US DOD Soldering Electronics

8/14/2019 US DOD Soldering Electronics

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)I METRIC IMIL-HDBK2DO04 JULY 1990

MILITARY HANDBOOKSOLDERING OF

ELECTRICAL AND ELECTRONIC ASSEMBLIES

SOLDAMSC N/ ADI ST RI BUT I ON ST AT EME NT A . Ap p r o v e d f o r p u b l i c r e l e a s e ; d i s t r i b u t i o n i s u n l i mi t e d ..


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

FOREWORD1 . T h i s Mi l i t a r y Ha n d b o o k i s a p p r o v e d f o r u s e b y a l l De p a r t me n t s a n dAg e n c i e s o f t h e De p a r t me n t o f De f e n s e .2 . Be n e f i c i a l c o n u n e n t s ( r e c omme n d a t i o n s , a d d i t f o n s , d e l e t i o n s ) a n d a n yp e r t i n e n t d a t a wh i c h ma y b e o f u s e i n i mp r o v i n g t h i s d o c u me n t s h o u l d b ea d d r e s s e d t o : Co n a n a n d i n gOf f i c e r , Na v a l A . i r En g i n e e r i n g Ce n t e r , Co d e 5 3 2 1 ,L a k e h u r s t , NJ 0 8 7 3 3 - 5 1 0 0 , b y u s i n g t h e s e l f - a d d r e s s e d S t a n d a r d i z a t i o nDo c u me n t I mp r o v e me n t P r o p o s a l ( DD F o r m 1 4 2 6 ) a p p e a r i n g a t t h e e n d o f t h i sd o c u me n t o r b y l e t t e r .

i i


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

PARAGRAPH4 . 3 . 54 . 3 . 64 . 3 . 6 . 14 . 3 . 6 . 24 . 3 . 6 . 34 . 44 . 4 . 14 . 4 . 24 . 4 . 34 . 4 . 44 . 4 , 4 . 14 , 4 . 4 . 24 . 4 . 54 . 4 . 64 . 54 . 5 . 14 . 5 . 1 . 14 . 5 . 24 . 5 . 34 . 5 . 44 . 5 . 4 . 14 , 5 , 5

h5 . 1 . 15 . 1 . 1 . 15 . 1 . 1 . 25 . 1 . 1 . 35 . 1 . 1 . 45 . 1 . 25 . 1 . 35 . 1 . 45 . 1 . 55 . 1 . 65 . 1 . 6 . 15 . 1 . 6 . 25 . 1 . 6 . 35 . 25 . 2 . 15 . 32 : !: : ;: : : . 15 . 8 . 25 . 8 . 3

CONT ENT S ( c o n t i n u e d )PAGE

F i l m d r y i n g p r o p e r t i e s . . . q . q . . q q . . . q q q . . . . q * * . q . q q . . . . q qT y p e s o f s o l v e n t s . . q q . . . . . . . . . q . . . . . . . . * . q . . . . . * . . . . . . . qAz e o t r o p i c b l e n d s . . . . . . . q q q q . . . q . . . q . . q . . . q q . . 0 . . . . . . q * qNo n - a z e o t r o p i c b l e n d s . . . . , . . . q . . . . . q . q . . . . . . . . . * . . . . q . . .Wa t e r - b a s e d c l e a n e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Co n f o r ma l c o a t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Co n f o r ma l c o a t i n g ma t e r i a l s . q . . . . . . . . . . . . . . . . . q q . . . . q . . .A c r y l i c c o a t i n g s . . q , . . . q q q . . . . . q . * . . . . . . . . q q . q . . . q . . q . 0 qEp o x y c o a t i n g s . . . . q q . . . . . q . . . . . . . . . .* . q . . q q . . . . .0 . . . . . . qPo l y u r e t h a n e c o a t i n g s . . . . . . q . q . . * . . q q q . . . . . . . . q q q . . . . q q qOn e c o mp o n e n t p o l y u r e t h a n e . * . . . . . . . . . . * . . . . . . . . q . . . q . q qT wo c o mp o n e n t p o l y u r e t h a n e . q . . q . * . q q . . . . . * . . . 0 . . . q . q q 0 qS i l i c o n e c o a t i n g s . . . . q , . . . . . . . . . . . . . * * . . . . q . . . . . . . . . . . * .P l a t i n g p r o c e s s e s . . . . q . . . . . . . . q . . . . , . . . q . . . . q . . . . . * * q . . qMa t e r i a l a n d p r o c e s s i n t e r a c t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Vo l u b i l i t y o f t i n a n d c o p p e r q q . . . . q . . . . . . q . . q . . . q . . . q . q .T h e p r o c e s s o f we t t i n g . . . q * . . . 0 q . . . . 0 . . . . q * . q . . q q . . q q . . qF o r ma t i o n o f o x i d e s b y c u t t e r s . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . .Ox i d a t i o n a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . *I n t e r me t a l l i c l a y e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .So l d e r j o i n t mi c r o s t r u c t u r e . q q q q . . . q . . . . . . . . . . q . . . q q . . . 0 0P l a t i n g p o r o s i t y . . q . . . . . q . . . q . . . . . . . . . q . . q . q . . q . q . . . . . . .

1 41 41 41 41 51 51 51 51 51 61 61 61 61 61 6l b1 71 71 71 71 81 9

T OOL S A ND E QUI P ME NT . . q q . q . . . q . q . . . . * . . . * . q . . . . . . . . q . . . . q . . 1 9So l d e r i n g i r o n s . . q q . . . . q . . . . . . . . . . q . . . q . . q . . . . . . . . . q . . . . 1 9So l d e r i n g i r o n t i p s . . . . . . . * . . . . . . . . . . . , . . . . q . . . . . . . . . . . .Ra n g e o f a v a i l a b l e t i p s . q q * . . . . . . . q . . . . . . q * q . . . . . . . q q . . . :1Se l e c t i o n o f t i p ma t e r i a l s . . q . . . q q . . . . . . . . . . . q q q . . . q . . . . 2 1T i p s e l e c t i o n c r i t e r i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .T i p c o n t o u r s q . . . . . . . . . q , . . . . q . . q . . . . q q . q . . . . . . . . q q . . . . . q : ;He a t c a p a c i t y a n d ma s s . . q . * q q . 0 q q . . . . q . . , . . . q q q q q . . . . q . q 2 2T i p 1 e n g t h . q . . . . . . . . . . . . q . q . . . q . . . q . . . . . . . . . . . q . . * q . . * * q 2 2Co n t a c t a r e a q . . . . . . . q , . . q q q q . q . . . , . . . . . q q . . . q . q q q . . . . . . .T h e r ma l p r o f i l e o f a s o l d e r i n g i r o n . . . . . . . . * . . * * . . . . . . . * $ $So l d e r i n g i r o n t e s t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2T i p v o l t a g e t e s t . . . q q . . . . . . . . q . q . . . . . . . . q . . q q . q q q . . . . . . . 2 2T i p t o g r o u n d r e s i s t a n c e t e s t q q . . . . * . . . q q * . . q . . . * . . 0 . . . . 2 3T i p t e mp e r a t u r e t e s t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * . q q q q . . . . . . . . .Co n s t a n t o u t p u t s o l d e r i n g i r o n s . . . . . * . * . * . . . . . . . . . . . . . . . ; :Se l e c t i o n o f c o n s t a n t o u t p u t s o l d e r i n g i r o n s . . . . . . . . . . q . 2 5l i g h t i n g . q q q . q . . . . . . . . . . . . . . q q q . . . . . . . . . . q . q . . . . * . . . q . . . 2 5Mi c r o s c o p e s . . . . . . q . . q . . . . . . . . . . . . . 0 . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . 2 6Wo r k s t a t i o n a n d f u r n i t u r e s e l e c t i o n . * q . q O. q . . . . . . . , . . . . 2 6Au t o ma t i c l e a d f o r mi n g e q u i p me n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ~Wi r e s t r i p p e r s . . . , . . . . . . . . . , q . . . . , q . . . . . . . . . . . . . . . . * . . . .Se l e c t i o n o f v a p o r p h a s e r e f l o w s y s t e ms . * . . * . . * . * . . . . * . . ; ;P r e h e a t i n g a n d p a s t e d r y i n g q q . . . q . . . . q . . . . . q . . . q q q q . . q q qI n l i n e v s b a t c h s y s t e ms . . q . . , ,0. . . . . q 0 q q . . * . * .* * * * . . . * . ;;Ac i d n e u t r a l i z a t i o n s y s t e ms ( b a t c h r e f l o w s y s t e m) . . . . . . . 2 7

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PARAGRAPH

MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0


5 . 8 . 45 . 8 . 55 . 8 . 65 . 8 . 75 . 8 . 85 . 8 . 9: : ; . 15 . 9 . 25 . 1 05 . 1 0 . 15 . 1 0 . 25 . 1 0 . 35 . 1 0 . 45 . 1 0 . 56 .6 . 16 . 26 . 36 . 46 . 56 . 66 . 6 . 16 . 6 . 26 . 6 . 36 . 6 . 46 . 6 . 56 . 6 . 66 . 6 . 76 . 76 . 7 . 16 . 7 . 26 . 7 . 36 . 7 . 46 . 7 . 56 . 7 . 66 . 7 . 76 . 7 . 8

He a t c a p a c i t y q . q O. q q . * . . . . . . . q . . . . . . . , . . . . , . q . . . q q q . . . . q 2 7F a u l t d e t e c t i o n s y s t e ms q . . . 0 q q , q q . q . . . . . . . . . . . . . q . q q . . . . 2 7! l a p o r r e c o v e r y s y s t e ms . . . . . q . . . * . . q . q q . . . q . . , q q q q . . , . . q . 2 8Cl e a n a b i l i t y . q . q q * q q q q a o . . . . 0 . . . q . . . . q . . . . * . q q 0 . . q q q . . . qL i mi t e d s e l e c t i o n o f r e f l o w v a p o r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %F i e l d s u p p o r t . q q q O. . q * q 0 q . q * . . q . q * * O* . . q . . . * * . . * Oq q . * q . . 2 8Se l e c t i o n o f i n f r a r e d r e f l o w s y s t e ms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ ~P r e h e a t i n g a n d p a s t e d r y i n g q . * . q . . q . q q . . . . . . . , . * . . . . . . . .Co mb i n a t i o n o f c o n v e c t i v e a n d i n f r a r e d h e a t i n g . . . . . . . . . . ~ ~Se l e c t i n g p i c k a n d p l a c e e q u i ~ n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pa r t v a r i a t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . O. . . . O 2 9I n t e r f a c e wi t h CAD s y s t e ms . . . * q . * * . . q q . q . . 0 . q 0 q . . . q q q q q q 2 9I n t e g r a l p a r t t e s t i n g s y s t e ms q * . . . . * . . . . . . . 0 0 . . . . . . . . . . . 2 9F e e d s y s t e ms q . . q O. . q q q * . . . . . . . . . . q . . q * . . . * . q .0 . . . . q q . . q .Pa r t i s s u a n c e ( ma t e r i a l c o n t r o l ) . e o o * o OO O= * OO OODOCO SO* : :

DES I GN . . . * q * . . * . . q . . . . . . . . . . * . . . . . q . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . .De s i g n c o n t r o l a n d d e v e l o p me n t . . . . . . * . . . . . . . . 0 . . q . q q . . q qPa r t n u mb e r i n g . . . . . . . 4 , * . . q . . * . . q q . . * . q q q q Oq q . q q q . q . q . q *Us e o f a d h e s i v e s q q q . . . . . . 0 . . . . q . . * * . q . . . . . q . . . . . 0 . q q . . . qCo mp o n e n t d e n s i t y q . q q * . q . . q . . . q . . . * . . . q . . . q q q . . q . . . . . q . qMi x e d t e c h n o l o g y d e s i g n s q q . q q . q . q q . q q . . . . . . . q . . . q . . q . q q *Ge n e r a l p r i n t e d wi r i n g d e s i g n . . q q . q q . . . . q . . . q , . q . q . q q . . qDe v e l o p me n t o f s t a n d a r d d e s i g n p r a c t i c e s . . . . . . . . . . . . . = . .So l d e r ma s k o v e r me l t i n g me t a l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ho l e f i l l r e q u i r e me n t s . q . . . . q . q . . . . . . q q . . . . . , . . . q q q q q * q qI n n e r l a y e r c o n n e c t i o n s . . q q . . q . q . . q . q . q q q q . q q q . q . . . q q . . qT h e r ma l s t r e s s q . q * . q . . . . . . q . . q q . . . . . . . . . . q . q q . q q . . q q q . q qAb i l i t y t o c l e a n u n d e r p a r t s . , . . . . . . . * . . . . . q q q . q q q q q q q q qAb i l i t y t o v e r i f y t h e c l e a n l i n e s s o f a r e a s u n d e r p a r t s . .De s i g n f o r s u r f a c e mo u n t e d t e c h n o l o g y . . . . . q . q , . . q . . . . . , .S i mi l a r p a r t o r i e n t a t i o n . . . . . * . . . . . . 0 . * . . . q . q q . . . . . . q . . qOr i e n t a t i o n o f b o t t o m s i d e s u r f a c e mo u n t e d p a r t s . . . . . . . .I n t e r r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e l a n d a n d c h i p d e v i c eo u t l i n e . . , . . . . . q q . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Se l e c t i n g l e a d e d o r l e a d l e s s c o mp o n e n t s . . . . . . . . . . . . . . . . .Co mb i n e d v i a h o l e s a n d l a n d s . . . . q . . . . . . . . . q . q q q q q q . q q . q qUs e o f c o n f o r ma l c o a t j n g o n s u r f a c e mo u n t a s s e mb l i e s . . . .Co mp o n e n t s e l e c t i o n . . . . . . . q * . . . . . . . . . . . q . . . . . q q . * . . . . q , .Se l e c t i o n o f b o a r d ma t e r i a l s . . . . . . . . . . . . . 0 . . . . . . . . . . . 0 . q

