Основная причина, по которой эвтектический припой широко используется на реальных производственных линиях, заключается в предсказуемости термического поведения, обусловленной его фиксированной единственной температурой плавления. Когда соотношение сплава олово-серебро-медь точно контролируется на уровне Sn96,5Ag3,0Cu0,5, плавление и затвердевание происходят синхронно в диапазоне 217,5 ℃ ± 0,3 ℃, что не создает ни широкой пастообразной области сосуществования твердой и жидкой фаз, ни позволяет избежать риска микротрещин, вызванных сегрегацией дендритов в процессе охлаждения неэвтектических композиций.
Когда мы серийно внедрили эвтектический припой JiaJinYuan на производственную линию заказчика автомобильной электроники, мы обнаружили, что, когда пиковая температура оплавления была установлена на уровне 235 ℃ и время выше ликвидуса поддерживалось в течение 65 секунд, толщина слоя IMC паяного соединения BGA равномерно контролировалась в пределах от 2,8 до 3,1 мкм. Однако, если вместо этого использовался неэвтектический припой Sn96.5Ag3.5, колебания IMC увеличивались до 2,4–3,7 мкм при тех же настройках температурной зоны, а рентгеновский контроль показал, что уровень пустот в углах увеличился на 12,6 процентных пункта.
Процесс печати предъявляет более высокие требования к технологичности для эвтектического припоя, поскольку его четкая точка плавления приводит к более узкому диапазону активности флюса. Если давление ракеля превышает 0,45 МПа, а скорость ниже 45 мм/с, перед оплавлением легко вызвать разрушение паяльной пасты и усиление окисления. Особенно когда влажность окружающей среды превышает 60% относительной влажности, угол смачивания паяного соединения на платах OSP ухудшается с обычных 28° до более 41°.
Отладка температурной кривой печи должна восстановить логику характеристик температуры плавления эвтектического припоя. Конечная температура зоны выдержки должна строго контролироваться в пределах от 205 ℃ до 210 ℃; otherwise, insufficient preheating will lead to increased Flux residue, while excessive soaking will cause some solder particles to soften and stick In advance, resulting In the stencil aperture blockage rate rising to 7.3% after 25 consecutive production pieces.
Разброс температуры плавления эвтектического припоя JiaJinYuan от партии к партии контролируется в пределах ±0,3℃. Мы использовали одно и то же оборудование ДСК для непрерывного тестирования 12 партий образцов с максимальным отклонением всего 0,28 ℃. Это позволяет повторно использовать одну и ту же температурную кривую печи для трех печей оплавления разных марок, сокращая время отладки при переключении линии в среднем с 47 минут до 19 минут.
Для устройств QFN с шагом 0,3 мм характеристики синхронного затвердевания эвтектического припоя эффективно подавляют тенденцию расширения перемычек. В ходе сравнительных испытаний мы обнаружили, что при использовании эвтектического припоя JiaJinYuan частота возникновения мостиков на 63% ниже, чем у обычного неэвтектического припоя Sn96.5Ag3.0Cu0.5, и в момент извлечения паяльника во время доработки не наблюдается явления вытягивания припоя, что указывает на то, что поверхностное натяжение жидкого металла завершает упорядоченную реконструкцию в начальной точке затвердевания.
Условия хранения напрямую влияют на эффективность оплавления эвтектического припоя. Для паяльной пасты, вскрытой и хранившейся без заполнения азотом более 36 часов, степень восстановления ее вязкости достигает 18,7%. При этом, даже если угол ракеля отрегулировать до 60°, степень отделения от печати все равно падает до 82,4%, в то время как скорость отделения той же партии паяльной пасты, хранившейся под полной защитой азота в течение 72 часов, остается на уровне 99,1%.
