将不影响锡膏的可印刷性。工艺的其它元素也限制：60°角度的金属刮刀、70mm/秒的刮刀速度、在每十二次印刷后擦抹模板、化学蚀刻6-mil厚度的模板、内部设计(图一)、1"x2"的铝基板、从100个零件的运行中取样测量到0.5m

7、m间距。测量系统程序的设计是与测试程式设计，和用于数据分析与显示的电子表格内的一系列宏命令一起的。该程序在每个印刷焊盘运行10格(列)，沿格子每0.5mil测量其高度。使用的2传感器的高度分辨率为0.03mil，宽度分辨率为0.5mil。每次印刷的所有64个焊盘都测量，产生每次印刷28,160个高度测量，每次测试总共140,800个高度测量。这个高度数据通过下面三个步骤减少到可管理的信息量：1、测量系统输出每平方mil的分割面积，焊盘宽度和焊盘每个分割的平均焊盘高度。分割面积乘以分割间距(6mil)，得到近似精确的体积，立方mil。2、数据然后输

8、入到电子表格，在这里一系列的宏命令起动，计算出焊盘体积(描绘平行与垂直焊盘数据)、焊盘平均高度(在锡膏平台出)、和焊盘平均宽度。3、因为