Надежность паяльной пасты начинается не с химического состава флюса или профиля оплавления, а с физической структуры порошка ее сплава, где распределение размеров определяет, насколько равномерно материал выходит из отверстий трафарета, прилипает к поверхностям контактных площадок и слипается во время плавления; Широкое распределение, содержащее чрезмерные мелкие частицы размером менее 10 мкм, увеличивает площадь поверхности оксида и способствует слипанию припоя, тогда как частицы с размером более 45 мкм препятствуют заполнению апертуры и вызывают периодические сбои при печати, особенно на компонентах с шагом 0,3 мм, требующих порошков типа 4 или более мелких.
Стандарт IPC-7527 определяет восемь типов порошков на основе значений D10, D50 и D90, при этом Тип 3 (D50 ≈ 32 мкм, диапазон 25–45 мкм) остается рабочей лошадкой для общих линий SMT, обрабатывающих корпуса 0402 и SOIC, а Тип 4 (D50 ≈ 25 мкм, диапазон 20–38 мкм) обеспечивает стабильную печать до Шаг 0,25 мм и тип 5 (D50 ≈ 18 мкм, диапазон 15–25 мкм) поддерживают QFN и микро-BGA с шагом 0,2 мм в сочетании с трафаретами, полученными электроформованием, с соотношением сторон ≥1:1,5 и соответствующим нанопокрытием.
Производители контролируют распределение с помощью распыления инертным газом с последующей многоступенчатой воздушной классификацией, где скорость ротора, скорость воздушного потока и скорость подачи совместно определяют точки резки, и даже незначительные отклонения давления классификатора вызывают измеримые сдвиги в D90, которые напрямую коррелируют с уменьшением площади покрытия на 0201 на 5–8% во время высокоскоростной печати со скоростью 25 мм/с; Поэтому согласованность от партии к партии контролируется с помощью лазерных дифракционных анализаторов, откалиброванных в соответствии со стандартами PSL, отслеживаемыми NIST, с допустимым отклонением, ограниченным ± 1,2 мкм для D50 и ± 3,0 мкм для D90 для производственных партий по 30 кг.
Индекс узкого диапазона (D90/D10 <2> 3,0 увеличивает вероятность неполного слияния около тепловых отверстий диаметром 0,15 мм в подложках HDI, особенно в сочетании с составами флюсов с низким содержанием твердых частиц, содержащими <6>
Бимодальные смеси, обычно смешивающие 70% порошка типа 4 с 30% порошка типа 5, обеспечивают повышенную стойкость к осадке без ущерба для эффективности отделения, поскольку более крупные частицы действуют как структурные разделители во время сдвига пасты, в то время как мелкие частицы заполняют промежуточные промежутки и увеличивают плотность загрузки металла до 91,5 мас.%, однако этот подход требует точной реологической настройки, поскольку несовпадающие оксидные слои между группами могут вызвать микросегрегацию во время хранения или вызвать нестабильное время схватывания. разложение за 12 часов при 25°C.
Полевые испытания показывают, что переход от номинальной пасты типа 3 с D50 = 33,1 мкм и диапазоном = 2,8 к контролируемой пасте типа 4 с D50 = 24,7 мкм и диапазоном = 2,0 снижает образование мостов на TSSOP с шагом 0,4 мм на 62 % и повышает выход за первый проход с 89,3 % до 97,1 % при использовании 12 линий при условии толщины трафарета. остается ≤100 мкм, а уменьшение апертуры остается в пределах −12% от размеров площадки CAD для поддержания отношения объема к площади выше 0,62.
Пользователи должны сверять листы данных входящего порошка с фактическими результатами ситового анализа при каждой смене поставщика, поскольку заявленные значения D50 могут отличаться на ± 2,4 мкм от измеренных значений из-за различий в дисперсионных средах, интенсивности ультразвука или предположениях о показателе преломления в установках лазерной дифракции, и такие расхождения становятся критически важными с эксплуатационной точки зрения при нанесении пасты на ступенчатые трафареты с локализованными тонкими секциями толщиной 75 мкм с заданной паяльной маской 0,1 мм. подушечки.
