Phil Zarrow: Brook, wir sprechen über die Auswahl eines Flusses. Wir fangen mit diesen Klassifizierungen an. Was ist die Bedeutung davon?
BrookSandy-Smith: In meinem Buch können sie viele verschiedene Dinge für viele verschiedene Menschen bedeuten, aber man fängt mit der Flussbasis an.
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith: Das sind RO, RE, OR - die ersten beiden Buchstaben der Klassifizierung.
Der dritte Buchstabe der Klassifizierung gibt dann Auskunft über die Aktivität des Flussmittels oder die Zuverlässigkeit des Flussmittels. Diese wird durch verschiedene Testmethoden charakterisiert, über die wir gleich noch sprechen werden.
Am Ende steht dann eine Null oder eine Eins, die angibt, ob keine Halogenide oder Halogenide vorhanden sind. Dieser Halogenidgehalt ist auch dann eine Null, wenn es sich um eine Null handelt, und er trägt ein L zur L-, M- oder H-Bewertung bei. Wenn der Rohfluss einen höheren Anteil an Ionen enthält, kann dies ebenfalls zur Einstufung mit einem M oder H beitragen.
Um auf die Prüfmethoden zurückzukommen, die die L-, M- oder H-Einstufung beeinflussen, gibt es fünf verschiedene Prüfmethoden. Sie alle bewerten die Wechselwirkung zwischen den vier verschiedenen Faktoren für die elektrochemische Migration, nämlich Feuchtigkeit, Metall, ionische Verunreinigung und Spannung.
Bei den ersten beiden, Kupferspiegel und Kupferkorrosion, geht es um die Wechselwirkung zwischen den ionischen Bestandteilen des Flussmittels und dem vorhandenen Kupfer. Beim Kupferspiegel handelt es sich um eine sehr dünne Kupferschicht, und man untersucht, wie das Flussmittel mit dem Kupfer interagiert und ob es es von der Oberfläche entfernt.
Bei der Kupferkorrosion betrachtet man die Flussmittelrückstände, d. h. das Flussmittel wurde erhitzt, und dann schaut man sich an, wie sich der Kupferkupon verändert, wenn er in eine menschliche Umgebung gebracht wird. Das ist eine weitere Möglichkeit, die Wechselwirkung zwischen dem Flussmittel und dem Kupfer zu untersuchen.
Der Gehalt an Halogeniden wird durch Ionenchromatographie gemessen. Dabei wird nicht nur die Menge der Ionen im Rohstrom untersucht, sondern auch die Spezies. Bei der Ionenchromatographie erhält man ein Spektrum mit verschiedenen Peaks, von denen man feststellen kann, welche Peaks von welchen Elementen stammen. Sie können die Quelle der Ionen erkennen.
Wir haben SIR und ECM. SIR ist ein Oberflächenisolationswiderstandstest, während ECM ein elektrochemischer Migrationstest ist. Beide sind sich insofern sehr ähnlich, als sie die gleiche Art von Coupon-Design verwenden, mit einem verschachtelten Fingermuster.
Phil Zarrow: Der Kamm, der berüchtigte Kamm.
BrookSandy-Smith:Der Kamm.
Phil Zarrow:Ja.
BrookSandy-Smith: Man hat eine positive und eine negative Seite, die miteinander verflochten sind, und erzeugt dazwischen eine Spannung. Diese Coupons werden dann in die Umweltkammer gelegt und der Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt, was das Potenzial für dendritisches Wachstum beschleunigt.
Phil Zarrow: Okay. Wir sprechen hier über Tests, die standardisiert und auch sehr idealisiert sind. Was ist mit dem realen Test der Baugruppe in der Praxis durch den Praktiker? Angenommen, Sie qualifizieren den Prozess und kontrollieren den Prozess. Wo haben Sie hier hingeschaut?
BrookSandy-Smith: Nun, die Prozesskontrolle ist eine ganz andere Sache. Man kann nicht bei jeder Baugruppe einen SIR-Test durchführen, weil es keinen kleinen Coupon an der Ecke gibt, den man herausnehmen und sieben Tage lang auf jede Baugruppe warten kann, um zu entscheiden, ob sie zuverlässig ist oder nicht. Die Industrie hat sich wirklich nach einer Testmethode gesehnt, die schnell und einfach ist und bei jeder Baugruppe durchgeführt werden kann.
Die von uns häufig angewandte Methode zur Prozesskontrolle ist ROSE, die ROSE-Testmethode, bei der es sich um den spezifischen Widerstand eines Lösungsmittelextrakts handelt. In der Regel wird dies mit einer Beutelextraktion durchgeführt, d. h. man legt einen Plastikbeutel um die gesamte Baugruppe, fügt Lösungsmittel hinzu, schüttelt es umher oder wie auch immer, um das Lösungsmittel mit allen Rückständen auf der gesamten Baugruppe in Kontakt zu bringen. Dann nehmen Sie das resultierende Lösungsmittel und leiten Strom hindurch, um zu sehen, wie leitfähig das Lösungsmittel ist. Das ist ein Maß für die ionische Sauberkeit Ihres Anschlusses.
Phil Zarrow: Richtig. Natürlich haben wir auch dafür Maschinen, außer der alten Plastiktüte, aber...
BrookSandy-Smith:Natürlich.
