Перед выпуском каждой новой партии паяльной пасты SAC мы должны использовать лазерный анализатор размера частиц для измерения фактических данных D10, D50 и D90, поскольку D50 припоя с одинаковым номинальным размером ячеек часто колеблется на ± 2,3 мкм у разных поставщиков. Если отношение ширины к толщине отверстия трафарета меньше 1,5, порошок припоя с D50, превышающим 26,5 мкм, будет подвергаться скоплению частиц под давлением ракеля, что приводит к увеличению заусенцев на краях паяльной пасты после печати и снижению постоянства высоты более чем на 12%.
Когда сферичность припоя ниже 92%, сопротивление качению паяльной пасты на стенке отверстия трафарета значительно увеличивается, особенно в области с мелким шагом QFN 0,3 мм. После печати стандартное отклонение объема припоя на площадку увеличивается с ±4,2 мг до ±7,8 мг. Между тем, флюс легко разбрызгивается на ранней стадии оплавления после сжатия частицами неправильной формы, в результате чего скорость захоронения близлежащих компонентов 0201 увеличивается на 0,18%.
Наблюдение с помощью СЭМ на месте показало, что толщина поверхностной оксидной пленки порошка припоя с содержанием кислорода, превышающим 0,55 мас.%, достигает от 8 до 12 нм. Эта пленка не только ослабляет смачивающее напряжение между паяльной пастой и медной контактной площадкой, но и вызывает локальное агломерирование в процессе резки ракелем, что приводит к пропуску отпечатков площадью более 0,15 мм на 2 из каждых 10 плат при печати трафаретом 300 меш. При одинаковых условиях процесса партии с содержанием кислорода ≤0,42 мас.% не имеют пропущенных отпечатков на 500 последовательных платах.
Для паяльной пасты со временем перемешивания менее 3 минут степень вторичной агломерации внутреннего припоя возрастает до 17%. В настоящее время, даже если D50 сертифицирован, большое количество неоднородных кластеров частиц диаметром> 8 мкм все равно можно увидеть под микроскопом после печати. Эти кластеры разрушаются в момент извлечения из формы и образуют хвосты. При длине хвоста, превышающей 30% ширины колодки, риск последующего смещения размещения увеличивается в 2,4 раза.
Мы сравнили три типа паяльной пасты с номинальным типом 4. Измеренные значения D50 для двух из них составляют 24,1 мкм и 25,9 мкм соответственно, тогда как третий, хотя и имеет маркировку 25 мкм, имеет измеренное значение D90, равное 42,7 мкм. В результате ресурс печати первых двух на трафарете с отверстием 0,4 мм достигает 99,2%, при этом последний вызывает перемычки в зоне BGA 17 последовательных плат из-за заедания крупными частицами, а частота очистки трафарета после отключения увеличивается с раза в 4 часа до раза в 1,2 часа.
Если температура хранения паяльной пасты превышает 25 ℃ в течение более 48 часов, размягчение внутренней канифольной смолы ускорит осаждение припоя. В настоящее время, хотя отобранная проба D50 остается неизменной, обогащение частиц >35 мкм в нижней части суспензии в 3,7 раза больше, чем в верхней. Непосредственная установка ее на машину для печати неизбежно приведет к увеличению объема пайки первых 10 плат более чем на 15%. Перед использованием его необходимо повторно перемешать и оставить до температуры 22±2℃.
