Фактическое время использования паяльной пасты после открытия намного короче номинального значения 4 или 8 часов, указанного на упаковке. В нашей мастерской постоянно отслеживаются характеристики трех основных бессвинцовых паяльных паст при постоянной температуре 23°C и влажности 55%. Мы обнаружили, что за время от открытия крышки до начала первой печати, если не предусмотрена защита от азота и пасту вручную перемешивают в течение 30 секунд каждые два часа, ее вязкость увеличивается на 18% на 7-м часу, процент дефектов печатного релиза увеличивается до 12% на 10-м часу, а к 14-му часу появляются явные явления зернистости и нанизывания. Ключом к хранению паяльной пасты является блокирование процесса окисления канифоли и органических кислот во флюсе. Как только кислород проникнет внутрь, повышение кислотного числа ускорит утолщение оксидной пленки на поверхности порошка припоя, что напрямую приведет к уменьшению силы смачивания. Поэтому мы никогда не используем обычные запечатанные банки для хранения открытой паяльной пасты; вместо этого мы используем ламинированные бочки из алюминиевой фольги с силиконовыми прокладками, заполненными азотом на 99,99%, а крышка должна быть запечатана в течение 30 секунд после каждого использования.
При определении того, вышла ли паяльная паста из строя, нельзя полагаться только на то, кажется ли она сухой и твердой; динамический отклик во время процесса печати должен наблюдаться одновременно. Например, когда давление ракеля остается неизменным, но на обратной стороне трафарета появляется постоянное прилипание припоя, по краям отверстий трафарета остаются явные заусенцы или появляются неровные сколы по краям паяльной пасты на контактных площадках после печати, все это указывает на то, что способность к тиксотропному восстановлению серьезно ухудшилась. Более скрытая проблема заключается в том, что угол смачивания паяных соединений после оплавления превышает 50°, что сопровождается локальными усадочными полостями. В настоящее время, даже если AOI не вызывает тревогу, рентген все равно может обнаружить уровень пустот, превышающий 25%, в то время как уровень пустот в паяных соединениях из новой паяльной пасты в соседних партиях, не смешанных в одной и той же печи оплавления, составляет всего 7%, что указывает на то, что кинетика образования интерметаллических соединений вышедшей из строя паяльной пасты была нарушена.
На нашей производственной линии внедрен пятимерный метод перекрестной проверки, который сопоставляет и анализирует данные регистратора температуры хранения паяльной пасты, вязкость, измеренную три раза в день, журнал частоты очистки трафарета, диаграмму тренда кривой давления выпуска печатной машины и тепловую карту распределения рентгеновских пустот первого изделия. Мы обнаружили, что когда увеличение вязкости превышает 15% от исходного значения, давление выпуска увеличивается на 0,8 кгс, а горячие точки пустот концентрируются в центральной области в нижней части QFN, можно в принципе определить, что эта партия паяльной пасты вступила в стадию необратимой деградации. Особо следует напомнить, что разные марки паяльной пасты имеют совершенно разную чувствительность к истории сдвига. Некоторые японские паяльные пасты все еще могут сохранять хорошую текучесть после 10 часов использования в тех же условиях, в то время как некоторые отечественные паяльные пасты демонстрируют явное расслоение уже через 6,5 часов. Поэтому открытый срок годности ни в коем случае не должен устанавливаться по единому стандарту; его необходимо динамически регулировать в сочетании со значением индекса тиксотропности i в паспорте безопасности каждой входящей партии и измеренными данными о времени схватывания в отчете о заводских проверках.
