Os respingos da pasta de solda e do pó de solda nunca são causados ​​por um único fator, mas sim pelo resultado da incompatibilidade combinada entre as propriedades reológicas da própria pasta de solda, a precisão geométrica da abertura do estêncil, a pressão descendente do rodo e a velocidade de recuperação, a estabilidade de adsorção a vácuo da impressora e o tempo acima do liquidus durante a fase de reFluxo da pasta de solda. Quando descobrimos pequenas bolas de solda densamente distribuídas com um diâmetro de 15-40 μm próximas às almofadas do resistor 0201 em uma linha de produção de módulos automotivos em Dongguan, primeiro descartamos fatores interferentes, como tremulação da correia transportadora do forno de refluxo e pureza insuficiente de nitrogênio, e em vez disso nos concentramos no comportamento dinâmico durante o processo de impressão da pasta de solda.

A pasta de solda sofre escoamento sob a ação de cisalhamento do rodo. Se a viscosidade for muito baixa ou o índice tixotrópico for inferior a 0,65, ele será puxado em filamentos devido à coesão insuficiente no momento da desmoldagem e se quebrará em pó de solda semelhante a névoa. Esses pós de solda são transportados pelo vapor do fluxo e respingos para as almofadas adjacentes ou corpos dos componentes durante o estágio inicial de refluxo e, após o resfriamento, formam pequenas bolas de solda que não podem ser limpas. Depois de mudarmos para pasta de solda Tipo 4 com teor de metal de 90,5%, viscosidade de 720 Pa·s (@0,1 rad/s) e índice tixotrópico de 0,78, o volume de respingos diminuiu 63%. Ao mesmo tempo, reduzimos a espessura do estêncil de 100 μm para 80 μm, compensamos a proporção da área de abertura em 1:1,05 e apertamos o ângulo do rodo de 60° para 55°, para que a tensão de cisalhamento seja transmitida de maneira mais uniforme à área central da almofada.

A pressão de impressão deve corresponder dinamicamente à tensão do estêncil. Quando a tensão for de 35 N/cm², a pressão deverá ser ajustada em 5,8 kgf para garantir que a pasta de solda seja completamente preenchida sem transbordar. Certa vez, não conseguimos calibrar o sensor de pressão, resultando em uma pressão local de 7,3 kgf, o que causou bolas de solda contínuas na lateral do capacitor 0402. Este fenômeno desapareceu após substituí-lo por um sensor piezoelétrico de alta resposta e realizar a verificação de desvio zero a cada turno. Ao mesmo tempo, comprimimos o tempo de residência pós-impressão para ≤60 segundos para evitar a volatilização prematura do solvente na superfície da pasta de solda, o que causaria o colapso da borda e agravaria os respingos subsequentes.

O tempo acima do liquidus durante o processo de refluxo da pasta de solda deve ser rigorosamente controlado entre 65 e 90 segundos. Exceder 95 segundos não só agravará a oxidação e aglomeração do pó de solda, mas também fará com que a tensão superficial da solda fique desequilibrada e induza respingos. Quando usamos um termopar KIC para medição real, descobrimos que a inclinação de aquecimento real em uma determinada zona de temperatura era 1,8°C/s maior que o valor definido, o que fez com que parte da solda derretesse prematuramente no final da zona de imersão, formando gotículas de tamanho micrométrico antes de entrar no pico de refluxo. Depois de recalibrar os parâmetros PID e corrigir a inclinação de aquecimento para 1,2°C/s, o número de pequenas esferas de solda foi mantido de forma estável abaixo de 170 PPM.

Todas as ações de melhoria devem ser atualizadas de forma síncrona no plano de controle FMEA. Por exemplo, adicione uma etapa de medição de viscosímetro rotacional à inspeção de entrada de lotes de pasta de solda, altere a frequência de limpeza do estêncil de cada 4 horas para obrigatória a cada 2,5 horas e use XRF para detectar se o teor de oxigênio na câmara do forno é ≤100 PPM para a primeira peça do forno de refluxo todos os dias. Se algum item não for de circuito fechado, todos os ajustes anteriores serão inválidos. Certa vez, perdemos a inspeção de um lote de pasta de solda em uma fábrica em Suzhou, onde a distribuição de tamanho de partícula D90 excedeu o padrão para 28,3 μm, e o defeito da esfera de solda recuperou para 2.900 PPM em três dias. Não foi completamente controlado até que todo o inventário fosse refeito e o processo de atomização a montante fosse rastreado.