Ao processar placas de pacote BGA densas na linha de produção, observamos resíduos óbvios de pasta de solda sob um microscópio após a colocação do SMT, especialmente cobertura semelhante a um filme semitransparente ao longo das bordas das almofadas de passo de 0,4 mm. Este fenômeno não é causado apenas pela limpeza incompleta, mas pelo resultado combinado das características dos resíduos de Fluxo da própria pasta de solda, da precisão do projeto das aberturas do estêncil, das flutuações da pressão de impressão e do conteúdo de oxigênio na atmosfera de refluxo. Entre eles, a pasta de solda não limpa utiliza resina com baixo teor de resina ou sistemas de resina sintética; mudanças na tensão superficial levam a uma má escalada da solda nas bordas, ao mesmo tempo que exacerbam a formação de filme em áreas não soldadas.
O desempenho de limpeza da pasta de solda está intimamente relacionado à proporção do conteúdo de pó metálico na pasta. Testamos uma pasta de solda Sn96.5Ag3.0Cu0.5 com 88,5% de teor de metal após refluxo em ambiente de nitrogênio, e seu resíduo ainda exigiu mais de 3 limpezas com álcool isopropílico para ser completamente removido. Em contraste In, a mesma formulação com teor de metal reduzido para 87,2% foi mais fácil de emulsionar e descascar com agentes de limpeza à base de água devido ao aumento da taxa de fluxo. Isto mostra que a limpeza da pasta de solda não pode depender apenas do desempenho do agente de limpeza; o conteúdo sólido da pasta de solda, a faixa de ponto de ebulição do transportador e o tipo de ativador de ácido orgânico devem ser incluídos na cadeia geral de avaliação.
Depois de mudar para pasta de solda não limpa na linha de produção, a taxa de falha de contato da bancada de teste de TIC aumentou 1,2%. A investigação revelou que o regulador tixotrópico adicionado na pasta de solda não limpa forma um filme polimérico reticulado após refluxo em alta temperatura. Esta película é insolúvel em agentes de limpeza de hidrocarbonetos convencionais à temperatura ambiente e deve ser removida eficazmente utilizando um solvente misto contendo 15% de éter monobutílico de etilenoglicol. Contudo, tais solventes aceleram a corrosão dos rodos de aço inoxidável. Portanto, a seleção do processo de pasta de solda é essencialmente um equilíbrio dinâmico entre eficiência de limpeza, desgaste do equipamento e estabilidade de rendimento.
Depois de alterar a espessura do estêncil de 0,12 mm para 0,10 mm, a taxa de liberação de impressão da mesma pasta de solda melhorou, mas os resíduos da superfície da placa aumentaram. Isso ocorre porque o afinamento do estêncil sujeita a pasta de solda a maiores tensões de extrusão durante o processo de cisalhamento, causando precipitação local da fase de fluxo e enriquecimento fora das pastilhas. Neste ponto, mesmo os agentes de limpeza fortes não conseguem dissolver completamente os derivados de colofónia polimerizados termicamente. Portanto, os problemas de limpeza da pasta de solda devem ser abordados de forma colaborativa na fase de engenharia do estêncil, em vez de serem deixados apenas para o processo de limpeza posterior.
Certa vez, usamos o mesmo modelo de máquina de limpeza ultrassônica para comparar a limpeza de três tipos de resíduos de pasta de solda. Os resultados mostraram que a pasta de solda contendo emulsificante etoxilado de nonilfenol pode ser removida em 30 segundos com lavagem com água a 60°C, enquanto a pasta de solda contendo um sistema misto de ativação de ácido adípico e ácido glutárico ainda apresentava leve resíduo fluorescente mesmo após estender o tempo para 120 segundos. Isto verifica que o principal fator limitante para a limpeza da pasta de solda não é a potência do equipamento de limpeza, mas a limitação inerente da própria formulação da pasta de solda nas etapas de limpeza subsequentes. Portanto, a seleção do processo deve começar a partir do objetivo final, e a viabilidade da limpeza deve ser um item de veto de um voto na revisão da introdução da pasta de solda.
