Սոլդեր մասկի և սիլքսկրինի տեխնոլոգիան ՊԿՊ արտադրության մեջ. Նախագծում, գործընթաց և որակի վերահսկում

Սոլդեր մասկը և սիլքսկրինը թաղարթավորված շղթայի հավաքման գործընթացում անհրաժեշտ են, սակայն հաճախ թերագնահատվում են: Եթե սոլդեր մասկը հիմնականում պաշտպանում է պղնձե հաղորդակները և ապահովում է սոլդերավորման հավաստիությունը, ապա սիլքսկրինը տրամադրում է կարևոր տեղեկատվություն հավաքման, ստուգման և սպասարկման վերաբերյալ: Քանի որ թաղարթավորված շղթայի խտությունը մեծանում է, իսկ բաղադրիչների փաթեթավորումը՝ մեծացնում է ճշգրտության, գործընթացի վերահսկման և նախագծման համակարգման պահանջները, ապա սոլդեր մասկի և սիլքսկրինի տեխնոլոգիաները ենթակա են ավելի բարձր պահանջների: Այս հոդվածում քննարկվում են նյութերը, մշակման եղանակները, նախագծման կանոնները և սոլդեր մասկի ու սիլքսկրինի հետ կապված հաճախակի հանդիպող սխալները ժամանակակից թաղարթավորված շղթայի արտադրության մեջ:

1. Սոլդեր մասկի և սիլքսկրինի դերը

1.1 Սոլդեր մասկի ֆունկցիան

Սոլդեր մասկը պոլիմերային ծածկույթ է, որը կիրառվում է թաղարթավորված շղթայի պղնձե մակերեսների վրա՝ թողնելով բաց միայն սոլդերավորման համար նախատեսված մակերեսները:

Դրա հիմնական ֆունկցիաներն են.

· Կանխել սոլդերի կամուրջավորումը հավաքման ընթացքում

· Պղնձի պաշտպանությունը օքսիդացումից և կոռոզիայից

· Էլեկտրական մեկուսացման բարելավումը

· Մեխանիկական և շրջակա միջավայրի վրա հիմնված հավաստիության բարելավումը

1.2 Սիլքսկրինի ֆունկցիան

Սիլքսկրինը օգտագործվում է բաղադրիչների վերաբերյալ տեղեկատվությունը տպելու համար ՊԿՊ մակերեսին։

Սիլքսկրինի տիպիկ բովանդակությունը.

· Հղման նշանակումներ

· Բաղադրիչների արտաքին շրջանակներ

· Բևեռային նշաններ

· Լոգոներ, տարբերակների կոդեր և նախազգուշացումներ

Մաքուր սիլքսկրինը բարելավում է մոնտաժի արդյունավետությունը, ստուգման ճշգրտությունը և երկարաժամկետ սպասարկելիությունը։

2. Լուծակի մասնիկների նյութեր և տեսակներ

2.1 Ընդհանուր լուծակի մասնիկների նյութեր

Շատ լուծակի մասնիկներ էպոքսիդային հիմքի վրա են կամ լուսանկարելի պոլիմերներ։

Հիմնական նյութային հատկությունները.

· Լավ կպչունություն պղնձի և լամինատի նկատմամբ

· Ջերմային դիմացկունություն վերահալման սոլդերավորման նկատմամբ

· Քիմիական դիմացկունություն ֆլյուքսի և մաքրման միջոցների նկատմամբ

2.2 Հեղուկ լուսանկարային (LPI) սոլդերային մասկ

LPI սոլդերային մասկը արդյունաբերության ստանդարտն է:

Առավելություններ:

· Բարձր լուծաչափ

· Ընդհատական է փոքր քայլով և HDI ՊԿՊ-ների համար

· Համասեռ հաստություն և լավ ծածկույթ

Հիմնական գործընթացի հոսքը.

1. Պատում (սփրեյ կամ վարագույր)

2. Նախնական ստվարացում

3. UV ճառագայթման ազդեցություն լուսանկարչական շաբլոնի միջոցով

4. Զարգացում

5. Վերջնական ստվարացում

3. Սոլդեր-մասկի դիզայնի հաշվի առնելիք գործոններ

3.1 Սոլդեր-մասկի բացվածքների տեսակներ

· Սոլդեր-մասկով չսահմանված (NSMD).

· Պադը սահմանվում է պղնձով

· Լավացված սոլդերային միացման հուսալիություն

· Առաջնային ընտրությունը BGA և փոքր քայլով փաթեթների համար

· Լուծանյութի մասկավորումը սահմանված է (SMD).