2 92 93 03 03 03 03 03 03 03 13 13 13 1: ;3 23 23 23 23 23 33 33 3

7 . P ART P RE PA RA T I ON A ND MOUNT I NG . . . . . , . q . . . . . . q q . . . q . q . . , . q q q 3 37 . 1 So l d e r a b i l i t y . . q . . . . . 0 . . . . q . * . . * q . q . . q O*.. q q . . . . . . . . q . q . 3 37 . 2 T e s t s f o r s o l d e r a b i l i t y q q * , * O. . 0 . 0 . q . . . . . * q . . . . . * . q q . q q q 3 37 . 3 T h e we t t i n g b a l a n c e . . . . . . , q O* q . . q q O* . q . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 . 3 . 1 I n t e r p r e t i n g we t t i n g b a l a n c e p l o t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; :S y mp t o ms o f p o o r s o l d e r a b i l i t y . . . . . . . . 0 q q * q q . 0 q . . q . * . . q O; : ; Ca u s e s o f p o o r s o l d e r a b i l i t y . , . . . . . . . q * . . q * q . . . . . . . . . . . q 3 57 . 5 . 1 Ox i d a t i o n o f l e a d wi r e s u r f a c e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

CONT ENT S ( c o n t i n u e d )PARAGRAPH7 . 5 . 27 . 5 . 37 . 5 . 47 . 5 . 57 . 5 . 67 . 67 . 77 . 7 . 17 . 7 . 1 . 17 . 7 . 1 . 27 . 7 . 1 . 37 . 7 . 1 . 47 . 7 . 27 . 87 . 8 . 17 . 97 . 1 07 . 1 17 . 1 27 . 1 2 . 17 . 1 2 . 28 .8 . 18 . 1 . 18 . 1 . 28 . 1 . 38 . 1 . 48 . 1 . 4 . 18 . 1 . 4 . 1 . 18 . 1 . 4 . 1 . 28 . 1 . 4 . 28 . 1 . 4 . 38 . 28 . 2 . 18 . 2 . 28 . 2 . 38 . 2 . 48 . 2 . 58 . 2 . 68 . 2 . 78 . 2 . 88 . 2 . 98 . 2 . 1 08 . 2 . 1 18 . 2 . 1 28 . 2 . 1 38 . 2 . 1 4

Co n t a mi n a n t s o n t h e s u r f a c e o f t h e s o l d e r c o a t i n g . . . . . . .T h i n s o l d e r c o a t i n g . . * . . . . . . . * q q . q . q . . q q . . . q . q q q Oq q . * * * qCo n t a mi n a t i o n o f b a s e me t a l . q q . q . * . . . . . . . . . . . q q * . . . . q . q qEx c e s s i v e i n t e n n e t a l 1 i c g r o wt h q . q . q q * . . . . . . . . . . . q q . . q . * qPh y s i c a l d a ma g e d u r i n g ma n u f a c t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ma i n t e n a n c e o f s o l d e r a b i l i t y q . q . , . , . . . q q . . . . . q . . * q * . q . .0L e a d f i n i s h p r e p a r a t i o n ( c o n d i t i o n i n g ) q . . q . . . q q . q . * * . q . qHo t s o l d e r d i p p i n g . q . . . q . . . . . q . . . q . . . q q . . . . . . . . . . . . . . . . qI n e r t a t mo s p h e r e t i n n i n g q q . . . q . q . . 0 . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . .Cl e a n i n g o f p a r t s t i n n e d wi t h f l u x e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .F i n e p i t c h p a r t t i n n i n g . . . . q q . . . q . , . . . . , . . . . . . . . q q * . . . . qHe r me t i c i t y . . . . . . . . q . . . q q . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . q . . q Oq qL e a d r e c o n d i t i o n i n g q q * q q . . q q . . . . . , . . q q . . . . . . . . . . . . . . . . . qL e a d f o r mi n g . q . q . . . . . q . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . q . . . . . .Ha n d f o r mi n g o f l e a d s . . . . q . q q . . . . . . q . . q . . . q . . q . . . q * * q q . qCl i n c h i n g o f l e a d s . . . . q q . . . q . . . q . , . q . . q . . . . q . . . . . . . . . . . .A t t a c h me n t o f l e a d s t o t e r mi n a l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o =Co n n e c t i o n t y p e d e s i g n a t o r s q . . q . . * . q q q . . . . . . q . . . . q . . . . . .So l d e r . d e p o s i t i o n f o r r e f l o w . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Se l e c t I o n o f s o l d e r d e p o s i t i o n t e c h n i q u e s . . . q q . . . q * . . . . qUs e o f s e l e c t i v e p l a t i n g p r o c e s s e s . . . . . . . . . . . . . . . O. . . . . .

S OL D ERI NG P ROCE SS ES . q . . . . . . . . q . q q . q . . 0 q . q . . . , . q q . . q . * . . * * qHi g h h e a t c a p a c i t y p r i n t e d wi r i n g a s s e mb l i e s . . . . . * . . . . . *De s i g n e r r o r s . . . . . . q . . . . . . . . . q . . . . . q . q . . . . q q . q q . . . . . . . q qGe n e r a l c o n s i d e r a t i o n s q . . . q . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . * . . . . q . q .Re f l o w s o l d e r i n g h i g h h e a t c a p a c i t y p r i n t e d wi r i n ga s s emb l i e s . . . . . . . q q . * . q . q . . . q . . q . . . q q q . . . . , . . . q . . q * * q qSp e c i a l p r e h e a t i n g p r o c e s s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P r e b a k i n g q . . . . . q . . . . . . . . . . q . q . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . qAd v a n t a g e s . . . . . . q q q . . . . q . q q . q . . . . , . q . . . . . . . , . . . 0 . q . . . . . .Di s a d v a n t a g e s . # . q . . q q q . . . . . q q . . . . . . . . . . . . . . . q . . . q q . . . . . .Ho t p l a t e h e a t i n g . q q . q q . . . . q . . . . q q . . q . . q . q q . . . q . . . . . * q q qHo t a i r r e f l o w s y s t e ms . . . q . . q . . . * . . q . . . q . q . . . q . . q . . q . * . .Ha n d s o l d e r i n g . . . . . . . . . . . q . q . . 0 , . q . . . . . . . . . . . . . . . . . q q . . .Us e o f l i q u i d f l u x . . . . . . . . . . . q . . * . * . . . . . . . . . . . . * . . . . * . . .T i p s e l e c t i o n . . . . . q . . q . , q q . . . . . . . . . . . . . . . . . q * * . . . , 0 . q q q qT i me o n c o n n e c t i o n . . . q . q . . . . . . . . . q . . . , . q q . q . . . q . q . q . . 0 q .T i p p o s i t i o n i n g q q . . . . q q . . . . . . q . . . . , . q . q . . . q q q q q q . . . q * q . .He a t c o n d u c t i o n p a t h . q . . q q . . . . * q . q q q . . . . 0 q . . . q . * . , q . * . . .T i p ma i n t e n a n c e . . . q . . . . . q q . . . . . . q . . . . . . . . . . . . q . q q q * . q . . .Ap p l i c a t i o n o f s o l d e r . q . q . . q . q q q q . . q q . q q 0 q q q q . q * . . q q 0 q q .So l d e r i n g o f t e r mi n a l s . q . . . . . q . . * q . q q q * q 0 . . . . . . . . q q . q q . qSo l d e r i n g o f l e a d s i n h o l e s . . . 0 . q q q q q . . . . . q . q . q * q q , . . . . .So l d e r i n g p r o c e d u r e f o r c u p t y p e t e r mi n a l s , q q q . , . . * . * . . .So l d e r i n g o f f l a t p a c k s . . . . . . . q . q . . q q q q q q q . q . . . . . . q . q q . . .So l d e r i n g o f d u a l i n l i n e p a c k a g e s ( DI p s ) . . q q , . . . q q . . . . . .Re s i s t a n c e s o l d e r i n g q q q q . . . . . . * q q q q q . . q . . q . q . . . . . . . . q q . .Ho t p l a t e h a n d s o l d e r i n g q . . q . . . q . . q q * q q q . . q . . . . . . , . q q q . q

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3 53 6

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MI L - HI ) BK - 2 0 004 J UL Y 1 9 9 0

CONT ENT S ( c o n t i n u e d)PARAGRAPH PAGE8 . 2 . 1 58 . 38 . 3 . 18 . 3 . 1 . 18 . 3 . 1 . 1 . 18 . 3 . 1 . 28 . 3 . 1 . 38 . 3 . 28 . 3 . 2 . 18 . 3 . 2 . 28 . 3 . 2 . 38 . 3 . 2 . 48 . 3 . 2 . 58 . 3 . 2 . 5 . 18 . 3 . 2 . 68 . 3 . 38 . 3 . 3 . 18 . 3 . 3 . 1 . 18 . 3 . 3 . 1 . 28 . 3 . 3 . 1 . 38 . 3 . 3 . 28 . 3 . 3 . 2 . 18 . 3 . 3 , 2 . 28 . 3 . 3 . 2 . 3 8 . 3 . 3 . 38 . 3 . 3 . 48 . 3 . 3 . 58 . 3 . 3 . 5 . 18 . 3 . 3 . 5 . 1 . 18 . 3 . 48 . 3 . 5: : : . 18 . 4 . 28 . 4 . 38 . 4 . 4; : :8 . 6 . 18 . 6 . 28 . 6 . 38 . 6 . 4; : ; . 18 . 7 . 28 . 7 . 2 . 18 . 7 . 2 . 28 . 7 , 38 . 7 . 3 . 1

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e n c a p s u l a t e d c o n t r o l l e d s o l d e r i n g d e v i c e s . . . . . . . . . . .T y p e d e s i g n a t o r s f o r c o n t r o l l e d s o l d e r i n g d e v i c e s . . . . . * .En c a p s u l a t e d d e v i c e s . . . . * . , . . . . . . . . q . . . . . . . q . . . q . . . . . . . .

