Феномен надгробий неоднократно возникал на производственных линиях многих клиентов JiaJinYuan. Его типичное проявление заключается в том, что один конец компонента стоит вертикально, а другой конец подвешен и прикреплен к площадке. Основная причина заключается не в отклонении объема паяльной пасты или смещении отверстия трафарета, а в несовпадении времени плавления, вызванном неравномерным нагревом на обоих концах надгробного компонента. Когда паяльная паста на левом конце припоя сначала разрушается при температуре 152 °C и создает поверхностное натяжение, правый конец припоя все еще находится в полурасплавленном состоянии при температуре 143 °C. Этой разницы температур менее 9°C достаточно, чтобы потянуть компонент вверх с одной стороны. Однажды мы использовали инфракрасный тепловизор на заводе в Дунгуане, чтобы измерить разницу температур между двумя концами резистора 0603, достигшую 11,3°C, что точно соответствует пиковому диапазону частоты возникновения надгробий.
Основной причиной неравномерного нагрева является наложение печатной платы и экранирования несущей платы. Например, когда компонент примыкает к большой площади медной фольги, сторона, близкая к медной фольге, рассеивает тепло быстрее и отстает в повышении температуры, в то время как сторона, удаленная от медной фольги, плавится заранее из-за прямого теплового излучения. Между тем, если выталкиватель держателя расположен немного левее под компонентом, это также приведет к тому, что эффективность теплопроводности в нижней части левого паяного соединения будет более чем на 18% выше, чем у правого паяного соединения. Эти тепловые помехи на структурном уровне составляют 63% среди 27 типов несущих, проверенных JiaJinYuan.
Сам по себе температурный профиль пайки оплавлением не является основной причиной, но настройки зон будут усиливать исходную разницу температур. Например, если наклон зоны предварительного нагрева превышает 2,1°С/с, разница в тепловой инерции малогабаритных деталей будет более очевидна. Если зона выдержки ниже 150°C и длится менее 65 секунд, остатки флюса усугубят дифференциацию скорости смачивания концов припоя. На заводе в Чжуншане после того, как мы увеличили температуру зоны выдержки со 148°C до 151°C и увеличили время до 72 секунд, скорость затвердевания резко упала с 1280 PPM до 210 PPM, но целью было одновременно оптимизировать распределение теплорассеивающей медной фольги на обратной стороне печатной платы.
Толщина трафарета и форма отверстия играют лишь вспомогательную регулирующую роль. Трафарет толщиной 0,12 мм с трапециевидными отверстиями способен сжать разницу объемов припоя с обеих сторон до ±4,7%, но это не может компенсировать асимметрию самого теплового поля. По-настоящему эффективными мерами противодействия являются поворот компонента на 90 градусов, чтобы избежать тепловой тени на краю медной фольги, добавление теплопроводящей силиконовой прокладки в соответствующем положении держателя и установка локального сопла компенсации горячего воздуха на входе в 3-ю температурную зону печи оплавления. Эти три меры позволили снизить количество захоронений в среднем на 86,5% на 14 производственных линиях, поддерживаемых технической командой JiaJinYuan.
Категорически запрещается слепо увеличивать время оплавления или повышать пиковую температуру. Это не только не решит проблему «надгробия», но и ускорит аномальный рост интерметаллидов в паяльной пасте, приводящий к охрупчиванию и растрескиванию паяных соединений. Однажды мы видели, что после того, как на заводе повысили пиковую температуру с 235°C до 242°C, уровень образования надгробий не снизился, а увеличился на 19%, а доля соединений холодной пайки и псевдопайки одновременно утроилась. Первопричина проблемы всегда кроется в однородности теплового поля, а не в самом припое.
