Серебросодержащая припойная проволока и паяльная паста SAC305 по своей сути не исключают друг друга в традиционных производственных линиях SMT, но их совместимость во многом зависит от степени соответствия флюсовой системы и синергии термической истории. Однажды мы столкнулись с клиентом, который использовал припой с содержанием серебра 3,0% и паяльной пастой SAC305 на основе канифоли с низкой активностью и испытывал постоянное недостаточное смачивание на устройствах QFN с шагом 0,4 мм. Основная причина заключалась в том, что остатки паяльной пасты покрывали площадки и препятствовали межфазной диффузии во время плавления припойной проволоки. Проблема исчезла сразу после перехода на паяльную пасту SAC305 с умеренной активацией органической кислотой.
Пиковую температуру оплавления необходимо точно контролировать в диапазоне 235 ℃ ± 2 ℃. Если она ниже 232 ℃, недостаточное плавление припоя приведет к образованию холодных паяных соединений; если она выше 237 ℃, это ускорит аномальный рост слоя IMC (Cu6Sn5) между медной подложкой и паяными соединениями. Мы провели измерения на заводе в Дунгуане и обнаружили, что когда пиковая температура выросла до 239 ℃, сила сдвига паяного соединения уменьшилась на 18,7% после 72 часов старения при высокой температуре и высокой влажности, в то время как группа 235 ℃ уменьшилась только на 4,2% в тех же условиях.
Параметры печати и ритм подачи припойной проволоки должны быть динамически связаны. Например, если толщина печати паяльной пасты установлена на 130 мкм, диаметр припоя составляет 0,6 мм, а скорость подачи проволоки превышает 1,8 м/мин, локальное накопление тепла приведет к разбрызгиванию шариков припоя на краю площадки. В это время давление ракеля должно быть синхронно снижено до 4,5 кг, а зона выдержки оплавления увеличена на 12 секунд, чтобы сбалансировать испарение флюса и скорость плавления металла.
Если содержание серебра в припое слишком сильно превышает базовый уровень серебра 3,0% для самого SAC305, например, при использовании припоя с содержанием серебра 4,5%, хотя теоретически это повышает прочность, вместо этого оно вызовет хрупкое растрескивание паяных соединений в реальных сценариях ремонта пайкой волновой пайкой. Это связано с тем, что избыток серебра способствует сегрегации богатой серебром фазы (Ag3Sn) на границах зерен. По этой причине однажды нам пришлось перерабатывать материнские платы 12K ECU партиями на линии по производству автомобильных модулей в Хуэйчжоу.
Процесс очистки также нуждается в переоценке. После плавления серебросодержащей припойной проволоки остаточная концентрация ионов галогена примерно на 35% выше, чем у чистой припойной проволоки. Если оригинальное слабощелочное чистящее средство на водной основе для паяльной пасты SAC305 все еще используется, это приведет к чрезмерному ионному загрязнению поверхности печатной платы. Для соответствия стандарту IPC-J-STD-001 Класс 3 необходимо перейти на композитный хелатирующий чистящий раствор со значением pH 9,2±0,3.
И последнее напоминание: все проверки должны основываться на перекрестном тестировании паяльной пасты SAC305 из одной партии и серебросодержащей припойной проволоки из одного и того же номера печи. Даже если разные поставщики имеют одинаковый номинальный состав, температура термического разложения их органических носителей может отличаться на ± 8 ℃, и этой разницы достаточно, чтобы вызвать постоянные дефекты холодных паяных соединений на высокоскоростных линиях укладки.