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MI L - HOB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0


8 . 7 . 3 . 1 . 1 8 . 7 . 3 . 1 . 28 . 7 . 3 . 1 . 38 . 7 . 3 . 1 . 48 . 7 . 48 . 7 . 4 . 18 . 7 . 4 . 1 . 18 . 7 . 4 . 1 . 28 . 7 . 58 . 7 , 5 . 18 . 7 . 5 . 28 . 7 . 5 . 38 . 7 . 5 . 48 . 7 . 5 . 58 . 7 . 68 . 7 . 6 . 18 . 7 . 6 . 28 . 7 . 6 . 38 . 7 . 78 . 7 . 7 . 18 . 7 . 7 . 29 .; : ;9 . 2 . 19 . 2 . 29 . 2 . 39 . 2 . 3 , 19 . 2 . 3 . 29 . 2 . 3 . 2 . 19 . 2 . 3 . 39 . 2 . 3 , 49 . 39 . 49 . 4 . 19 . 4 . 29 . 59 * 5 . 19 . 5 . 29 . 5 . 310.1 0 . 11 0 . 21 0 . 31 0 . 41 0 . 5

Sh i e l d t e r mi n a t o r s . . q * q . . . * Oq q . . . .0 . . * . . . q . q q O . . . . q * . q q , 9 7Co n d u c t o r s p l i c e s . q . q q . * . . . . . . . . . . . . . . . q * q q q . . q . . . q * O* q q 9 7Di s c r e t e Wi r e t e r mi n a t o r s . . q . . 0 . . q . . . . . q Oq . . q * q . 0 0 0 0q . 0 q 9 8Sh i e l d e d c a b l e s p l i c e s . . . q q . . . . . q q q . . . , . . . . . , . . q q , . 0 . . . q 9 8Sp e c i a l t y p r o d u c t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 9No n - e n c a p s u l a t e d d e v i c e s q q q q . . . * q q * . q q . q q q q q q . q q . 0 . 0 q q * q 9 9So l d e r t a p e s q q q q q q . q q q q * . . q . q q . . q . q q . . . q . q q . . * . . q * . . * q q . 9 9So l d e r c o l u mn s . q q , . . . q . . , . q q q . . . . . . . . . q . q . q q . q . q . q . . . q q 9 9 9Se l e c t i o n c r i t e r i a . . 0 q q O. . q . q . . . . . . . . . . q . . .. 0 q .* . . . . . q q q 9 9S i z e . q . * . . . . . q q q q . q . . q . * . . . . . . * . . . , . q . . * q . 0 . , . . . . q * q q . q * 9 9So l d e r q u a n t i t y q q q q * q q . . 6 q q . q q . . q . . q . q q q q . . . q . . . q q . q . q q q 9 9I n s u l a t i o n s l e e v e l e n g t h . . q q q q . q . * q q q q . q q . . . . . . . . . . q q q q . 9 9T e mp e r a t u r e r a t i n g . . q . q q . q . q . . q . q . . . . . . q . . * . . . . . * . . . . . . qMa t e r i a l s c omp a t i b i l i t y . . . q . q * . . . . . . q . q q q q . . q * * . * * . . q q * * 1 %I n s t a l l a t i o n g u i d e l i n e s . . . q q * . . * . q . . . . q q q q q . . . q q * * * q q q * q 1 0 0He a t i n g t o o l s q . q * . . . * . q . . . * . . . . . . . . . . . . . q q . . . . . . 0 . . . . q . . 1 0 0En c a p s u l a t e d d e v i c e s . . . . . . . . . . * OOq , . q . . q q * . q q q . q . q . . q q q * 1 0 0No n - e n c a p s u l a t e d d e v i c e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 0I n s p e c t i o n g u i d e l i n e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . q . q q Oq 1 0 1So l d e r d e v i c e j o i n t c r i t e r i a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1I n s u l a t i o n c r i t e r i a . . . . . . . , . . . . . . . * . . . . q q * q q . q q q . q q q q q * q 1 0 1

CL EANI NG q . . . . q . . . . q . . . . . . q . , . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1Cl e an l i n e s s . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . 1 0 1Co n t a mi n a n t t y p e s . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q 1 0 1Po l a r c o n t a mi n a n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . q q . 1 0 2No n - p o l a r c o n t a mi n a n t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . q . . . 1 0 2Cl e a n i n g me t h o d s # , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * q q . . . * q * * 1 0 2I n t e r i m c l e a n i n g . . . . . . . . . . . . . q . . . . q q . . . q . * O. . q q q . . . . q 6 . . 1 0 2Va p o r d e c r e a s i n g q . . . . . . . . . . . . . . . . . q q . q . q . . . . . , . . . . . . . . . . 1 0 2Va p o r d e g r e a s e r . . . q . . q . . . . . . . . . q . q . * . . . q q q . . . q . . . . . . . . . . 1 0 2Aq ue ou s c l e an i n g . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . 0 . . . . . q q . . . . . . . 1 0 3Ul t r a s o n i c c l e a n i n g . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 . . 0 q . . . q . q . q . . . . 1 0 3Cl e a n i n g o f h e a t - s h r i n k a b l e s o l d e r d e v i c e s . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3Co mmo n p r o b l e ms a s s o c i a t e d wi t h c l e a n i n g . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3Re mo v a l o f p a r t ma r k i n g s . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3Re mo v i n g c o n t a mi n a n t s f r o m u n d e r n e a t h p a r t s . . . . . . . . . . . . . ~ ~ ~Cl e a n l i n e s s t e s t me t h o d s . . . . , . . . . . . , . . . . . . . q . . . . . q . . . q . qI n s u l a t i o n r e s i s t a n c e t e s t i n g . . q . q . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . 1 0 4Re s i s t i v i t y o f s o l v e n t e x t r a c t . . . . . . . . q . . . . . . . . . . q . . . . q . 1 0 4V i s u a l c l e a n l i n e s s i n s pe c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . 1 0 4

I NS PE CT I ON q . q . . . . . . q q q . . . . . . . . . , . . q . . . . . . . . . . q . . q . . q q q q . q q 1 0 4Pu r p o s e o f i n s pe c t i o n . . . . . . . . . . . . , . q . . . . . . . q . . . . . . . . . q q . 1 0 4F a c i l i t i e s n e c e s s a r y f o r i n s p e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 5I n s p e c t i o n o f t h e s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . o + o o 1 0 5I n s p e c t i o n o f t h e p r i n t e d wi r i n g b o a r d a n d a s s e mb l y . . . . . 1 0 5We t t i n g a n g l e q q . q . . . . q . . . . . . . . . . . . . q . . . . . q q . . . q . q q q q q * q q 1 0 5

v i i i


9/212

MI L - HD8 K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

PARAGRAPH1 0 . 61 0 . 6 . 11 0 . 6 . 21 0 . 6 . 31 0 . 6 . 41 0 . 6 . 51 0 . 6 . 61 0 . 6 . 71 0 . 6 . 81 0 . 6 . 91 0 . 6 . 1 01 0 . 6 . 1 11 0 . 6 . 1 21 0 . 6 . 1 31 0 . 6 . 1 40 . 6 . 1 50 . 6 . 1 60 . 6 . 1 70 . 6 . 1 80 . 6 . 1 90 . 6 . 2 00 . 6 , 2 10 . 6 . 2 20 . 6 . 2 30 . 6 . 2 41 0 . 6 . 2 51 0 . 711.11.11 1 . 21 1 . 31 1 . 41 2 .1 2 . 11 2 . 1 . 11 2 . 1 . 21 2 . 21 2 . 31 2 . 41 2 . 51 2 . 5 . 11 2 . 5 , 21 2 . 5 . 2 . 11 2 . 5 . 2 . 21 2 . 5 . 2 , 31 2 . 5 . 3


T y p i c a l v i s u a l c h a r a c t e r i s t i c s o f d e f e c t s i n s o l d e rc o n n e c t i o n s a n d s o l d e r e d a s s e mb l i e s . . . . . . . . . . a . . . * . . q . 1 0 5No n s o l d e r e d c o n n e c t i o n . . q q . . q . . . q . . . . q q . . . . q . . . * q . . . * , . q 1 0 5B r i d g i n g . q q q . q . 0 . . . . . q . . . . . . q . . . q . , . . . . , . . . . . . . * * . . * . . . . 1 0 5Ro s i n c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 5Co l d s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 5Di s t u r b e d s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6I n s u f f i c i e n t s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6Ex c e s s i v e s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6De we t t i n g . q . q q q . . q . 0 . . . . . . q . . . . . . . . q . q . . . 0 q . . . 0 . * * O. * . q q 1 0 6So l d e r s p l a t t e r . q . q . q . . . . . . . . . q q * . . . q . q q * q q q q q q q q q q q q . .* 106P i n h o l e . q q . . . . . . q O. q . 0 . q q 0 q Oq . q s o q q q c q * q * q * q . . * * * * q **G- 106Vo i d s a n d b l o w h o l e s o q * . . q . . . . * q . . . . . . q q . q . q * q . . . . q . q Oq . 1 0 6P l t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * q . . . . . q . . q . q q . q Oq * q q q q q * q q q q q q q q 1 0 6Co n t a mi n a t e d c o n n e c t i o n . . q * . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . s . q q q O. . q 1 0 7No n we t t i n g . . . . q . . . . . . q q . q q . . . . . . . . q . . * . * O. . q . . . . . * O. . . q . 1 0 7So l d e r n o t s mo o t h . q q q q q * q q * q q . * q * . q . . . . 0 . . * . q . . . .0 . q q q * q 107So l d e r s l i v e r s , p o i n t s , p e a k s , p r o t r u s i o n s a n d i c i c l e s q . ~ ~ ~Ov e r h e a t e d c o n n e c t i o n . . . q q . . . . . . q 0 . . q . q . . . q q q . . * . . . . . * . .Ex c e s s i v e wi c k i n g . . . q . . . . . q . q q . . . . . q . . . . . . . . . . . . * . . q . . . . 107T h e r ma l d ama g e . * . . . . . . . . . q . q . 0 . . b . . . . q . . * q . q q . . . . q . . q .* q 107Ru p t u r e d p l a t i n g o r p a t t e r n d e l a mi n a t e d . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 7Me a s l i n g * . . . q q . . . . . * q q . . . . q . . . * q q O. . . . . . . . . . . . . . . . q . q . 0 . 1 0 7L i f t e d p a d q . . . . . . q q . , . . . q . q . q . q o . q . q . . q q . q q . . . q . . q . . q . . q 107Pe r i p h e r a l s p l i t q . q . q q q . . . . q q q * q q q q . q . q . . q q . . . . . q . . , q q . . 1 0 7Sc r a t c h e d p r i n t e d c i r c u i t p a t t e r n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 7I mp r o e r l y c u t wi r e o r l e a d

!. q . . . . . q q . q q . q . . . . q . * . . . q q . . q 108

V i s u a a i d s q . q , q q . q q q q . . , . q . . * . . . . q q o . . . . q q . q q , . , . . . q . q . 108REWORK OF CONFORMAL COAT I NGS q . . q q . . . q q * q q q q q q . q . . s . q . q q , q . 1 0 8Ac r y l i c . s . . . 0 . . . 0q . . . . 0 . . . . . . 0 . . . . . . . . . . . . . . 0 . 0 . 0 . . . . . 0. 1 0 8Ur e t h a n e . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0q . . . . q . . . . q . . . . . . . . 1 0 8S i l i c o n e - b a s e d o r RT V . , . q . . . . . q . . . . . . q . . . q . . q . . . q q . . q q . . 1 0 8Pa r y l e n e . 0 q q . * q OOq . q . . . . . . . . q q q Qq 0 q . q q q q q q . . . . . q q . . . . , . . 1 0 8PROCESS CONTROL S . q . q q q q . . q , . . q . . . . q q . . q q q q q . q q q q q q . . q . q . q q 108Pu r p o s e q . 0 . q q . . . . . . . . . . . , q . . q q . . . . . . q . q q q q q q q q . q q q * . q q . q 1 0 8Co n t i n u o u s p r o c e s s i mp r o v e me n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 8Co mp l e t e i n t e g r a t i o n o f c o r p o r a t e t e a ms . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 9Or g a n i z a t i o n . . . . . . . . . . . . . q . . . q . . . . . . . , . . q q q . q q q q q q . q . . q q 1 6 9Do c u me n t a t i o n . . q q q q . . . . . . . . . q . . . . . . q . . . . . q . q q q Q. q q q . q q q q 1 6 9T r a i n i n g p r o g r a m . . . . . 0 . . . . . . . . , . . * q q . * . . . 0 q . . . . q O . . . . . q q 169Pr o c e s s c o n t r o l me t h o d o l o g y . . . q . . q q . . . . . . . q . q q * * q .* q q q . $ 169Pr o c e s s c o n t r o l 0 . . q . q . . q . . . . . 0 . . . * O, , . q . * . . q * q q q q . q . q . * q 1 6 9P r o c e s s c a p a b i l i t y q . . . . . . . * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . 1 7 0Ev a l u a t i n g p r o c e s s c a p a b i l i t y . . q . . . * . . . . . q . q . . . . . . , . * q . q 1 7 0De s c r i p t i o n . q . . . . . . . . . . . . . . . q . q . . . . . . . . . . . . . . q q q . 0 q q . q q q 1 7 0P r o c e s s c a p a b i l i t y . . . . . . . . . . . . , , . . . . . . q . . q . . . . . . . . . . . q . q 1 7 3Sa mp l i n g q . q q . O. 0 . . * . . * . . . . . . , * . , 0 . , q . q . . * . . . . q . * q q . q * q q q 1 7 3


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

CONT ENT S ( c o n t i n u e d )PARAGRAPH1 2 . 5 . 41 2 . 5 . 51 2 . 61 2 . 6 . 11 2 . 6 . 21 2 . 71 2 . 7 . 11 2 . 7 . 21 2 . 7 . 31 2 . 7 . 41 2 . 7 . 4 . 11 2 . 7 . 4 . 21 2 . 7 . 51 2 . 7 . 5 . 11 2 . 7 . 5 . 21 2 . 7 . 5 . 31 2 . 7 . 5 . 41 2 . 7 . 5 . 51 2 . 7 . 5 . 61 2 . 7 . 5 . 71 2 . 81 2 . 8 . 11 2 . 8 . 21 2 . 8 . 31 2 . 8 . 41 2 . 91 3 .1 3 . 1F I GURE

1234567891 01 11 21 3; :

