Во время отладки линии SMT для BGA-чипов с шагом 0,3 мм мы обнаружили, что дефекты перемычек, обнаруженные с помощью AOI, были сконцентрированы между контактными площадками столбцов 3–7, что тесно связано с неравномерной толщиной паяльной пасты, вызванной колебаниями давления ракеля. Когда натяжение трафарета падает ниже 38 Н/см, коэффициент перекрытия возрастает с 1,2% до 9,7%. После того, как JJY заменил трафарет на месте, выход этой партии за первый проход сразу же увеличился до 99,1%.
Риск образования перемычек в процессе печати паяльной пастой тесно связан с отклонением размеров отверстий трафарета. Когда ширина апертуры на 0,015 мм уже ширины площадки, а соотношение сторон превышает 1,8, тенденция сдавливания края паяльной пасты усиливается. В сочетании с монтажным давлением вниз по оси Z, превышающим 0,08 мм, между соседними выводами с шагом QFN 0,4 мм образуются непрерывные перемычки припоя. Такие мостики не могут быть автоматически разделены поверхностным натяжением после оплавления, поскольку активность флюса преждевременно исчерпывается до достижения пиковой температуры.
Для паяльной пасты SP-820, используемой JJY, при комнатной температуре 25 ℃ увеличение вязкости на каждые 500 Па·с приводит к увеличению длины нити паяльной пасты на 0,13 мм во время печати. Если дно трафарета не обработано наногидрофобным покрытием, концы нити легко сцепляются с соседними площадками. Такие микромостики на ранней стадии оплавления покрываются оксидной пленкой, которая в конечном итоге превращается в необратимое короткое замыкание. Вместо этого локальный нагрев термофеном во время ремонта расширит диапазон перекрытия.
Однажды мы разделили один и тот же рулон трафарета JJY на три части для тестирования. В разделе А показатель мостового соединения составил 4,3% после 120 000 использований; Раздел B снизился до 1,9% после лазерного ремонта краев апертуры; Секция C, замененная конструкцией ступенчатой апертуры, стабилизировалась на уровне 0,6%. Это указывает на то, что образование перемычек не вызвано каким-то одним фактором, а является результатом совокупного отказа, связанного со сроком службы трафарета, реологическими свойствами паяльной пасты и динамической реакцией при монтаже.
Если во время работы чипов с шагом 0,3 мм SPI обнаруживает, что коэффициент вариации объема паяльной пасты для одной площадки превышает 12,7%, последующая вероятность перемычки превышает пороговое значение. На этом этапе необходимо одновременно проверить, превышает ли боковое биение ленты гусеничного конвейера 0,025 мм, поскольку малейшие вибрации усиливают ошибку позиционирования монтажной головки по оси Y, в результате чего паяльная паста, которая должна попасть в центр площадки, фактически смещается к краю, тем самым вызывая капиллярное передвижение между соседними площадками.
Статистика производственной линии JJY показывает, что 73% дефектов перемычек возникают в первом изделии и первых 5 платах после смены линии. Это связано с тем, что повышение температуры трафарета отстает от температуры окружающей среды машины. Когда температура тела трафарета на 2,3 ℃ ниже заданного значения, распределение напряжения сдвига паяльной пасты внутри отверстия становится несбалансированным, в результате чего форма экструзии припоя меняется с округлой на зубчатую. Зазубренные кончики становятся отправной точкой перемычки в момент установки чипа, и обычные проверки вообще не могут уловить эту разницу температур.
