После нанесения паяльной пасты по краю площадки появляются явные заусенцы, а под микроскопом видно скопление оловянного порошка. Основная причина заключается в том, что гранулометрический состав порошка олова слишком широк, а D50 слишком мал, что приводит к чрезмерно высокой доле мелкодисперсного порошка. Под действием сдвига швабры текучесть аномально увеличивается, и во время извлечения из формы она вытягивается, образуя хвост. Практическое решение — немедленно прекратить использование текущей партии паяльной пасты и отправить ее третьей стороне для проверки данных D10/D50/D90. Одновременно уменьшите давление швабры с 0,45 МПа до 0,32 МПа и скорость с 40 мм/с до 25 мм/с. Ключевой профилактической мерой является то, что перед тем, как каждая партия паяльной пасты будет помещена на хранение, необходимо проверить отчет о лазерном анализе размера частиц, предоставленный поставщиком. D50 должен находиться в диапазоне 20±2 мкм, а D90 не должен превышать 38 мкм.
Консистенция объема паяльной пасты у отверстия трафарета плохая, а коэффициент нехватки припоя превышает 12% на трех последовательных платах на одной контактной площадке. Симптомом является то, что карта обнаружения SPI показывает стандартное отклонение SD>0,08 мг. Причина в том, что средний размер частиц D50 оловянного порошка превышает допустимый верхний предел отношения толщины трафарета к апертуре. Когда толщина трафарета составляет 0,12 мм, а ширина отверстия — 0,25 мм, теоретически подходящий D50 должен составлять ≤25 мкм, тогда как измеренный D50 используемой в настоящее время паяльной пасты достигает 28,6 мкм. Практическое решение — заменить его паяльной пастой с D50=22,3 мкм и повторить проверку SPI по первому изделию. Ключевой профилактической мерой является то, что при использовании нового трафарета для обратного расчета граничного значения размера частиц необходимо использовать формулу (максимально допустимая D50 = ширина отверстия × толщина трафарета × 1000÷15). Например, соответствующий верхний предел для трафарета размером 0,25×0,12 мм составляет 20 мкм.
После оплавления между выводами устройств QFP часто возникают микромостики, а уровень ложных срабатываний AOI достигает 35%. Признак заключается в том, что перемычки сконцентрированы в областях с шагом штифтов 0,4 мм или меньше и чаще всего возникают на краю платы. Причина в том, что размер частиц оловянного порошка слишком мелкий, из-за чего вязкость флюса снижается, и расплавленная паяльная паста под действием поверхностного натяжения расползается по боковинам выводов. Практическое решение состоит в том, чтобы уменьшить скорость ветра в зоне охлаждения печи оплавления с 1,8 м/с до 1,2 м/с, чтобы продлить время затвердевания, и смешать 5% по весу грубого порошка с D50 = 35 мкм в паяльную пасту для градиентного состава. Ключевой профилактической мерой является то, что для устройств с шагом 0,4 мм или менее необходимо выбирать паяльную пасту с D50≥25 мкм, а мелкодисперсные порошки типа 5 и выше запрещены.
SPI пяти последовательных плат показывает, что уровень пустот в центре площадки составляет >28%, а рентген подтверждает, что пустоты сконцентрированы в нижней части паяного соединения. Симптомом является то, что пустоты представляют собой правильные круги диаметром от 80 до 120 мкм. Причина в том, что размер частиц оловянного порошка слишком концентрирован, а разница между D10 и D90 составляет менее 15 мкм, что приводит к недостаточной тиксотропии паяльной пасты, которая не может сохранять свою форму и разрушается в момент остановки ракеля. Практическое решение — увеличить время смешивания паяльной пасты с 60 до 90 секунд и перейти на двухпланетарный вакуумный смеситель. Ключевой профилактической мерой является то, что при приемке паяльной пасты поставщик должен предоставить значение ширины пика распределения частиц по размерам (Span = (D90-D10)/D50), которое следует контролировать в пределах от 1,4 до 1,8.
Остатки паяльной пасты на дне трафарета после печати трудно очистить, а стойкая адгезия сохраняется после 30 минут ультразвуковой очистки. Симптомом является то, что остаток представляет собой серо-черные комки с металлическим блеском. Причина в том, что размер частиц оловянного порошка D90 превышает стандартный, из-за чего некоторые частицы застревают в микропорах трафаретного никелевого слоя. Практическое решение — предварительно промыть чистой водой при температуре 60 ℃ в течение 5 минут перед входом в ультразвуковой резервуар и одновременно увеличить концентрацию чистящего средства с 3,5% до 4,2%. Ключевой профилактической мерой является то, что все трафареты перед первым использованием должны пройти СЭМ-сканирование, чтобы подтвердить, что шероховатость стенки отверстия Ra<0,2 мкм. Если оно превышает стандарт, запрещено использовать паяльную пасту с D90＞36 мкм.
