Во время отладки параметров SMT-печати мы обнаружили, что выступы припоя и недостаточность припоя часто не являются изолированным явлением, а скорее совокупным результатом несоответствия между давлением ракеля и скоростью движения. Когда давление превышает 4,8 кг, а скорость остается выше 50 мм/с, паяльная паста чрезмерно выдавливается и растекается в поперечном направлении вдоль отверстий трафарета, при этом под микроскопом видны заметные тянущиеся нити. И наоборот, если давление ниже 4,2 кг и скорость ниже 40 мм/с, паяльная паста не может полностью заполнить дно отверстий, в результате чего высота паяного соединения после оплавления обычно составляет менее 120 мкм, что особенно заметно на компонентах типа QFN с шагом 0201 и 0,4 мм.
Реальная проверка ракелей JJY на производственной линии показывает, что при каждом увеличении давления на 0,1 кг деформация трафарета увеличивается примерно на 3,2 мкм, а при каждом увеличении скорости на 5 мм/с время сдвига паяльной пасты сокращается примерно на 18 мс. Сочетание этих двух факторов вызывает дисбаланс между силой сцепления и адгезией паяльной пасты на этапе отделения. На этом этапе, даже если натяжение трафарета соответствует стандарту и вязкость паяльной пасты соответствует требованиям, локальные выступы припоя и перемычки между соседними площадками все равно будут сосуществовать. Это противоречивое явление встречается в 27% случаев при использовании порошковой паяльной пасты типа 6 с лазерным трафаретом толщиной 0,1 мм.
Обычно мы устанавливаем начальное давление на 4,5 кг и одновременно включаем обратную связь по скорости. Автоматически определяя значение отклонения профиля края контактной площадки с помощью AOI после печати, мы выполняем обратную коррекцию параметров. Когда длина выступа припоя >80 мкм возникает на трех последовательных платах, мы отдаем приоритет снижению давления на 0,2 кг, а не увеличению скорости, поскольку увеличение скорости усугубит удержание и накопление паяльной пасты на кромке лезвия ракеля, в результате чего стандартное отклонение последующих колебаний толщины печати увеличится до ±9,6 мкм. Если недостаточная доля площади пайки > 15% на пяти последовательных платах, сначала убедитесь, что износ кромки лезвия ракеля не превышает 0,03 мм, затем уменьшите скорость до 42 мм/с и наблюдайте за изменением среднего объема паяльной пасты на следующей плате.
Углеродная подложка ракеля JJY сохраняет стабильную термическую деформацию в пределах ±0,8 мкм при работе со скоростью 45 мм/с. Однако, если давление превышает 4,9 кг в течение длительного времени, его опорная конструкция кромки лезвия подвергнется необратимому микровыпучиванию после 72 часов непрерывной работы. На этом этапе даже повторная калибровка нажимного диска не может восстановить первоначальный угол контакта, и необходимо заменить весь узел швабры; в противном случае все последующие настройки параметров будут лишь маскировать проблему, а не решать ее.
На объекте производственная линия однажды по ошибке резко увеличила давление с 4,5 кг до 5,2 кг, чтобы устранить внезапное недостаточное количество припоя. В результате за два часа процент дефектов спайков взлетел с 0,18% до 3,7%, а на нижней части трафарета появились регулярные поперечные царапины. Осмотр с помощью увеличительного стекла подтвердил наличие микросколов на кромке лезвия ракеля. Это показывает, что регулировка параметров должна следовать принципу постепенного изменения: каждая регулировка давления не должна превышать 0,2 кг, каждая регулировка скорости не должна превышать 3 мм/с, а между регулировками должно быть расстояние не менее двух досок для подтверждения эффекта.
