Скорость испарения флюса паяльной пасты не является изолированным параметром; он тесно связан с толщиной отпечатка паяльной пасты, скоростью линейного нагрева зоны предварительного нагрева оплавления и временем пребывания в зоне выдержки. Когда мы отлаживали компоненты 01005 на заводе автомобильной электроники в Дунгуане, мы обнаружили, что после увеличения скорости конвейера с 70 см/мин до 90 см/мин процент пустот в соединениях паяльной пасты резко возрос с 12% до 38%. Основная причина заключалась в том, что флюс не полностью улетучился перед входом в пиковую зону, что привело к смещению расплавленного порошка припоя из исходного положения контактной площадки из-за возмущения воздушного потока.
Растворители с низкой температурой кипения во флюсе (такие как этанол и ацетон) обычно выходят в концентрированном виде в диапазоне температур от 120°C до 150°C. Если скорость нагрева в зоне предварительного нагрева оплавления превышает 2,5°C/с, флюс на поверхности паяльной пасты мгновенно испаряется и вызывает микровзрывы. Это не только уносит некоторое количество порошка припоя, что приводит к недостаточному количеству припоя на соединении, но также накапливает маслянистые остатки на краях паяльной пасты. Это и есть основная причина одностороннего дефекта смачивания QFN-компонентов, с которым мы неоднократно сталкивались. После снижения скорости изменения температуры до 1,8°C/с и увеличения времени выдержки выше 140°C до 65 секунд скорость перемычки той же паяльной пасты снизилась с 7,3% до 1,1%.
Составы флюсов паяльных паст разных марок сильно различаются. Определенная японская паяльная паста может достигать 92% испарения растворителя через 120 секунд при постоянной температуре 135°C, в то время как определенная отечественная среднетемпературная паяльная паста улетучивается только на 67% при тех же условиях. Это означает, что если последний используется с настройками температурного профиля первого, большое количество флюса неизбежно будет перенесено в зону оплавления, в конечном итоге образуя карбонизированный остаток в основании соединения паяльной пасты. Под микроскопом видна отчетливая черная кромка, а среднее значение испытания на тягу уменьшается на 23%.
Размер отверстия трафарета в процессе печати также косвенно регулирует эффективность испарения флюса. При печати площадок QFN размером 0,3×0,15 мм трафаретом толщиной 0,1 мм объем паяльной пасты оказывается на 18% меньше теоретического значения, что приводит к относительному обогащению флюса. Даже если профиль температуры остается неизменным, поверхность соединения паяльной пасты более склонна к появлению светлых ореолов, образующихся при перетекании флюса. Это явление особенно заметно во время сезона сливовых дождей, когда относительная влажность превышает 65%, поскольку температура кипения впитавшегося влаги флюса обычно повышается на 8–12°C.
Мы проверили различия в морфологии паяных соединений одной и той же паяльной пасты в атмосфере азота и воздуха. In в азотной среде температура начала испарения флюса задерживается на 5°C, а пиковая скорость испарения задерживается на 18 секунд. В результате угол смачивания соединения паяльной пасты уменьшается в среднем на 6,2°, но вместо этого количество оксида олова увеличивается на 0,03 мг/мм². Это указывает на то, что после изменения ритма испарения флюса окно реакции восстановления сжимается, и конечную температуру зоны выдержки необходимо регулировать синхронно, чтобы сохранить качество металлургического соединения паяльной пасты.
