Durante o comissionamento de novos lotes de pasta de solda na linha de produção, encontramos frequentes impressões offset e defeitos de solda insuficientes. O rastreamento da causa raiz geralmente aponta para uma incompatibilidade entre a seleção do tamanho das partículas do pó de solda e a janela do processo. Por exemplo, quando a pasta de solda nominalmente especificada como pó Tipo 4 é usada em dispositivos QFN com passo de 0,3 mm, embora teoricamente viável, o tamanho de partícula excessivamente fino na verdade aumenta a taxa de defeito de liberação em 12%. Nas mesmas condições, a mudança para o pó Tipo 3 aumentou a taxa de aprovação do primeiro artigo de 76% para 94%. Isso mostra que o tamanho das partículas do pó de solda não é um parâmetro isolado, mas uma variável que deve ser avaliada como parte de toda a cadeia do processo.
As propriedades reológicas da pasta de solda são altamente dependentes da distribuição do tamanho das partículas do pó de solda. Os três valores característicos D10, D50 e D90 determinam conjuntamente a sua rolabilidade e tixotropia. Entre eles, D50, o diâmetro médio, reflete melhor o tamanho da partícula principal. O pó Tipo 3 tem um D50 de 25±5μm, enquanto o pó Tipo 4 tem 20±4μm. Embora os dois difiram apenas cerca de 5 μm, suas áreas superficiais específicas diferem em quase 30%, o que aumenta diretamente a quantidade de Fluxo adsorvido, afetando assim o tempo de recuperação da viscosidade e a tendência de queda. In impressão de dispositivos com passo abaixo de 0,4 mm, o pó Tipo 4 é mais propenso a levantamento e formação de ponte de filete de borda, especialmente quando a espessura do estêncil é de 0,12 mm e a taxa de abertura é inferior a 0,65.
Certa vez, rastreamos os dados de perda de captação do mesmo modelo de máquina de colocação por três semanas consecutivas e descobrimos que, após mudar para o pó Tipo 4, a taxa de perda de captação dos componentes 0201 aumentou de 0,87% para 1,35%. Uma revisão revelou que sob a pressão do rodo, o rearranjo das partículas na pasta de solda se intensificou, levando à redução da consistência do volume pós-impressão. Como o pó Tipo 3 tem partículas mais cheias e menor resistência ao rolamento, sob as mesmas condições de velocidade do rodo de 60 mm/s e pressão de 4,5 kg, seu coeficiente de variação CV do volume de impressão permanece estável dentro de 4,2%, enquanto o pó Tipo 4 flutua entre 5,8% e 7,1%. Essa diferença é amplificada exponencialmente em tempos takt de posicionamento de alta velocidade.
A determinação no local sobre se o tamanho de partícula de um pó de solda é adequado não pode depender apenas de relatórios do fornecedor; deve ser combinado com medição microscópica real e teste de tensão de impressão. Nosso método comum é pegar uma pequena quantidade de pasta de solda, aplicá-la em uma lâmina de vidro e usar um microscópio metalográfico de 500× para observar a clareza do contorno das partículas e o estado de aglomeração. Se o pó Tipo 4 apresentar agregação floculenta óbvia ou rebarbas nas bordas, isso indica que a oxidação da superfície excedeu o padrão. In neste caso, mesmo que o D50 atenda às especificações, ele não pode ser usado para montagem em esfera BGA de alta densidade. O pó tipo 3, mesmo após três meses de armazenamento, ainda pode manter a dispersibilidade das partículas, que é a principal razão pela qual permanece popular em linhas de produção de lotes pequenos a médios e alta mistura.
Os clientes muitas vezes acreditam erroneamente que o pó de solda mais fino é mais adequado para soldagem de precisão, mas ignoram o equilíbrio entre a estabilidade de armazenamento da pasta de solda e a vida útil do estêncil. A taxa de desgaste do pó Tipo 4 nas paredes da abertura do estêncil é cerca de 1,8 vezes maior que a do pó Tipo 3. Um cliente substituiu um estêncil a laser após 250.000 placas consecutivas usando pó Tipo 4, enquanto nas mesmas condições o pó Tipo 3 poderia suportar 420.000 placas. Por trás disso não está apenas uma questão de custo, mas também o efeito agravado da perda de capacidade devido ao tempo de inatividade da mudança de estêncil e ao risco de confirmação do primeiro artigo.