I n - p r o c e s s r e v i e ws q . . . . . . * q . . q . . q q . q q q * q q q q q . . q q q q * * q q . qMa t e r i a l i n s p e c t i o n . . . q . . . . . q . . . . q . q q O* q q q q q * . . q q * q * * q q qDe t e c t d o c u me n t a t i o n a n d t r a c k i n g s y s t e ms . . . . . . . . . . . . . . .T r a v e l e r s h e e t s q . . . . . . q . * q . . . q . . q . q q . . . . . . q q . q . q . . q q . . q .Da t a r e c o r d i n g a n d r e d u c t i o n q q . . . q q . . q q . . q q . . . . . . . . * . q * qPr o c e s s c o n t r o l . q . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I d e n t i f y i n g c r i t i c a l p a r a me t e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -P r e p r o d u c t i o n s t u d i e s . . . . . q q . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . * . . . . . , .P r o d u c t i o n s t u d i e s . q . q q q . q . q . q . . q . . . . * . . . q . q q . . . . . q . . . q .F e e d b a c k s y s t e ms q . q q . q . . . . q q q . . q q . q , . . q * . . * . . . . q . q q . . . . .F o r wa r d f e e d s y s t e ms . q q q . q . q q q . * . . . q * q = . 0 q * * Oq q q q * q * * q q qRe v e r s e f e e d s y s t e ms . . . . q . . q . . . . . . q . q o . q . q O* . q * q q q q q = q * *Op t i mi z i n g wa v e s o l d e r i n g ma c h i n e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - =As s u mp t i o n s u s e d d u r i n g ma c h i n e o p t i mi z a t i o n . * . . * * . . . . . .Va r i a b l e s f o r s t u d y . . q . . q q . . , q . . . . . . . . . q . q O. . . . . . . . . . . . .I n s p e c t i o n p a r a me t e r s . q . . . q q q . . q . . . . . q . . o . . . . . . . . . . . . q . .E x p e r i me n t a n d t e s t d e s i g n . q q q q . . . . . . . . . . . q . . . . . . q q q . q . qRo t a t a b l e c e n t r a l c omp o s i t e e x p e r i me n t s . . . . . . . . . . . . . . . . .Da t a r e d u c t i o n . . . . . . . . . . . . q . * . . . q q q q q . * q q Qq q q * q q * * * q * q q qAd d i t i o n a l s o u r c e s o f i n f o r ma t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Su b c o n t r a c t o r c o n t r o l . . . , . . . q q . q . . . . . . . . q q . q . . . . . . . . . . . qF l o wd o wn . . . . q q q . . . . . . . . . . q . . . . . . q . . . . . q . q . . . . . . q * . . . . q q 0Su b c o n t r a c t o r a u d i t s . . . . * * * . * . . . . . . . . 6 . . . * . . . . . . . . . . . * * *P r e f e r r e d s u p p l i e r l i s t s . . q . . . . . q q . . . . . . . . q . . . q . . . . .* . . .Us e o f mi l i t a r y a n d i n d u s t r y d o c u me n t s . . . . * q . . . . . q . . . . q .P r o c e s s p r e v e n t i o n t e c h n i q u e s . . . . . . . . . . . . 0 . . . . . . . . . . . . . .

PAGE1 7 41 7 41 7 41 7 41 7 41 7 41 7 51 7 51 7 s1 7 51 7 51 7 61 7 61 7 61 7 61 7 61 7 71 7 71 7 71 8 11 8 11 8 11 8 11 8 11 8 21 8 2

NOT ES . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . q . . q q q q . . . . q q . . . . . . q 1 8 2Su b j e c t t e r m ( k e y wo r d ) l i s t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . = . . . . . . J 8 2PAGE

So l d e r f o r m a n d f l u x t y p e d e s i g n a t i o n s . . . . . q . . . . . . . . . . . . . .Co r e d s o l d e r a n d s o l d e r p a s t e t y p e d e s i g n a t o r s . . . . . . . . . . . . iS a mp l e t y p e d e s i g n a t i o n s o f s o l d e r f o r ms . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7So l d e r j o i n t a r e a . . . . . . . . . . * . . . . q * O. 0 . q . . . . . . q q q . q O. . . . . 0 qJ o i n t s t r e n g t h , s t r a i g h t - t h r o u g h l e a d . q . . . . . . . . q . . . , . . . . . . :T i n l e a d p h a s e d i a g r a m q . . . . . . q * . . . . . . * . . . . . . . . . . . . * . . . . . q . 1 1T h e r ma l p r o f i l e o f a s o l d e r i n g i r o n t i p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2Me a s u r e me n t o f UUT RMS v o l t a g e l e v e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 2 4Me a s u r e me n t o f t e s t s y s t e ms RMS v o l t a g e l e v e l . . . . . . . . . . . . . 2 4We t t i n g b a l a n c e p l o t . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4L e a d f o r mi n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . * . . . * . . . . . . . * q * 3 9Ha n d f o r mi n g o f l e a d s . . . . . . . . . . . . . . . q q . q . q . . q . . . . . . . q . . . . . 4 0T u r r e t t e r mi n a l wi r e wr a p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0B i f u r c a t e d t e r mi n a l s i d e r o u t e wi r e wr a p . . . . q . . . . . . . . . q . . .P i e r c e d o r p e r f o r a t e d t e r mi n a l wi r e wr a p . . . . 0 0 . . . . . . . . . . . . : ]So l d e r i n g s t e p s . . . . . q . q q q q q . . . . . q q . q . . . . 0 q q . . . q . q q . . . . . q * .So l d e r a p p l i c a t i o n a n d b r i d g i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . q . q . . 0 : ;

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MI L - H0 8 K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

. F I GURE

2 62 72 82 93 03 1

3 43 5

4 44 54 64 74 84 95 05 1


P r e b i l l i n g h o l l o w c y l i n d r i c a l t e r mi n a l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5So l d e r i n g o f h o l l o w c y l i n d r i c a l c o n n e c t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . /3:F o a m f l u x e r . . . . . . q . q . . q . . . * . 0 . * . . * . . . q . . . . . . . . . . . . . . q . q . 9 qT y p i c a l s o l d e r t y p e s h i e l d t e r mi n a t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ ~T y p i c a l s o l d e r t y p e wi r e s p l i c e s q q . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . * . q .Co n t r o l l e d s o l d e r i n g t y p e o f d i s c r e t e wi r e t e r mi n a t o r . . . . . 9 8T y p i c a l s h i e l d e d c a b l e s p l i c e k i t s h o wi n g k i t c o mp o n e n t s . . 9 8We t t i n g a n g l e s . . . . q . . . . . . . . . * . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . 1ObT u r r e t t e r mi n a l wi r e wr a p me t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 9T u r r e t t e r mi n a l s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . j i ~B i f u r c a t e d t e r mi n a l , s i d e r o u t e a n d wi r e wr a p q . . . . . . . . . . . .B i f u r c a t e d t e r mi n a l , s i d e r o u t e s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . ~ ] ~B i f u r c a t e d t e r mi n a l , b o t t o m r o u t e wi r e wr a p . . q q . . . q . . . . . q .B i f u r c a t e d t e r mi n a l , b o t t o m r o u t e s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . 1 1 8B i f u r c a t e d t e r mi n a l , c o n t i n u o u s r u n wi r e wr a p me t h o d s . . . . . 1 2 0B i f u r c a t e d t e r mi n a l , c o n t i n u o u s r u n wi r e wr a p , s o l d e rc o n n e c t i o n . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . q * . . . . q 1 2 2B i f u r c a t e d t e r mi n a l , c o n t i n u o u s r u n wi r e wr a p , s o l d e rc o n n e c t i o n , a l t e r n a t e me t h o d . . . . . . . . . . . . . . . * O. . . . . . . . . . . 1 2 4B i f u r c a t e d t e r mi n a l , i n d i v i d u a l r u n wi r e wr a p , s o l d e rc o n n e c t i o n . . . . . . . e . q . . . . . . . . . q . . * . . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . 1 2 6Ho o k t e r mi n a l , wi r e c o n n e c t i o n me t h o d s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 9Ho o k t e r mi n a l , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 0Cu p t e r mi n a l , wi r e i n s e r t i o n . . q q . . q * . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . 1 3 3Cu p t e r mi n a l , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . * . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 4P i e r c e d o r p e r f o r a t e d t e r mi n a l , wi r e wr a p . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 7P i e r c e d o r p e r f o r a t e d t e r mi n a l , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . 1 3 8P i e r c e d o r p e r f o r a t e d t e r mi n a l , c o n t i n u o u s r u n we a v i n g . . . . 1 4 1P i e r c e d o r p e r f o r a t e d t e r mi n a l , c o n t i n u o u s r u n we a v i n 9s o l d e r c o n n e c t i o n . . q . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . $ . . . . . 1 4 2L e a d t e r mi n a t i o n . . . . . . . q q . . . q . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . . . . . 1 4 5Cl i n c h e d l e a d t e r mi n a t i o n , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . * . . . . . . . . 1 4 6Un c l i n c h e d l e a d t e r mi n a t i o n , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . q . . . . . . 1 4 8Du a l - i n - l i n e p a c k a g e l e a d b e n d l i mi t s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 1Du a l - i n - l i n e p a c k a g e , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . q . . . . , . . . . 1 5 2F l a t p a c k d e v i c e , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0. . 1 5 4Ch i p d e v i c e s , mo u n t i n g . . . . . . . . . q . . . . . . . . . . . . . q . . . . q , . , q q . . 1 5 7Ch i p d e v i c e s , s o l d e r f i l l e t i n g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 8Ro s i n c o n n e c t i o n . . . . . q . . . . . . . . . q . . . . q . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . 1 6 2Co l d s o l d e r c o n n e c t i o n . . . * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q q . . . . . . . 1 6 3F r a c t u r e d o r d i s t u r b e d , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 4I n s u f f i c i e n t , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * . . . . 1 6 5Ex c e s s i v e , s o l d e r c o n n e c t i o n . . . . . . . . . 0 q . . . q . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 6B l o wn p l a t i n g o r p a t t e r n d e l a mi n a t e d . . . . . q . q . . . q . . . . . . . . . . 1 6 7. . . -De we t t i n g . . . . . . q . . . . . q o , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l b /No n we t t i n g . . . . . . . . , . . . . . . , . . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . q . . . . l b 7Me a s l i n g . . . . . . . . . . . . . . . q q . q q * . . q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . l b 7L i f t e d p a d . . . . . . . . . . . . . . . . . * . . . . . q . . . . . . . . . . . * . . . . . . . . . . . . 1 6 7Pe r i p h e r a l s p l i t . . . . . , q . . . . . q . . . # . . . . . . q . * . . q . . . . . . . . q . . . . 1 6 8

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MI L + DB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

1. SCOPE1.1 S c o e .-E T h e s c o p e o f t h i s h a n d b o o k i s t h e r a n g e o f t e c h n i q u e s a n d- . p r a c t i c e s u t l i z e d i n t h e d e s i g n a n d ma n u f a c t u r e o f e l e c t r i c a l a n d e l e c t r o n i ca s s e mb l i e s . T h i s i n c l u d e s t h e p h y s i c a l d e s i g n o f c a b l i n g , e l e c t r o n i c p r i n t e dwi r i n g a s s e mb l i e s , t h e s e l e c t i o n o f ma t e r i a l , a n d a l l o f t h e p r o c e s s e su t i l i z e d t o t r a n s l a t e t h e d e s i g n i n t o f u n c t i o n a l h a r d wa r e .1 . 2 A l i c a b i l i t~ T h i s h a n d b o o k p r o v i d e s g u i d a n c e f o r d e v e l o p i n g ,i mp l e me n t i n g , a n mo n i t o r i n g a s o l d e r i n g p r o g r a m wh i c h me e t s t h e r e q u i r e me n t so f MI L - S T D- 2 0 0 0 . T h e t e c h n i q u e s d e s c r i b e d h e r e i n s h a l l n o t b e c o n s i d e r e dma nd a t o r y r e q u i r e me n t s . Ap p l i c a t i o n o f t h e s e s u g g e s t e d t e c h n i q u e s , wi t h i ns ome p r o d u c t i o n s y s t e ms , ma y n o t b e c omp l i a n t wi t h MI L - S TD- 2 0 0 0 r e q u i r e me n t s .T h e c o n t r a c t o r r e ma i n s r e s p o n s i b l e f o r s e l e c t i n g a n d i mp l e me n t i n g c omp l i a n tma n u f a c t u r i n g t e c h n i q ue s . T h e s u b j e c t s a d d r e s s e d i n t h i s d o c u me n t i n c l u d ef a c i l i t i e s , t o o l s a n d e q u i p me n t , ma t e r i a l s , p a r t mo u n t i n g , s o l d e r a b i l i t y ,c l e a n f n g , ma n u a l a n d a u t o ma t i c s o l d e r i n g . I t i s n o t t h e i n t e n t o f t h i sd o c u me n t t o l i mi t u s e r s t o t h e t e c h n i q u e s d e s c r i b e d h e r e i n s i n c e a l t e r n a t i v eme t h o d s ma y b e a v a i l a b l e .

