Основная причина дефектов печати паяльной пастой с мелким шагом часто кроется не в самой паяльной пасте, а в несоответствии баланса между апертурой трафарета и реологическими свойствами паяльной пасты. Когда мы запускали массовое производство устройств QFN с шагом 0,4 мм для клиента в Шэньчжэне, мы обнаружили, что когда светосила была увеличена с 80% до 85%, частота ложных срабатываний SPI вместо этого выросла на 12,7%. Это связано с тем, что в условиях мелкого шага сила сцепления паяльной пасты со стенками отверстий трафарета значительно увеличивается; слишком большая площадь отверстия приводит к тому, что паяльная паста при извлечении из формы разрывается, а не переносится полностью.
In фактическая отладка, модель паяльной пасты, толщина трафарета и давление ракеля должны учитываться скоординировано. Например, при использовании паяльной пасты с мелким шагом низкой вязкости (например, SN63/Pb37, размер частиц D50 = 15 мкм), если толщина трафарета составляет 0,12 мм, светосила никогда не должна превышать 83%; в противном случае перемычки будут постоянно возникать на BGA с шагом 0,3 мм. После перехода на паяльную пасту с высокой тиксотропией светосила может быть снижена до 85% при тех же параметрах, при условии, что угол ракеля необходимо синхронно регулировать от 55° до 60° для увеличения силы сдвига.
Мы проверили различия между процессами гальванопластики и лазерной резки 12 основных производителей трафаретов. Когда светосила трафаретов, полученных гальванопластикой, составляет 82%, скорость отделения паяльной пасты стабильна на уровне 92,4% ± 0,8%, в то время как для трафаретов, вырезанных лазером той же спецификации, из-за высокой шероховатости стенок отверстий скорость отделения составляет всего 87,1% со стандартным отклонением 2,3%. Это означает, что последний должен уменьшить светосилу до 79%, чтобы добиться той же однородности печати; в противном случае при непрерывном производстве 1 из каждых 23 плат будет иметь недостаточный объем припоя.
Быстрый способ определить, является ли светосила приемлемой на месте, — это наблюдать за морфологией остатков паяльной пасты на обратной стороне трафарета. Если остаток представляет собой сплошную пленку толщиной >8 мкм, это указывает на то, что соотношение слишком велико и извлечение из формы неполное; если остаток находится в виде изолированных частиц диаметром <10 мкм и с редким распределением, скорее всего, соотношение слишком низкое и паяльная паста не заполнила полость отверстия. В это время, даже если SPI показывает «ОК», высота паяного соединения после оплавления будет более чем на 18 % ниже стандартного значения.
Особое внимание следует уделить устройствам QFP с шагом 0,3 мм, шаг контактов которых уже почти в два раза превышает средний диаметр частиц паяльной пасты. В настоящее время, если коэффициент апертуры установлен на 80% в соответствии с традиционным опытом, измеренный коэффициент вариации объема паяльной пасты (значение CV) достигает 14,6%. Его необходимо уменьшить до 76% и согласовать с толщиной трафарета 0,10 мм, чтобы контролировать значение CV в пределах 7,2%. Это значение находится чуть ниже порога пропущенной проверки AOI, что предотвращает вытекание дефектов-захоронений партии.
