При обработке устройств с шагом выводов 0,3–0,4 мм, таких как QFN-24 и TSSOP-16, мы обнаружили, что между 3-й и 5-й контактными площадками с обеих сторон длинного края микросхемы часто возникают перемычки и короткие замыкания, а дефекты наплывов паяльной пасты часто появляются под корпусом устройства или в пределах 0,15 мм за пределами площадок. Это указывает на то, что основная причина проблемы находится не на этапе пайки оплавлением, но скрытые опасности присутствуют уже на этапе печати паяльной пасты, поскольку неравномерная толщина печати паяльной пасты или разрушение краев напрямую приводят к тому, что припой течет в области с низкой потенциальной энергией и разбрызгивается на шарики во время плавления.
Апертура трафарета должна иметь трапециевидную фаску, а соотношение площадей апертуры должно строго контролироваться в пределах 0,62–0,65. Если используется традиционное прямоугольное отверстие, объем припоя в центре площадки будет слишком большим, но недостаточным с обеих сторон. Во время оплавления избыток припоя в центре будет подниматься на соседние площадки, образуя перемычки, тогда как паяльная паста по краям легко вытягивается на мельчайшие капли под действием сдвига, которые не могут быть полностью окислены в атмосфере азота и затвердевают в шарики припоя.
Когда угол ракеля установлен на 58°±2°, скорость печати поддерживается на уровне 35 мм/с, а давление ракеля поддерживается на уровне 5,2 кгс, качество скатывания паяльной пасты в окне трафарета является наиболее стабильным. В это время паяльная паста может полностью заполнить отверстие, не оставаясь на нижней части трафарета из-за вязкой нити при выемке. В противном случае остатки паяльной пасты при последующей печати попадут в области, где нет контактных площадок, и станут прямым источником дефектов наплывов паяльной пасты.
Паяльную пасту необходимо достать из холодильника за 2 часа и оставить в открытом виде при постоянной температуре 25 ℃. Время перемешивания должно составлять 90 секунд, и необходимо использовать подходящую оригинальную лопатку для перемешивания. Недостаточное перемешивание приведет к неравномерному распределению флюса, несбалансированному поверхностному натяжению паяльной пасты после печати, а также к легкому локальному сжатию и выбросу частиц при извлечении ракеля. Эти частицы лопаются под воздействием тепла во время оплавления, образуя типичные дефекты наплывов паяльной пасты.
Перед каждой сменой линии обратную сторону трафарета необходимо протирать безворсовой тканью класса 100, смоченной в IPA, уделяя особое внимание удалению сухих остатков паяльной пасты в пределах 0,2 мм непосредственно под отверстием. Поскольку накопление остатков снизит жесткость опоры трафарета в этой области во время последующей печати, вызывая локальную деформацию вниз и резкие изменения скорости переноса паяльной пасты. Такие мутации с высокой вероятностью вызывают образование перемычек на контактных площадках с шагом 0,4 мм, что операторы часто ошибочно принимают за дефекты партии самой паяльной пасты.
Мы трижды последовательно заменяли паяльные пасты разных марок, но процент брака не улучшился. Наконец, микроскопическое наблюдение показало, что после использования трафарета более 2500 раз на стенке отверстия появились заусенцы размером 0,012 мм. Заусенцы зацепили паяльную пасту и привели к неполному извлечению из формы. Таким образом, управление сроком службы трафарета должно быть включено в ежедневные проверки печати паяльной пастой и не может зависеть только от теоретического значения срока службы, предоставленного поставщиком.