2 . REFERENCED DOCUMENTS2 . 1 Go v e r n me n t d o c ume n t s .2 . 1 . 1 ~ . T h e f o l l o wi n g s p e c i f i c a -t i o n s , s t a n d a r d s a n d h a n d b o o k s f o r m a p a r t o f t h ~ s d o c u me n t t o t h e e x t e n ts p e c i f i e d h e r e i n . Un l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d , t h e i s s u e s o f t h e s e d o c u me n t sa r e t h o s e l i s t e d i n t h e i s s u e o f t h e De p a r t me n t o f De f e n s e I n d e x o f Sp e c i f i c a -t i o n s a n d S t a n d a r d s ( DODI S S ) a n d s u p p l e me n t t h e r e t o , c i t e d i n t h e s o l i c i t a t i o n .

S PE CI F I CA TI ONSFEDERAL

QQ- S - 5 7 1STANDARDS

MI L I T ARYMI L - ST D- 1 0 5

MI L - ST D- 2 0 2

MI L - ST D- 4 1 4

MI L - ST D- 7 5 0MI L - ST D- 8 8 3

So l d e r , T i n A l l o y , T i n - L e a d A l l o y a n c I L e a d A l l o y

Sa mp l i n g Pr o c e d u r e s a n d T a b l e s f o r I n s pe c t i o n b yA t t r i b u t e sT e s t Me t h o d s f o r E l e c t r o n i c a n d E l e c t r i c a l Co mp o n e n tPa r t sSa mp l i n g P r o c e d u r e a n d T a b l e f o r I n s p e c t i o n b yVa r i a b l e s f o r Pe r c e n t De f e c t i v eT e s t Me t h o d s f o r Se mi c o n d u c t o r De v i c e sT e s t Me t h o d s a n d Pr o c e d u r e s f o r Mi c r o e l e c t r o n i c s


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MI L - HDB U- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

ST ANOARDS ( c o n t i n u e d )MI L I T ARY ( c o n t i n u e d )

MI L - ST D- 1 2 3 5 S i n g l e a n d Mu l t i l e v e l Co n t i n u o u s Sa mp l i n g P r o c e d u r e sa n d T a b l e s f o r I n s p e c t i o n b y A t t r i b u t e sMI L - ST D- 1 6 8 6 E l e c t r o n i c Di s c h a r g e Co n t r o l P r o g r a m f o r P r o t e c t i o no f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c Pa r t s , A s s e mb l i e s a n dEq u i p me n t ( E x c l u d i n g E l e c t r i c a l l y - I n i t i a t e d Ex p l o s i v eDe v i c e s ) ( Me t r i c )MI L - ST D- 2 0 0 0 Ge n e r a l Re q u i r e me n t s f o r So l d e r e d E l e c t r i c a l a n dE l e c t r o n i c As s e mb l i e s

HANDBOOKSMI L I T ARY

MI L - HDB K- 1 0 6 Mu l t i l e v e l Co n t i n u o u s Sa mp l i n g P r o c e d u r e s a n d T a b l e sf o r I n s p e c t i o n b y A t t r i b u t e sMI L - HDB K- 1 0 7 T i t l e u n k no wnMI L - HDB K- 2 6 3 E l e c t r o n i c Di s c h a r g e Co n t r o l Ha n d b o o k f o r P r o t e c t i o no f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c Pa r t s , A s s e mb l i e s a n dEq u i p me n t ( E x c l u d i n g E l e c t r i c a l l y I n i t i a t e d Ex p l o s i v eDe v i c e s ) Me t r i c

( Un l e s s o t h e r w i s e i n d i c a t e d , c o p i e s o f f e d e r a l a n d mi l i t a r y s p e c i f i c a t i o n s ,s t a n d a r d s a n d h a n d b o o k s a r e a v a i l a b l e f r o m t h e Na v a l Pu b l i c a t i o n s a n d F o r msCe n t e r ( A t t n : NPODS ) , 5 8 0 1 T a b o r Av e n u e , Ph i l a d e l p h i a , p A ~ 9 1 2 0 - 5 0 9 9 . )2 . 2 No n - Go v e r n me n t p u b l i c a t i o n s . T h e f o l l o wi n g d o c u me n t ( s ) f o r m a Pa r to f t h i s d o c u me n t t o t h e e x t e n t s p e c i f i e d h e r e i n . Un l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d ,t h e i s s u e s o f t h e d o c u me n t s wh i c h a r e DOD a d o p t e d a r e t h o s e l i s t e d i n t h ei s s u e o f t h e DODI S S c i t e d i n t h e s o l i c i t a t i o n . Un l e s s o t h e r w i s e s p e c i f i e d ,t h e i s s u e s o f d o c u me n t s n o t l i s t e d i n t h e DODI S S a r e t h e i s s u e s o f t h ed o c u me n t s c i t e d i n t h e s o l i c i t a t i o n .ANs l / I P c - T - 5 0 T e r ms a n d De f i n i t i o n s f o r I n t e r c o n n e c t i n g a n dPa c k a g i n g E l e c t r o n i c Ci r c u i t s

( Re q u e s t s f o r c o p i e s s h o u l d b e a d d r e s s e d t o t h e I n s t i t u t e f o r I n t e r c o n n e c t i n ga n d Pa c k a g i n g E l e c t r o n i c Ci r c u i t s , 7 3 8 0 No r t h L i n c o l n Av e n u e , L i n c o l n wo o d , IL60646. )3 . E L ECT ROS T AT I C DI S CHA RGE ( E SD)

3 . 1 E l e c t r o s t a t i c d i s c h a r g e p r o t e c t i o n . ESD i s k n o wn t o b e a s o u r c e o fd a ma g e t o ma n y c o mp o n e n t s d u r i n g p r o c e s s i n g . Da ma g e d u e t o ESO c a n b ep a r t i c u l a r l y t r o u b l e s o me , s i n c e i t i s u n d e t e c t a b l e b y v i s u a l i n s p e c t i o n a n dc a n b e i n t h e f o r m o f l a t e n t d e f e c t s , t h u s e s c a p i n g e l e c t r i c a l t e s t i n g . A l l

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-p e r s o n n e l c o mi n g i n t o c o n t a c t wi t h ESD s e n s i t i v e i t e ms s h o u l d b e a wa r e o f ESDc o n t r o l p r o c e d u r e s . MI L - S TD- 1 6 8 6 a n d DOD- HDBK - 2 6 3 p r o v i d e r e q u i r e me n t s a n di n f o r ma t i o n o n ESD c o n t r o l . T a b l e s I , 1 1 a n d 111 s ho w s ome o f t h e d a ma q et h r e s h o l d v o l t a g e s , v o l t a g e s g e n e r a t e d a n d t y p i c a l c h a r g e s o u r c e s .

T ABL E 1 . Da ma g e t h r e s h o l d s f o r v a r i o u s d e v i c e t y p e s .I De v i c e T y p e Da ma g e T h r e s h o l d ( V o l t s )

VMOSMOSFETG aA s F E TEPROMJ F E TSAWOP- AMPCMOSSc h o t t k y Di o d e sF i l m Re s i s t o r sB i p o l a r T r a n s i s t o r sECLSCRSc h o t t k y T T L

301001001001 4 01 5 01 9 02 5 03 0 03 0 03 8 05 0 06 8 01 0 0 0

T ABL E I I . T y p i c a l e l e c t r o s t a t i c v o l t a g e s .I E l e c t r o s t a t i c Vo l t a g e s1 0 t o 2 0 Pe r c e n t 6 5 t o 9 0 Pe r c e n tMe a n s o f S t a t i c Ge n e r a t i o n Re l a t i v e Hu mi d i t y Re l a t i v e Hu mi d i t y

Wa l k i n g a c r o s s c a r p e tWa l k i n g o v e r v i n y l f l o o rWo r k e r a t b e n c hV i n y l e n v e l o p e s f o r wo r k i n s t r u c t i o n sCo mmo n p o l y b a g p i c k e d u p f r o m b e n c hWo r k c h a i r p a d d e d wi t h p o l y u r e t h a n e f o am

3 5 , 0 0 01 2 , 0 0 06 , 0 0 07 , Oo u

2 0 , 0 0 01 8 , 0 0 0

1 , 5 0 02 5 01 0 0b o l l

1 , 2 0 01 , 5 0 0


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T A B L E III. T y p i c a lOb j e c t o r P r o c e s s

Wo r k Su r f a c e s

F l o o r s

Cl o t h e s

Ch a i r s

Pa c k a g i n g a n d Ha n d l i n ge n v e l o p e s

As s e mb l y , Cl e a n i n g , T e s ta n d Re p a i r A r e a s

) r i ma r y c h a r g e s o u r c e s .Ma t e r i a l o r A c t i v i t y

. Wa x ed , p a i n t e d o r v a r n i s h e d s u r f a c e sq Co mn o n v i n y l o r p l a s t i c s. S e a l e d c o n c r e t eq Wa x e d , f i n i s h e d wo o d. Co r mn o nv i n y l t i l e o r s h e e t i n g. Co n n n o nc l e a n r o o m s mo c k s. Co n n o n s y n t h e t i c p e r s o n n e l g a r me n t s. No n - c o n d u c t i v e s h o e s. V i r g i n c o t t o n l _ /. F i n i s h e d wo o d. V i n y l. F i b e r g l a s s. Co mmo n p l a s t i c - b a g s , wr a p s ,. Co mmo n b u b b l e p a c k , f o a m. Co mmo n p l a s t i c t r a p s , p l a s t i c t o t eb o x e s , v i a l s , p a r t s b i n s. Sp r a y c l e a n e r s. Co mn o n Dl a s t i c s o l d e r s u c k e r s...

..

.

.

.

So l d e r i r o n swi t h u n g r o u n d e d t i p sSo l v e n t b r u s h e s ( s y n t h e t i c b r i s t l e s )Cl e a n i n g o r d r y i n g b y f l u i d o re v a p o r a t i o nT e mp e r a t u r e c h amb e r sCr y o g e n i c s p r a y sHe a t g u n s a n d b l o we r sSa n d b l a s t i n gE l e c t r o s t a t i c c o p i e r s

1/ V i r g i n c o t t o n c a n b e a s t a t i c s o u r c e a t l o w r e l a t i v e h u mi d i t i e s s u c h a s b e l o w 3 0 p e r c e n t .4 . MA T ERI A L S

4 . 1 So l d e r . So l d e r i s a n a l l o y u s e d f o r j o i n i n g me t a l sb e l o w 4 3 0 ~ ~0 F ) . T h e mo s t c o n x n o n a l l o y i s t i n a n d J e a d .u s e d i n s o l d e r i n g i n c l u d e t i n - s i l v e r , t i n - a n t i mo n y , t i n - z i n c ,s o l d e r s . T h e me l t i n g p o i n t o f t h e s o l d e r d e p e n d s o n t h e me t a l s i n t h e a l l o ya n d t h e p e r c e n t a g e o f e a c h . S o l d e r a l l o y s wh i c h c h a n o e d i r e c t l y f r o m l i q u i d

wh i c h s o l i d i f i e sOt h e r a l l o y sa n d i r i d i u m- b a s e d

t o s o l i d a n d s o l i d t o l i q u i d wi t h o u t a n y - i n t e r me d i a t e - p l a s t i c s ~a t e s a r ee u t e c t i c s o l d e r s . T h e v a r i o u s s o l d e r t y p e s a n d t h e i r c o mp o s i t i o n s a n d me l t i n gp o i n t s c a n b e f o u n d i n QQ- S - 5 7 1 .


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4 . 1 . 1 So l d e r t y p e s . So l d e r i s a v ~ i l a b l e i na c c o n n n o d a t ed l f f e r l n q me a n s o f a p p l i c a t i o n s . T h e a v a r i e t y o f f o r ms t os t a n d a r d d e s i g n a t i o n s f o rt h e s e f o r ms c a n b e f ; u n d i n QQ- S ~ 5 7 1 , a n d a r e s u mma r i z e d b e l o w. - T h e f i r s ts y mb o l i s t h e c o mp o s i t i o n , t h e s e c o n d i s t h e f o r m, t h e t h i r d i s t h e f l u x t y p e ,a n d t h e f o u r t h i s e i t h e r t h e c o r e c o n d i t i o n a n d f l u x p e r c e n t a g e f o r wi r e , o rt h e p o wd e r me s h s i z e a n d f l u x p e r c e n t a g e f o r p a s t e t y p e s o l d e r . T h e c o mp o s i -t i o n i s i d e n t i f i e d b y t wo l e t t e r s i n d i c a t i n g t h e c r i t i c a l me t a l l i c e l e me n t ,a n d a n u mb e r i n d i c a t i n g t h e p e r c e n t a g e b y we i g h t o f t h a t2 a n d 3 s h o w d e s i g n a t i o n s f o r s o l d e r f o r m a n d f l u x t y p e ,s o l d e r p a s t e , a n d s o l d e r f o r m s amp l e s .

