Избыток припоя никогда не является изолированным явлением на реальных производственных линиях; это концентрированное проявление несоответствия конструкции трафарета, процесса нанесения ракеля и реологических свойств паяльной пасты. Особенно при печати компонентов с мелким шагом, таких как 0402 и 0603, когда размер отверстия превышает 105% теоретической площади площадки, паяльная паста будет скатываться и затягиваться в момент высвобождения из-за недостаточного сцепления, тем самым образуя избыток припоя между соседними площадками.
Размеры отверстия трафарета должны строго соответствовать геометрическим характеристикам площадок.
Тестирование компании JiaJinYuan на заводе в Дунгуане показало, что для того же трафарета толщиной 0,3 мм, вырезанного лазером, при использовании апертуры 1,8×1,8 мм для термопрокладки корпуса QFN32 (фактический размер площадки составляет 1,7×1,7 мм), проверка SPI после печати показала, что средний объем паяльной пасты на этой площадке достигал 125±8 нл, что намного превышает Диапазон 95–105 нл, рекомендованный IPC-7527. После уменьшения апертуры до 1,72×1,72 мм объем снова упал до 101±5 нл, а процент избыточной припоя резко упал с 17,3% до 2,1%.
Комбинация параметров ракеля определяет поведение паяльной пасты при сдвиге и высвобождении.
Если угол ракеля меньше 55°, боковая сила сдвига, действующая на паяльную пасту в отверстиях трафарета, ослабевает, что приводит к недостаточному заполнению и легкому остатку при высвобождении. И наоборот, угол выше 65° усугубит эффект экструзии паяльной пасты, который более выражен, особенно при использовании паяльной пасты средней и низкой вязкости с вязкостью <650 Па·с. Синхронные испытания компании JiaJinYuan показали, что при давлении ракеля 7,2 кг, скорости 45 мм/с и угле 62° избыточная скорость пайки для компонентов QFP с шагом 0,4 мм достигала 23,6%. Однако после снижения давления до 5,8 кг, корректировки угла обратно до 58° и точной настройки скорости до 40 мм/с этот показатель сразу упал до 3,4%.
Натяжение трафарета и состояние поддержки влияют на фактический эквивалентный размер отверстий.
Даже если чертежи отверстий полностью соответствуют требованиям, если натяжение трафарета ниже 35 Н/см или имеется местное разрушение опорного основания, провисание трафарета во время печати приведет к увеличению фактической проецируемой площади отверстий. Эта деформация может дополнительно увеличить эквивалентную площадь отверстия на 4–7%, особенно в центральной части больших трафаретов с пролетом >50 мм. На этом этапе, даже если параметры ракеля находятся в пределах обычного диапазона, периодические излишки припоя все равно будут возникать. Группа технического обслуживания JiaJinYuan однажды с помощью лазерного измерителя смещения измерила, что провисание в середине трафарета размером 736×736 мм достигло 0,028 мм, что соответствует увеличению апертуры примерно 5,3%. Данная аномалия исчезла после замены трафарета на высоковольтный.
Все корректировки параметров должны использовать данные первой статьи SPI в качестве единственного критерия; Нельзя полагаться на эмпирическое визуальное суждение, а избыток припоя нельзя ошибочно расценивать как слишком высокую активность паяльной пасты или неадекватную очистку трафарета. Внутренние стандарты JiaJinYuan прямо требуют, чтобы в случае появления излишков припоя в одном и том же месте на трех последовательных печатных платах линия должна быть немедленно остановлена для проверки рисунков отверстий трафарета, кривой давления ракеля в реальном времени и записей проверки натяжения трафарета. Любое действие, пропускающее эти три пункта, приведет к экспоненциальному усугублению проблемы в последующих процессах.
