Durante a fase de preparação, é necessário confirmar simultaneamente se o conteúdo de metal do lote de pasta de solda é de 89,5±0,3%, o nível de atividade do Fluxo à base de colofônia é de grau RMA, a temperatura de armazenamento a frio é mantida em 0~10°C e o tempo de refluxo não é inferior a 4 horas. Ao mesmo tempo, a tensão do estêncil deve ser calibrada para 45±2N/cm, a dureza do rodo definida para 85±2 Shore A e a umidade do ambiente de trabalho da máquina de impressão controlada dentro da faixa de 45±5% UR. Caso contrário, a pasta de solda de partículas finas é altamente propensa a formar pontes de solda ou solda insuficiente durante a liberação.
In termos de parâmetros principais, o valor D50 do tamanho de partícula de pó da pasta de solda de partículas finas é estritamente limitado à faixa de 4,8 ± 0,3 μm e a extensão de distribuição de tamanho de partícula D90 / D10≤2,1, que determina diretamente se pode atingir o preenchimento completo em aberturas de estêncil com tamanho ≤120μm. A pasta de solda convencional de partículas médias geralmente tem uma taxa de enchimento inferior a 75% nessas aberturas, enquanto a pasta de solda de partículas finas pode atingir de forma estável mais de 92%. Combinado com uma viscosidade de 320±30Pa·s e um índice tixotrópico de 2,3±0,2, garante que não ocorra colapso nem formação de pontas durante o processo de impressão.
In nas etapas de operação, o ângulo do rodo deve ser fixado em 55±2°, a velocidade de impressão definida para 25±3mm/s, a velocidade de liberação controlada em 1,2±0,1mm/s e a distância de liberação mantida em 0,15±0,02mm. Se a distância de liberação exceder 0,18 mm, a pasta de solda de partículas finas, devido à sua fraca força coesiva, é facilmente arrastada pelo estêncil para formar bolas de solda, enquanto uma velocidade excessivamente rápida causará defeitos irregulares nas bordas. Certa vez, verificamos na linha de produção de um cliente com resistores 01005 e descobrimos que quando a velocidade de liberação foi aumentada de 1,1 mm/s para 1,4 mm/s, a taxa de ponte da junta de solda aumentou de 0,12% para 0,87%.
Para solução de problemas, deve-se dar prioridade à verificação se há filme residual de pasta de solda seca na parte inferior do estêncil, porque partículas de tamanho micrométrico na pasta de solda de partículas finas são mais propensas à oxidação local em ambientes secos, levando a uma maior resistência à liberação. Neste momento, após limpar com IPA, a tensão deve ser medida novamente e confirmada como não apresentando arranhões visíveis. Se a omissão de impressão persistir, o tempo de agitação da pasta de solda deve ser verificado imediatamente para ver se excede 3 minutos. A agitação excessiva romperá o filme de fluxo e reduzirá a molhabilidade. Certa vez, medimos que, após agitação prolongada, o ângulo de molhamento da almofada deteriorou-se de 28° para 43°.
Para dicas práticas, recomenda-se amostrar e inspecionar o perfil da pasta de solda com microscópio 100x a cada 5 PCBs impressos, focando na observação da diferença de plenitude dos quatro cantos. Se a taxa de defeito unilateral for >3%, a máquina deve ser desligada imediatamente para corrigir o paralelismo do rodo, e o tempo de serviço da pasta de solda deve ser reduzido das convencionais 8 horas para 6 horas. Como a pasta de solda de partículas finas tem uma grande área de superfície específica e o solvente volatiliza mais rapidamente, a taxa de aumento da viscosidade após o armazenamento prolongado é 1,7 vezes maior que a da pasta de solda de partículas médias. Medições reais mostram que após 6,5 horas de armazenamento, sua viscosidade aumentou para 380Pa·s, excedendo em muito o limite superior da janela do processo.
Antes do refluxo, é necessário confirmar se o desvio de volume da pasta de solda na almofada é ≤±8%, o que é conseguido definindo 0,05mm3 como tolerância de referência através do equipamento SPI. Devido à alta uniformidade de partículas da pasta de solda de partículas finas, o desvio padrão do volume de 100 impressões consecutivas sob o mesmo estêncil é de apenas 0,012 mm3, o que é significativamente melhor que 0,028 mm3 para pasta de solda de partículas médias. Isso significa que em blocos de 0,3 × 0,15 mm de pacotes 0201, sua faixa de flutuação de volume de solda pode ser controlada dentro de ± 0,004 mm3, reduzindo bastante o risco de marcação para exclusão e soldagem a frio.
As aberturas do estêncil devem adotar um processo de eletroformação em vez de corte a laser, porque a altura da rebarba da borda deste último geralmente atinge 1,2 μm, o que arranhará a estrutura da superfície esférica da pasta de solda de partículas finas e causará distribuição desigual do fluxo. Descobrimos em testes comparativos que, ao usar a pasta de solda em pó nº 3, a taxa média de vazios nas juntas de solda dos estênceis eletroformados foi de 2,1%, enquanto a dos estênceis cortados a laser aumentou para 5,8%, especialmente na área da almofada inferior dos chips QFN.
Após cada troca de material, a primeira peça deve passar por uma varredura transversal de raios X, com foco na medição se a espessura da camada IMC da junta de solda está na faixa de 1,8 ~ 2,5 μm. A pasta de solda de partículas finas derrete mais completamente, resultando em um crescimento IMC mais uniforme. No entanto, se a temperatura de pico de refluxo se desviar de 235±2°C, esta espessura ficará fora de controle. Por exemplo, quando o pico atinge 238°C, a espessura média do IMC aumenta para 3,1 μm, o que enfraquece a resistência à fadiga da junta de solda.
A pasta de solda de partículas finas é estritamente proibida de ser misturada com qualquer outro tipo de pasta de solda. Mesmo entre lotes diferentes da mesma série e do mesmo fabricante, o sistema de alimentação deve ser cuidadosamente limpo. Uma quantidade residual> 0,3 mg causará bordas de impressão borradas, pois há uma flutuação de ± 5% na distribuição do peso molecular da resina de colofônia entre diferentes lotes, o que afeta diretamente a correspondência de tensão interfacial.