F o r mI W!!@ I F o r mBIPRsw

Ba rI n g o tP o w d e rRi b b o nSp e c i a lWi r e

F l u x t y ~ e

e l e me n t . F i g u r e s 1 ,c o r e d s o l d e r a n d

I

S ym b o l F l u x t y p es So l i d me t a l ( n o f l u x )Ro s i n f l u x: MA Mi l d l y a c t i v a t e d r o s i n f l u x

Ac t i v a t e d r o s i n o r r e s i n f l u x% No n r o s i n o r n o n r e s i n f l u x 1 /1 / No t a p p l i c a b l e t o f l u x t y p e s R, RMA a n d RA .

F I GURE 1 , So l d e r f o r m a n d f l u x t y p e d e s i g n a t i o n s .


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Co r e c o n d i t i o n a n d f l u x p e r c e n t a g ev Co n d i t i o n s y mb o l Co n d i t i o nD I Dr y p o wd e rP P l a s t i c

Pe r c e n t a g e s y mb o l F l u x p e r c e n t a g eNo ml n a l Mi n i mu m I Ma x i mu mI1 1 . 1 0 . 8 1 . 52 . 2 2 . 6: 3 . 3 ; : ; 3 . 94 4 . 5 4 . 0 5 . 06 l _ / 6 . 0 5 . 1 7 . 0

~ / No t a p p l i c a b l e t o f l u x t y p e s R, RMA a n d RA .

Po wd e r me s h s i z e a n d f l u x p e r c e n t a g eS i z e s y mb o l

ABcPe r c e n t a g e s y mb o l

Po wd e r me s h s i z e I3 2 52 0 01 0 0

F l u x p e r c e n t a g e IMi n i mu m I Ma x i mu m I

161 11 62 12 6

5!:2 02 53 0F I GURE 2 . Co r e d s o l d e r a n d s o l d e r p a s t e t y p e d e s i g n a t o r s .


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So l i d s o l d e r ( n o f l u x )S n 6 0 s1o mp o s i t i o n

S n 6 0

Co mp o s i t i o n

-1o r mF l u x - c o r e d s o l d e r

R

1F l u x t y p e

So l d e r Da s t e

-Ll u x t y p eLo r e c o n d i t i o n a n df l u x p e r c e n t a g e

S n 6 0

1 1 1 2Co mp o s i t i o n F o r m F l u x t y p e Po wd e r me s h s i z ea n d f l u x p e r c e n t a g e

F I GURE 3 . Sa mp l e t y p e d e s i g n a t i o n s o f s o l d e r f o r ms .4 . 1 . 2 P r o p e r t i e s o f s o l d e r .4 . 1 . 2 . 1 S t r e n g t h o f s o l d e r . T h e s t r e n g t h o f s o l d e r i s s ma l l wh e nc o mp a r e d t o o t h e r c o n wn o n l y u s e d me t a l s . T h e me a s u r e d v a l u e s o f t e n s i l e a n ds h e a r s t r e n g t h a r e n o t g o o d i n d i c a t o r s o f t h e a c t u a l s t r e n g t h o f a s o l d e rc o n n e c t i o n , s i n c e s t r e n g t h v a l u e i s l o we r d u r i n g c o n d i t i o n s o f t h e r ma lc y c l i n g , wh i c h o c c u r d u r i n g a c t u a l u s e . T h e s t r e s s e s c au s ed b y t h e r ma lc y c l i n g a n d t h o s e b u i l t i n t o t h e c o n n e c t i o n c a u s e c r e e p , a s l o w p l a s t i cd e f o r ma t i o n o f t h e s o l d e r . T h e c y c l i c p l a s t i c d e f o r ma t i o n s o f t h e s o l d e rr e s u l t i n f a t i g u i n g o f t h e me t a l , wh i c h ma y e v e n t u a l l y r e s u l t i n t h e f o r ma t i o r lo f c r a c k s .4 . 1 . 2 . 2 F a t i g u e p r o p e r t i e s o f s o l d e r . T h e f a t i g u e s t r e n g t h o f t h e

s o l d e r h a s a g r e a t e r I mp a c t o n t h e r e l ~ a b i l i t y o f t h e c o n n e c t i o n t h a n t h es t a t i c s t r e n g t h o f t h e s o l d e r j o i n t . T h e c r e e p s t r e n g t h o f s o l d e r a t

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o p e r a t i n g t e mp e r a t u r e s c a n b e a s l o w a s 2 . 1 MPa ( 3 0 0 p s i ) r a t h e r t h a n t h e 3 4 . 5MPa ( 5 0 0 0 p s i ) u l t i ma t e s t r e n g t h . Di f f e r e n t t h e r ma l e x p a n s i o n c o e f f i c i e n t s o ft h e p r i n t e d wi r i n g b o a r d a n d c o mp o n e n t c a u s e d i f f e r e n t i a l e x p a n s i o n o f t h eb o a r d a n d c o mp o n e n t , r e s u l t i n g i n s t r e s s e s a n d s t r a i n s i n t r o d u c e d i n t o t h es o l d e r j o i n t . T h e l a c k o f c o mp l i a n t l e a d s o n s o me s u r f a c e - mo u n t e d d e v i c e sma k e s t h em p a r t i c u l a r l y s u s c e p t i b l e t o t h e r ma l l y - i n d u c e d s t r e s s . T h e s t r e s s e sc a u s e s t r a i n , wh i c h i n s o l d e r i s mo s t l y p l a s t i c s t r a i n . Cr e e p d i s p l a c e me n t o ft h e s o l d e r r e l i e v e s t h e s t r e s s e s o v e r t i me . A f t e r s e v e r a l s t r a i n c y c l e sf a t i g u e - i n d u c e d c r a c k s c a n b e g i n t o f o r m, u s u a l l y a t t h e s u r f a c e wi t h t h e mo s tb e n d i n g a n d a t s u r f a c e i r r e g u l a r i t i e s , wh e r e t h e g r e a t e s t s t r e s s c o n c e n t r a -t i o n s o c c u r . P r e d i c t i o n s o f t h e f a t i g u e l i f e o f t h e s o l d e r c o n n e c t i o n s a r eu s u a l l y b a s e d o n a c c e l e r a t e d t h e r ma l c y c l e t e s t i n g . Nu me r i c a l me t h o d s o fp r e d i c t i n g t h e f a t i g u e l i f e o f t h e c o n n e c t i o n h a v e b e e n d e v e l o p e d a n d c a n a i di n t h e d e s i g n o f c o n n e c t i o n s o f t h e r e q u i r e d r e l i a b i l i t y .4 . 1 . 2 . 3 S t a t i c s t r e n g t h . T h e s t a t i c s t r e n g t h o f a c o n n e c t i o n i s e q u a lt o t h e we a k e s t p o r t i o n o f t h e c o n n e c t i o n . A r e a s o f t h e c o n n e c t i o n i n c l u d e t h eb o a r d , t h e l a n d , t h e b a r r e l o f t h e p l a t e d - t h r o u g h h o l e , t h e b o n d b e t we e n t h eb o a r d a n d me t a l , t h e b o n d b e t we e n t h e s o l d e r a n d o t h e r me t a l , t h e s o l d e r , a n d

t h e l e a d . T h e f o l l o wi n g e x a mp l e o f s t r e n g t h c a l c u l a t i o n o n l y c o n s i d e r s t h ei n i t i a l s t a t i c s t r e n g t h a n d d o e s n o t t a k e f a t i g u e i n t o a c c o u n t .4 . 1 . 2 . 4 Ca l c u l a t i n g b o n d s t r e n g t h . T h e s t r e n g t h o f t h e b o n d b e t we e n t h eb o a r d a n d t h e c o n d u c t o r i s u s u a l l y t h e we a k e s t l i n k i n t h e c o n n e c t i o n u n l e s st h e l e a d i s s ma l l o r t h e s o l d e r c o n n e c t i o n i s d e f e c t i v e . T h e s t r e n g t h o f t h eb o n d b e t w e e n t h e b o a r d a n d t h e c o p p e r l a mi n a t e i s c a l l e d t h e p e e l s t r e n g t h a n di s e x p r e s s e d i n p o u n d s p e r mi l l i me t e r ( i n c h ) . T h e t o t a l s t r e n g t h o f t h eb o a r d - c o n d u c t o r b o n d ma y b e e x p r e s s e d b y :

Bo n d S t r e n g t h (S) = p e e l s t r e n g t h X c o n d u c t o r wi d t hNo t e : T h e p e e l s t r e n g t h ma y b e d e t e r mi n e d e x p e r i me n t a l l y o n a t e s ts a mp l e o r b e p r o v i d e d b y t h e b o a r d v e n d o r .4 . 1 . 2 . 5 Ca l c u l a t i n g u l t i ma t e s t r e n g t h . T h e u l t i ma t e ( b r e a k i n g ) s t r e n g t ho f t h e s o l d e r i n a c o n n e c t i o n c a n b e c a l c u ~ a t e d i f t h e d i me n s i o n s o f t h e j o i n ta n d s h e a r a n d t e n s i l e s t r e n g t h o f t h e s o l d e r a r e k n o wn . T h e c a l c u l a t e ds t r e n g t h p r o v i d e s a n e s t i ma t e o f t h e s t r e n g t h o f a c o n n e c t i o n wh i c h h a s n o tb e e n s u b j e c t e d t o t h e r ma l c y c l i n g o r o t h e r e n v i r o n me n t a l s t r e s s e s , wh i c h wi l ld e g r a d e t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e p r o p e r t i e s c o n s i d e r a b l y . T h es t r e n g t h o f a l a p j o i n t s u b j e c t e d t o a s h e a r i n g f o r c e i s ( s e e F i g u r e 4 ) :4 . 1 . 2 . 6 Sa mp l e l e a d i n p l a t e d - t h r o u g h h o l e c a l c u l a t i o n . A s a n e x a mp l e ,t h e s t r e n g t h o f a c o n n e c t i o n wi t h a s t r a i g h t - t h r o u g h l e a d ( s e e F i g u r e 5 ) wi l l

b e c a l c u l ~ t e d , S i n c e t h e s h e a r s t r e n g t h o f c o p p e r i s h i g h e r t h a n t h a t o fs o l d e r a n d o n a p r o p e r l y we t t e d j o i n t t h e a d h e s i o n o f s o l d e r t o c o p p e r i sg r e a t e r t h a n t h e c o h e s i o n o f s o l d e r , t h e a s s u mp t i o n i s ma d e t h a t t h ec o n n e c t i o n wi l l f a i l e i t h e r i n t h e s o l d e r o r t h e b o a r d - l a mi n a t e b o n d . T h i sa s s u mp t i o n wo u l d n o t b e v a l i d f o r p o o r we t t i n g o r d e f e c t i v e l a mi n a t e .

8


21/212

? I I L - HDBK - 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 ( I

J o i n t S t r e n g t h ( S ) = Sh e a r s t r e n g t h X s o l d e r a r e a

FL---i

AREA = L xW

F I GURE 4 . So l d e r j o i n t a r e a ( s e e 4 . 1 . 2 . 5 ) .

t

FORCE

m

I [ k + + WI RE DI AMET ERk-+- HOL ED , AMETERF I GURE 5 . J o i n t s t r e n g t h , s t r a i g h t - t h r o u g h l e a d ( s ee 4 . 1 . 2 . 6 ) .

4 . 1 . 2 . 7 S i mp l i f i e d s t r e n g t h c a l c u l a t i o n s . T h e s o l d e r s t r e n g t h i s mo s te a s i l y c a l c u l a t e d b y d l v l d l n q i t I n t o t h r e e s e c t i o n s , t h e s o l d e r s i d e f i l l e t ,t h e c ~ mp o n e n t s i d e ~ i l l e t , a i d t h e s o l d e r i n t h e h o l e , c a l c u l a t i n g t h es t r e n g t h o f e a c h a n d a d d i n g t h e m u p . Wi t h a f o r c e o n t h e l e a d i n t h e

9


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23/212

1 3 . 8 N + 1 . 8 N+ 4 2 . 2 N = 5 7 . 8 N3 . 1 p o u n d s + 0 . 4 p o u n d s + 9 . 5 p o u n d s = 1 3 . 0 p o u n d sT h e a mo u n t o f u p wa r d f o r c e o n t h e l e a d t h e c o n n e c t i o n c a n wi t h s t a n db e f o r e b r e a k i n g i s 5 7 . 8 N ( 1 3 p o u n d s ) . T h e a c t u a l d a ma g e t h r e s h o l d wo u l db e l o we r t h a n t h i s f i g u r e .4 . 1 . 2 . 8 Ph a s e d i a g r a m. T h e p h a s e d i a g r a m s h o wn i n F i g u r e 6 i s ar e p r e s e n t a t i o n o f t h e r e l a t i o n s h i p o f t h e s o l i d u s a n d l i q u i d u s o f s o l d e r f o rv a r y i n g p e r c e n t a g e s o f t i n a n d l e a d . T h e l i q u i d u s i s t h e l o c u s o f p o i n t s a twh i c h t h e c o mp o n e n t s o f t h e s y s t e m b e g i n t o f r e e z e u p o n c o o l i n g , o r f i n i s hme l t i n g o n h e a t i n g . T h e s o l i d u s i s t h e l o c u s o f p o i n t s a t wh i c h t h ec o mp o n e n t s b e g i n me l t i n g u p o n h e a t i n g , o r f i n i s h f r e e z i n g o n c o o l i n g . T h o s ep o i n t s b e t w e e n t h e s o l i d u s a n d I i q u i d u s a r e k n o wn a s t h e i n t e r me d i a t e o rp l a s t i c s t a t e . I n t h e i n t e r me d i a t e s t a t e t h e s o l d e r e x i s t s i n b o t h l i q u i d a n ds o l i d s t a t e s , wh e r e t h e t i n o r l e a d i n e x c e s s o f t h a t r e q u i r e d t o ma k ee u t e c t i c s o l d e r s o l i d i f i e s b e f o r e t h e r e s t o f t h e s o l d e r . Wh e n t h e s o l i d u sa n d l i q u i d u s l i e o n t h e s a me p o i n t t h e a l l o y i s s a i d t o b e e u t e c t i c . T h i sr e p r e s e n t a t i o n i s b a s e d o n t h e t h e o r e t i c a l r a t i o o f t i n a n d l e a d wi t h n o

i mp u r i t i e s . Wh e n i mp u r i t i e s a r e p r e s e n t t h e i n t e r me d i a t e p h a s e i n c r e a s e s a n da f f e c t s me l t i n g t e mp e r a t u r e .A TOMCPERCENT T I N

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 T o 8 0 9 0 1 0 0@Q~

3 0 0 L0 2 5 0 k 2 3 1 . 9 6 8 1 e C:2 0 0 ; ( Pb )1 5 0 ~ 6 1 . 9 9 7 . 5w1 -1 0 0 ( j 9 Sn5 00 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

Pb WE I GHTPERCENTT I N SnT I N- L EAD AL L OYS

F I GURE 6 . T i n l e a d p h a s e d i a g r a m.4 , 1 . 2 . 9 T i me i n a p h a s e s t a t e . T h e t i me t h e s o l d e r s p e n d s i n t h ei n t e r me d i a t e s t a t e o r a t t h e t r a n s i t i o n p o i n t i s d e p e n d e n t o n t h e r a t e o f h e a tf l o w i n t o o r o u t o f t h e s o l d e r . On c e t h e s o l d e r r e a c h e s t h e s t a t e t r a n s i t i o nt e mp e r a t u r e , t h e h e a t r e q u i r e d t o p r o d u c e a c h a n g er e mo v e d f r o m t h e s o l d e r . A l t h o u g h e u t e c t i c s o l d e rb a n d f o r t h e i n t e r me d i a t e s t a t e , i t i s s u s c e p t i b l et i me s p e n t c h a n g i n g s t a t e s .

o f s t a t e s mu s t b e a d d e d o rd o e s n o t h a v e a t e mp e r a t u r et o d i s t u r b a n c e d u r i n g t h e


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

4 . 1 . 3 E f f e c t o f i mp u r i t i e s o n t h e p r o p e r t i e s o f s o l d e r . T h e f o l l o wi n gi s a c o mp i l a t i o n o f me t a l l i c i m u r i t i e s ( wh i c h a r e k n o wn t o d e c r e a s e s o l d e r -!b i l i t y ) a n d t h e i r e f f e c t o n s o d e r c o n n e c t i o n s . I t i s n o t e d t h a t t h ea d d i t i o n o f a c e r t a i n a mo u n t o f b i s mu t h , n i c k e l , a n d c o p p e r t o t h e e u t e c t i ct i n - l e a d s o l d e r a l l o y i mp r o v e s t h e we t t i n g a b i l i t y o f t h e s o l d e r , wh e r e a s t h e~ ~ f ~ ~ ~ ~ n o f c a d mi u m a n d z i n c d e c r e a s e s t h e we t t i n g p o we r o f t h e e u t e c t i c.

4 . 1 . 3 . 1 A l u mi n u m. A l u mi n u m d o e s n o t h a v e a n y s o l i d v o l u b i l i t y i n e i t h e rt i n o r l e a d a t r o o m t e mp e r a t u r e s , a n d o n l y a s ma l l a mo u n t o f a l u mi n u m i sd i s s o l v e d i n l i q u i d t i n a t a n e l e v a t e d t e mp e r a t u r e . A l u mi n u m i n mo l t e n s o l d e ru s u a l l y c a u s e s s l u g g i s h n e s s i n t h e me l t , wi t h a c o n s i d e r a b l e a mo u n t o fg r i t t i n e s s a n d l a c k o f a d h e s i o n . Ve r y l i t t l e a l u mi n u m i s u s e d i n e l e c t r o n i cs o l d e r i n b e c a u s e o f t h e l a r g e g a l v a n i c p o t e n t i a l p r e s e n t b e t w e e n a l u mi n u m a n di h e t i n - e a d a l l o y ( 1 . 5 3 V ) . A l u mi n u m s u r f a c e s wh i c h mu s t b e e x p o s e d t o mo l t e ns o l d e r , e v e n f o r a s h o r t t i me , s h o u l d b e h a r d a n o d i z e d .4 . 1 . 3 . 2 An t i mo n y . T h e v o l u b i l i t y o f a n t i mo n y i n t i n a t r o o m t e mp e r a t u r ei s a b o u t 6 t o ~ , wh l ~ e l i t t l e a n t i mo n y i s d i s s o l v e d i n l e a d a t r o o m t e mp e r a -

t u r e . I n s o me s p e c i f i c a t i o n s t h e p r e s e n c e o f 0 . 2 % t o 0 . 5 % a n t i mo n y i sma n d a t o r y t o r e t a r d t h e t r a n s f o r ma t i o n o f t i n i n t o i t s g r a y s t a t e ( t i n - p e s t ) .E x c e s s i v e a n t i mo n y ma y c a u s e a s p r e a d r e d u c t i o n i n l e a d t e r mi n a t i o n .4 . 1 . 3 . 3 A r s e n i c . No v o l u b i l i t y o f a r s e n i c i n e i t h e r t i n o r l e a d h a sb e e n o b s e r v e d . ~ n t e r me t a l l i c c o mp o u n d s , Sn 3 As 2 a n d Sn As a p p e a r a s al o n g n e e d l e i n t h e mi c r o s t r u c t u r e . A r s e n i c ma y c a u s e p o o r we t t i n g .4 . 1 . 3 . 4 B i s mu t h . A t r o o m t e mp e r a t u r e b i s mu t h h a s a v o l u b i l i t y i n l e a do f u p t o 1 8 % a ~ b i l i t y i n t i n o f a b o u t 1 %. Co n c e n t r a t i o n o f l e s s t h a n. 2 5 % c a u s e s r e d u c t i o n i n wo r k i n g t e mp e r a t u r e . B i s mu t h c a u s e s a g r a ya p p e a r a n c e .4 . 1 . 3 . 5 Ca d mi u m. T h e v o l u b i l i t y o f c a d mi u m i n b o t h t i n a n d l e a d i sn e g l i g i b l e . T h e r e i s a n i n t e r me t a l l i c p h a s e a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e . Ca d mi u ms u r f a c e s c a n d e t e r i o r a t e r a p i d l y a n d c a u s e s p o t t y c o n n e c t i o n s wi t h p o o ra d h e s i o n ( p o o r we t t i n g ) .4 . 1 . 3 . 6 Co p p e r . Co p p e r h a s n e g l i g i b l e v o l u b i l i t y i n b o t h t i n a n d l e a d .T wo i n t e r me t a l ~ mp o u n d s , Cu 3 Sn a n d Cu 6 Sn 5 a r e f o r me d b e t we e n c o p p e ra n d t i n . A s t h e c o p p e r c o n t e n t o f t h e mo l t e n s o l d e r i n c r e a s e s , h i g h e rt e mp e r a t u r e s a r e n e e d e d t o o v e r c ome s l u g g i s h n e s s a n d g r i t t i n e s s o f t h e l i q u i dme t a l . T h i s i n c r e a s e s t h e r a t e o f s o l u t i o n o f a d d i t i o n a l c o p p e r f r o m t h es u r f a c e s t o b e s o l d e r e d , d e g r a d i n g t h e s o l d e r i n g c o n d i t i o n s r a p i d l y .4 . 1 . 3 . 7 Go l d . T h e v o l u b i l i t y o f g o l d i n t i n - l e a d a t r o o m t e mp e r a t u r e i sn e g l i g i b l e . S - a l i n t e r me t a l l i c c o mp o u n d s a r e f o r me d b e t we e n t i n ( Au & i n ,Au Sn , Au Sn 2 a n d Au Sn 4 ) a n d l e a d ( A u 2 p b a n d Au p b 2 ) . Un l e s s t h es o l d e r i n g i s c o mp l e t e d r a p i d l y t h e g o l d i n t e r me t a l l i c s wi l l r i s e t o t h es u r f a c e o f t h e c o n n e c t i o n , c a u s i n g a n e x t r e me l y d u l l g r a y a n d g r a i n y s u r f a c e .Ab o v e 0 . 3 4 0 p e r c e n t , g o l d c o n t a mi n a t i o n i n t h e s o l d e r p o t ma y c a u s e e mb r i t t l e -me n t o f t h e s o l d e r c o n n e c t i o n .

1 2


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MI L - HDBK - 2 0 0 04 J UL Y 1 9 9 0

4 . 1 . 3 . 8 I r o n . I r o n h a s s o me v o l u b i l i t y i n t i n a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e ,f o r mi n g t wo i n ~ e t a l l i c c o mp o u n d s , F e Sn a n d F e Sn 2 , ma n i f e s t i n g t h e ms e l v e sa s n e e d l e s h a p e d c r y s t a l s . T h e p r e s e n c e o f i r o n i n s o l d e r i s d e t r i me n t a l a n d.. c a u s e s g r i t t i n e s s .

4 . 1 . 3 . 9 Ma g n e s i u m. Ma g n e s i u m h a s t h e s a me e f f e c t a s a l u mi n u m o ns o l d e r s , h a v i n g n o v o l u b i l i t y i n l e a d a n d n e g l i g i b l e i n t i n a t r o o m t e mp e r a -t u r e . It c a n f o m t h e i n t e r me t a l l i c c omp o u n d s Mg 2 Sn a n d Mg 2 Pb .

4 . 1 . 3 . 1 0 Ni c k e l . Ni c k e l s h o ws n o v o l u b i l i t y i n e i t h e r t i n o r l e a d .I n t e r me t a ? l i c s - wi t h t i n a r e Ni 3 Sn , Ni 3 Sn 2 a r t dNi 3 Sn 4 .4 . 1 . 3 . 1 1 S i l v e r . T h e r e i s n o s o l i d v o l u b i l i t y i n e i t h e r t i n o r l e a d ,b u t t i n a n d s i l - r m t h e i n t e r me t a l l i c s Ag 6 Sn a n d Ag 3 Sn . b f h e n s i l v e rc o n t e n t r i s e s o v e r 2 . 0 % t h e s i l v e r - t i n i n t e r me t a l l i c s w1 l l s e g r e g a t e u p o nc o o l i n g .4 . 1 . 3 , 1 2 Ph o s ph o r u s a n d s u l p h u r . T h e s e c o n t a mi n a n t s h a v e a d e t r i me n t a le f f e c t o n we t t i n g a t l e v e l s e x c e e d i n g 0 . 0 3% ( f r o s t y a p p e a r a n c e ) .4 . 1 . 3 . 1 3 Z i n c . Z i n c h a s l i t t l e s o l i d v o l u b i l i t y i n t i n a n d n o n e i nl e a d . No i n t e m~ l l i c c o mp o u n d s a r e f o r me d wi t h e i t h e r t i n o r l e a d . Z i n c i sd e t r i me n t a l t o t h e s o l d e r a l l o y . As l i t t l e a s 0 . 0 0 5 % o f z i n c i s r e p o r t e d t oc a u s e l a c k o f a d h e s i o n , g r i t t i n e s s a n d s u s c e p t i b i l i t y t o g r a i n b o u n d a r ywe a k e n i n g .4 . 2 F ] u x . T h e p u r p o s e o f f l u x i s t o r e mo v e o x i d e s a n d p e n e t r a t e f i l ms ,p r e v e n t o x ~ i o n d u r i n g h e a t i n g ,- . a n d l o we r i n t e r r a c i a l s u r f a c e t e n s i o n s . I na d d i t i o n , f l u x s h o u l d b e t h e r ma l l y s t a b l e , b e e a s i l y d i s p l a c e d b y mo l t e ns o l d e r , b e n o n - i n j u r i o u s t o c o mp o n e n t s , a n d b e e a s i l y r e mo v a b l e .4 . 2 . 1 Ro s i n f l u x e s . Ro s i n f l u x , T y p e 1 ? , i s a n o r g a n i c ma t e r i a l