· Պադը սահմանվում է լուծանյութի մասկավորման բացվածքով

· Օգտագործվում է, երբ պադերի միջև հեռավորությունը շատ փոքր է

3.2 Լուծանյութի մասկավորման միջակայք

· Տիպիկ միջակայք՝ 2–4 միլ (50–100 մկմ)

· Չափազանց փոքր՝ մասկավորման ներխուժման ռիսկ

· Չափազանց մեծ՝ բացահայտված պղինձ և սոլդատային կամուրջավորում

Դիզայնը պետք է հաշվի առնի արտադրական թույլատրելի շեղումները:

3.3 Մետաղական պատնեշի և միջանցքի լայնություն

· Պադերի միջև լուծանյութի մասկավորման պատնեշը կանխում է կամուրջավորումը

· Պատնեշի նվազագույն լայնությունը հաճախ ≥ 4 միլ է

· HDI սարքավորումները կարող են թույլատրել փոքր արժեքներ՝ գործընթացի վավերացման դեպքում

4. Սոլդերային մասկի որակի խնդիրներ և սխալներ

4.1 Տարածված սոլդերային մասկի սխալներ

· Ճշգրտության բացակայություն (ռեգիստրացիայի սխալ)

· Ասեղի անցքեր և դատարկություններ

· Վերահալման հետևանքով ճեղքվել

· Վատ կպչունություն կամ բաժանվել

4.2 Պատճառները և կանխարգելումը

· Պատվաստման առաջ մակերեսի վատ մաքրում

· Սխալ երկարությամբ լուսավորում

· Անբավարար ամրացման պրոֆիլ

· Նախագծման կանոնների և արտադրամասի հնարավորությունների չհամապատասխանություն

Գործընթացի վերահսկումը և DFM-ի վերանայումը անհրաժեշտ են։

5. Պատկերավորման տեխնոլոգիա

5.1 Պատկերավորման նյութեր

Պատկերավորման ներկերը պետք է՝

· Դիմանան վերահալման ջերմաստիճաններին

· Լավ կպչեն սոլդեր մասկին

· Պահպանեն կարդացվելիությունը արտադրանքի ամբողջ օգտագործման ժամանակ

Սովորական գույներ.

· Սպիտակ (ամենատարածված)

· Կապույտ, սեւ (հատուկ կիրառումներ)

5.2 Տպագրության մեթոդներ

· Սքրինպրինտինգ (ավանդական)

· Մայրաձայնային տպագրություն (թվային, բարձր ճշգրտություն)

Մատանե սողունային պրոցեսներ

· Ավելի բարձր լուծում

· Ֆիզիկական էկրան չկա

· Ավելի լավ հաստ պլատֆորմի վրա

6. Սիլքսկրինի դիզայնի ուղեցույցներ

6.1 Կարդացվելիություն և տեղադրում

· Տեքստի նվազագույն բարձրություն՝ ≥ 1,0 մմ (խորհուրդ է տրվում)

· Խուսափել սիլքսկրինի տեղադրումից.

· Պադերի վրա

· Վիա բացվածքների վրա

· BGA տարածքներում

6.2 Բևեռայինության և ուղղվածության նշաններ

· Դիոդների, կondենսատորների, ԻՍ-ի 1-ին տարրի համար պարզ նշում

· Նշանների համատեղված ոճ ամբողջ պլատայի վրա

· Խուսափել երկիմաստությունից, որը կարող է բերել հավաքման սխալների

6.3 Տպագրված նշումները և հավաքման գործընթացը

Տպագրված նշումները չպետք է խանգարեն.

· Սոլդերային մածուկի տպագրությանը

· Կոմպոնենտների ճշգրտությամբ տեղադրմանը

· AOI ստուգմանը

Տպագրված նշումների հատվածքը մետաղապատ մակերեսների վրա կարող է առաջացնել սոլդերավորման խնդիրներ:

7. Ստուգում և որակի վերահսկում

7.1 Սոլդերային մասկի ստուգում

· Դիտարկմամբ ստուգում

· Հաստության և ծածկման ստուգում

· Կպչունության և կարծրության փորձարկում

7.2 Տպագրության ստուգում

· Ճշգրտության համապատասխանություն

· Ռեֆլոուից հետո ընթերցելիություն

· Մաքրման և շրջակա միջավայրի ազդեցության տակ կայունություն

Օպտիկական ավտոմատացված ստուգումը (AOI) լայնորեն օգտագործվում է երկու շերտերի համար։

8. Հուսալիություն և շրջակա միջավայրի վրա ազդող գործոններ

Բարձրորակ սոլդեր մասկը և տպագրությունը պետք է դիմանան՝

· Բազմաթիվ ռեֆլոու ցիկլերի

· Ջերմային ցիկլավորում

· Խոնավություն և քիմիական ազդեցություն

Ավտոմոբիլային և արդյունաբերական ՊԿՊ-ները հաճախ պահանջում են բարձր որակի նյութեր և ավելի ճշգրիտ գործընթացների վերահսկում: