Os defeitos da esfera de solda são particularmente proeminentes na colocação de dispositivos de embalagem 0201 e menores. A causa raiz está na pasta de solda sendo arrastada e salpicada pelo vapor do Fluxo durante a fase de refluxo. Design de abertura de estêncil irracional, teor de óxido excessivamente alto ou distribuição de tamanho de partícula excessivamente ampla da própria pasta de solda e taxa de aquecimento descontrolada antes do liquidus no perfil de refluxo geralmente ocorrem em combinação. Verificamos na pasta de solda da série Jia Jinyuan F750 que quando a espessura do estêncil foi reduzida de 0,12 mm para 0,10 mm e as aberturas foram expandidas para fora na proporção de 1:1,15, a taxa de ocorrência de esferas de solda diminuiu 63%. O pré-requisito é que a pressão do rodo seja ajustada sincronizadamente de 4,8 kg a 3,2 kg; caso contrário, o rompimento das bordas agravará os respingos.
As aberturas do estêncil devem corresponder às propriedades reológicas da pasta de solda
Não adotamos uma regra uniforme de abertura de 1:1,05. Em vez disso, com base na curva de queda de viscosidade medida da pasta de solda Jia Jinyuan F750, aplicamos uma expansão externa retangular de 1:1,15 às aberturas para componentes 0201 sob um estêncil de 0,10 mm de espessura, enquanto polimos a parede interna para Ra ≤ 0,2 μm. Isto garante uma liberação suave e evita resíduos de pasta de solda nas paredes da abertura. Se um estêncil de 0,12 mm ainda for usado, mesmo a expansão para 1:1,2 dificilmente suprimirá as bolas de solda, porque o excesso de pasta de solda inevitavelmente transbordará para ambos os lados após a expansão térmica no estágio inicial do refluxo.
A seleção da pasta de solda não pode depender apenas da Tg e da atividade
A pasta de solda Jia Jinyuan F750 tem um teor de metal de 89,2%, um tamanho médio de partícula de 15 μm e um D90 de 28 μm. Esta combinação mantém um rendimento de impressão estável de 99,3% sob um estêncil de 0,10 mm. No entanto, se mudar para uma pasta de solda concorrente com um teor nominal de metal de 88,5% e um D90 de 35 μm, mesmo com um perfil de refluxo idêntico, o número de esferas de solda ainda aumenta 2,4 vezes. Isto indica que partículas maiores são mais propensas a fraturar sob força de cisalhamento e formar esferas fundidas independentes, enquanto o teor excessivamente alto de metal agrava ainda mais o desequilíbrio da tixotropia. Portanto, a seleção deve ser baseada na distribuição medida do tamanho das partículas e nos valores reais de CV da altura de impressão, em vez de apenas fazer referência aos parâmetros TDS do fabricante.
O perfil de refluxo deve ser definido em conjunto com a combinação de estêncil e pasta de solda
Eliminamos perfis de refluxo genéricos baseados em modelos. Para a combinação de estêncil de 0,10 mm + Jia Jinyuan F750, controlamos rigorosamente a inclinação do segmento de aquecimento de 150°C a 183°C a 0,8°C/s e mantemos a zona de imersão a 175 ± 2°C por 90 segundos. O objetivo é permitir que o fluxo libere totalmente solventes de baixo ponto de ebulição sem causar vaporização violenta. Se a inclinação exceder 1,0°C/s, a energia de ruptura das microbolhas dentro da pasta de solda fará com que o estanho líquido seja pulverizado em direção às bordas da almofada. Neste ponto, mesmo a redução da temperatura de pico não terá efeito, porque as esferas de solda já completaram a nucleação antes do liquidus.
Todos os ajustes devem ser verificados de forma síncrona. A otimização de qualquer etapa por si só pode introduzir novos defeitos. Por exemplo, apenas refinar o tamanho das partículas da pasta de solda sem reduzir a espessura do estêncil levará a uma altura de impressão insuficiente e subsequentes juntas de solda fria, enquanto apenas reduzir a taxa de aquecimento de refluxo sem melhorar o teor de óxido da pasta de solda aumentará a proporção de umedecimento deficiente. Essas correlações devem ser confirmadas por meio de comparação cruzada de dados de AOI e de seção transversal após 48 horas de operação contínua da linha de produção para verificar o efeito real.