d i s t i l l e d f r o m p i n e t r e e s a p . T h e a c t i v e i n g r e d i e n t s i n r o s i n f l u x c o n s i s tp r i ma r i l y o f a b i e t i c a n d p i ma r i c a c i d s . Pu r e r o s i n i s a s o l i d a t r o o mt e r n e r a t u r e a n d c h e mi c a l l y i n a c t i v e a n d i n s u l a t i n g . Ro s i n me l t s a t a b o u t 7 2 C( 1 6 g F ) a n d t h e o r g a n i c a c i d s b e c o me a c t i v e a t a r o u n d 1 0 8 C ( 2 2 5 F ) . P e a kf l u x i n g a b i l i t y o c c u r s a r o u n d 2 6 2 C ( 5 0 0 F ) wh e n t h e r o s i n b e g i n s t o d e c o mp o s ei n t o r e d u c i n g g a s e s . A t t e mp e r a t u r e s a b o v e 3 4 6 C ( 6 5L 1 F ) , t h e f l u x b e c ome si n a c t i v e a n d p o l y me r i z e s , c a u s i n g d i f f i c u l t y wi t h r e s i d u e r e mo v a l .4 . 2 . 2 Mi l d l y a c t i v a t e d r o s i n . Ac t i v a t o r s a r e a d d e d t o r o s i n t o i n c r e a s ei t s f l u x i n g a c t i o n . Ml l d l y a c t i v a t e d r o s i n , T y p e RPI A , ma y c o n t a i n a v a r i e t yo f a c t i v a t o r s , ( t y p i c a l l y l e s s t h a n 1 %) b u t h a v e l i mi t s p l a c e d o n t h e i re l e c t r i c a l a n d c h e mi c a l p r o p e r t i e s b e f o r e a n d a f t e r s o l d e r i n g .4 . 2 . 3 Ac t i v a t e d r o s i n . A c t i v a t e d r o s i n f l u x ( t y p i c a l l y c o n t a i n i n g 1 - 5 %a c t i v a t o r s ) , T y e RA, i s u s e d f o r p u r p o s e s wh e r e T y p e RMA i s n o t s t r o n 9e n o u g h . fo r mi i t a r y p u r p o s e s t h e i r u s e i s u s u a l l y l i mi t e d t o c o mp o n e n tt i n n i n g o f s e a l e d c o mp o n e n t s a n d s o l i d wi r e . Wh e n wa r m, t h e s e f l u x e s c a nc o n d u c t e l e c t r i c i t y a n d c a n l e a v e r e s i d u e s wh i c h c a n c a u s e c o r r o s i o n o rs h o r t i n g p a t h s t o f o r m.

1 3


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MI L - HDBK- 2 0 0 04 JULY 1990

4.2.4 Or g a n i c f l u x e s . Or g a n i c a c i d f l u x e s a r e a g r o u p o f f l u x e s t h a th a v e a s t h e i r a c t i v e i n g r e d i e n t s ma t e r i a l s s u c h a s o r g a n i c a c i d s , o r g a n i ch y d r o h a l i d e s , a mi n e s a n d a mi d e s . T h e s e f l u x e s a r e wa t e r s o l u b l e s i n c e t h e yc o n t a i n n o r o s i n . Go o d c l e a n i n g i s c r i t i c a l wi t h t h i s t y p e o f f l u x s i n c e t h es a l t r e s i d u e s i t l e a v e s a r e c o r r o s i v e a n d c o n d u c t i v e .

4 . 3 Cl e a n i n g s o l v e n t s . Qu a l i t i e s o f s o l v e n t s wh i c h a f f e c t t h e i r a b i l i t yt o c l e a n i n c l u d e we t t i n g , s o l v e n c y , c a p i l l a r y a c t i o n a n d c l e a n l i n e s s o f t h es o l v e n t . Ot h e r f a c t o r s a f f e c t i n g a s o l v e n t s a b i l i t y t o c l e a n a r e t y p e a n dd e n s i t y o f c o mp o n e n t s , t h e c l e a n i n g e q u i p me n t , a n d t h e t y p e o f c o n t a mi n a n t t ob e r e mo v e d .4 . 3 . 1 So l v e n t we t t i n g . We t t i n g i s t h e a b i l i t y o f t h e s o l v e n t t o s p r e a dq u i c k l y b y l o w we t t i n g s u r f a c e t e n s i o n o v e r a s u r f a c e wi t h a s ma l l c o n t a c ta n g l e , As t h e c o n t a c t a n g l e i n c r e a s e s , t h e s o l v e n t s p r e a d s mo r e s l o wl y a n dt e n d s t o b e a d . T h e s o l v e n t s we t t i n g c h a r a c t e r i s t i c s a r e d e t e r mi n e d b y t h es o l v e n t a n d t h e ma t e r i a l i t i s i n t e n d e d t o c l e a n .4.3.2 Ca p i l l a r y a c t i o n . Ca p i l l a r y a c t i o n i s t h e t e n d e n c y o f t h e s o l v e n t

t o b e d r a wn 7 n t o s ma l l s p a c e s b y s u r f a c e t e n s i o n . T h e c a p i l l a r y a c t i o n o f as o l v e n t i s n e c e s s a r y f o r a s o l v e n t t o c l e a n u n d e r c o mp o n e n t s a n d o n d e n s e l yp o p u l a t e d b o a r d s . L o w s u r f a c e t e n s i o n i mp r o v e s we t t i n g b y c a p i l l a r y a c t i o n .4.3.3 So l v e n c y . T h e s o l v e n c y i s t h e a b i l i t y o f a ma t e r i a l t o d i s s o l v et h e c o n t a mi n a n t s . I t d e p e n d s o n t h e ma t c h o f v o l u b i l i t y o f t h e s o l v e n t t ot h a t o f t h e c o n t a mi n a n t .4 . 3 . 4 So l v e n t s t a b i l i t y . T h e s t a b i l i t y o f a s o l v e n t i s i t s a b i l i t y t or e s i s t b r e a k d o wn f r o m t h e c h e mi c a l s i t mu s t c l e a n , i t s a b i l i t y t o wi t h s t a n de l e v a t e d t e mp e r a t u r e s a n d o t h e r p r o c e s s c o n d i t i o n s , a n d i t s f l a mma b i l i t y .

4 . 3 . 5 F i l m d r y i n g p r o p e r t i e s . T h i s q u a l i t y i s d e t e r mi n e d b y t h es o l v e n t s a b l l l t y t o c a r r y o f f c o n t a mi n a n t s a n d i t s r a t e o f e v a p o r a t i o n .So l v e n t s wh i c h e v a p o r a t e b e f o r e c a r r y i n g o f f a l l t h e c o n t a mi n a n t s wi l l c a u s es t r e a k i n g o r a p a t c h y s u r f a c e .4 . 3 . 6 T y p e s o f s o l v e n t s . So l v e n t s ma y b e c l a s s i f i e d a s s i n g l e c o mp o n e n ts o l v e n t s o r a z e o t r o p l c o r n o n - a z e o t r o p i c b l e n d s . S i n c e p o l a r s o l v e n t s a r emo s t e f f e c t i v e a t r e mo v i n g p o l a r c o n t a mi n a n t s a n d n o n - p o l a r s o l v e n t s r e mo v en o n - p o l a r c o n t a mi n a n t s , a b l e n d i s o f t e n mo s t e f f e c t i v e f o r r e mo v i n g b o t ht y p e s o f c o n t a mi n a n t s .4 . 3 . 6 . 1 A z e o t r o p i c b l e n d s , Az e o t r o p i c b l e n d s a r e mi x t u r e s wh i c h h a v et h e s a me c o mp o s i t i o n i n t he v a p o r a n d l i q u i d s t a t e . T h i s a l l o ws f o r

d i s t i l l i n g f o r r e u s e wi t h o u t c h a n g i n g t h e c o mp o s i t i o n .4 . 3 . 6 . 2 No n - a z e o t r o p i c b l e n d s . Wh e n n o n - a z e o t r o p i c b l e n d s a r e b o i l e d ,o n e c omp o n e n t v a p o r ~ z e s mo r e q u ~ c k T y t h a n t h e o t h e r , c a u s i n g t h e v a p o r b l e n dt o b e a d i f f e r e n t c o mp o s i t i o n t h a n t h e l i q u i d . No n - a z e o t r o p i c b l e n d s mu s t b emo n i t o r e d f o r c o r r e c t c omp o s i t i o n , a n d mu s t b e a n a l y z e d a n d r e b l e n d e d i f i t i sd i s t i l l e d f o r r e u s e .

1 4


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MI L - HDB K- 2 0 0 04 J u l . Y 1 9 9 0

4.3.6.3 Wa t e r - b a s e d c l e a n e r s . Wa t e r i s a g o o d c l e a n e r f o r r e mo v i n gp o l a r c o n t a mi n a n t s . Ot h e r ma t e r i a l s , s u c h a s r o s i n a n d o i l s , a r e i n s o l u b l e i nwa t e r . Wa t e r c a n b e ma d e t o d i s s o l v e t h e s e ma t e r i a l s b y t h e a d d i t i o n o f as a p o n i f i e d , wh i c h i s a n a l k a l i n e ma t e r i a l wh i c h r e a c t s wi t h t h e n o n - p o l a rr e s i d u e s t o f o r m a s o a p y ma t e r i a l e a s i l y r e mo v e d b y wa t e r wa s h . Ca u t i o n mu s tb e u s e d i n t h i s me t h o d s i n c e t h e s a p o n i f i e d i s h i g h l y i o n i c , a n d i f n o tt h o r o u g h l y r i n s e d wi t h c l e a n wa t e r c a n l e a v e i o n i c c o n t a mi n a t i o n o n t h ea s s e mb l y .

4 . 4 Co n f o r ma l c o a t i n q . Co n f o r ma l c o a t i n a i s a t h i n P r o t e c t i v e f i l m,a p l i e d t o t h e p r i n t e d wi r i n g a s s e mb l y t o p r o t ~ c t i t f r o m i t s e n v i r o n me n t ;Ea l e I V s u mma r i z e s s o me o f t h e p r o p e r t i e s o f d i f f e r e n t c o n f o r ma l c o a t i n g s .4 . 4 . 1 Co n f o r ma l c o a t i n g ma t e r i a l s . Ma t e r i a l s u s e d f o r c o n f o r ma l c o a t i n gi n c l u d e a c r y l l c , e p o x y , p o l y u r e t h a n e , s i l i c o n e , a n d p a r y l e n e . Ea c h h a s i t so wn a d v a n t a e s a n d d i s a d v a n t a g e s i n t e r ms o f d u r a b i l i t y , e f f e c t i v e n e s s , c o s t ,Ya s e o f a p p i c a t i o n a n d r e p a i r a b i l i t y .

T ABL E I V . Co n f o r ma l c o a t i n g c h a r a c t e r i s t i c s .CHARACTERI S T I CS

CONFOR t 4 ALOAT1NGEPOXY x x x x x x x x xA CR YL I C L A COU ER S x x x , ! x x x x x YPOL i URET HANES k x x x x x x x x x xS I L I CON x x x x x x x x x xPARYLENE x x x x x x x

4 . 4 . 2 Ac r y l i c c o a t i n g s . Ac r y l i c c o a t i n g s a r e u s u a l l y a s o l v e n t b a s e df a s t d r y i n g s y s t e m. A d v a n t a g e s o f a c r y l i c c o a t i n g s a r e t h a t t h e y d r y t o at a c k - f r e e f i n i s h i n 1 0 t o 1 5 mi n u t e s a t r o o m t e mp e r a t u r e , a r e f u n g u sr e s i s t a n t , a n d a r e e a s i l y r e mo v e d f o r r e p a i r . A d i s a d v a n t a g e o f a c r y l i cc o a t i n g s i s t h a t t h e i r r e s i s t a n c e t o s o l v e n t s a n d c h e mi c a l s i s p o o r . A c r y l i c sh a v e a n o p e r a t i n g r a n g e o f - 6 5 t o 1 3 0 C ( - 8 5 t o 2 6 6 F ) .

4 . 4 . 3 Ep o x y c o a t i n g s . Ep o x y c o a t i n g s a r e n o r ma l l y a t w o - p a r t s y s t e m a n dma y c o n t a i n a s o l v e n t f o r t h i n n i n

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