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith: Man sieht, dass es ziemlich zeitaufwändig ist und man viel Lösungsmittel für eine kleine Menge an Kontamination benötigt. Im Laufe der Jahre hat sich die Frage gestellt, wie genau das wirklich sein kann. Was ist, wenn ein Teil der Platte verunreinigt ist?
Phil Zarrow: Ganz genau. Es gibt Ihnen einen globalen Blick auf die Kontamination, aber wie können wir im Hinblick auf die Fehleranalyse, die Prozessfehleranalyse, den Punkt bestimmen? Was wäre eine lokalisierte Methode, die man anwenden könnte?
BrookSandy-Smith: Nun, eine kürzlich entwickelte Methode, die oft als lokalisierte Extraktion gefolgt von IC oder Ionenchromatographie bezeichnet wird, ist die C3-Methode, bei der eine Düse verwendet wird, die mit der Leiterplatte in Kontakt kommt und biegsam ist, so dass sie sich an die Oberseite der Komponenten anpassen kann, oder sich oft auf die Ecke einer Komponente konzentriert. Dann wird kalter Dampf verwendet, um alle ionischen Verunreinigungen in diesem kleinen Bereich zu entfernen. Dann saugt die Düse den Extrakt auf und prüft den spezifischen Widerstand, genau wie bei der ROSE-Methode.
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith: Der Extrakt kann auch gesammelt und durch die Ionenchromatographie geschickt werden, um die Spezies oder die Elemente zu identifizieren, die in der ionischen Kontamination enthalten waren. Das erleichtert die Rückverfolgung zu einem Teil des Prozesses.
Phil Zarrow:Ich denke, wir möchten, dass unsere Zuhörer verstehen, dass es nicht einen einzigen Test gibt, der alles aussagt. Im Wesentlichen geht es um mehrere oder eine Kombination von Tests, um wirklich ein vollständiges Bild zu erhalten, zumindest bis jetzt.
BrookSandy-Smith: Natürlich, und die Anforderungen werden je nach Baugruppe, über die Sie sprechen, unterschiedlich sein, je nach der erwarteten Langlebigkeit im Feld, je nach der Art der Umgebung, in der es eingesetzt werden soll, ob es konform beschichtet ist, alle möglichen Dinge wie diese. Diese verschiedenen Tools, die zu den neuen Technologien gehören, sind sehr nützlich, um kleine Problembereiche zu beurteilen. Es handelt sich um einen Schnelltest, der für die Prozesskontrolle verwendet werden kann, und man kann die gleiche Stelle an jeder Baugruppe testen, um Veränderungen im Laufe der Zeit zu erkennen.
Wenn Sie am Ende des Entwurfsprozesses Ihre Spezifikationen festgelegt haben, können Sie sicherstellen, dass Sie diesen Kontaminationsgrad in Zukunft nicht überschreiten. Wenn Sie Veränderungen feststellen, sollten Sie Ihren Prozess überprüfen und versuchen herauszufinden, was sich geändert hat - ist das Reflow-Profil nicht mehr so heiß? Habe ich den Stickstoff eingeschaltet und die Art und Weise geändert, wie die Luft durch die Maschine strömt?
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith:Es gibt viele verschiedene Dinge, die sich ändern können.
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith:Das sind wirklich tolle Hilfsmittel, die Ihnen helfen, Ihren Prozess zu überprüfen und herauszufinden, was sich geändert hat.
Phil Zarrow: Richtig. Wie sieht der J-STD-001 diese besonderen Fortschritte aus?
BrookSandy-Smith: Ich meine, in der J-STD-001 wird für die Sauberkeit Ihrer Leiterplatte die ROSE-Methode vorgeschlagen, aber auch offen gelassen, dass der Anwender und der Lieferant andere Prüfmethoden vereinbaren können, die ebenfalls akzeptabel sind, um dies zu beurteilen. Sie wollen wirklich eine Prozesskontrolle, bei der sichergestellt wird, dass derselbe Grad an Sauberkeit jedes Mal gleich ist. Es geht nicht unbedingt darum, dass man einen Grenzwert erreicht, und jetzt ist es schlecht.
Phil Zarrow: Richtig. Richtig.
BrookSandy-Smith: Das ist der Unterschied zwischen Prozesskontrolle und Flussmittelklassifizierung. Die Flussmittelklassifizierung hat Grenzen. Sie ist standardisiert. Sie sagt Ihnen, dass dies die Erwartungen erfüllt, die Sie an ein Flussmittel hatten.
Phil Zarrow: Richtig.
BrookSandy-Smith: Bei der Prozesskontrolle geht es darum, sicherzustellen, dass alles korrekt verarbeitet wird und dass es keine unvorhergesehenen Veränderungen beim Materialeingang, im Prozess oder bei der Handhabung gibt, die die elektrochemische Zuverlässigkeit beeinträchtigen könnten.
Phil Zarrow: Ein stetiger, konsistenter, kontrollierter Prozess.
BrookSandy-Smith:Ja.
Phil Zarrow: Ganz genau. Brook, Sie haben Arbeiten zu diesem Thema verfasst. Wo können wir sie finden?
BrookSandy-Smith: Sie finden sie direkt unter www.indium.com oder wenn Sie Fragen haben, können Sie mich direkt kontaktieren: [email protected].
Phil Zarrow: Vielen Dank für Ihre Arbeit, ich weiß sie zu schätzen.
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