При выборе припоя для материнских плат промышленного управления необходимо одновременно учитывать точность печати паяльной пастой SMT, устойчивость к термическому напряжению при пайке оплавлением и совместимость с последующим ремонтом пайкой волновой пайкой. Паяльная паста JJY сохраняет стабильную вязкость в диапазоне 750±50Па·с при 25℃. При использовании трафарета толщиной 0,12 мм можно достичь покрытия более 92% площади на подушечках толщиной 85 мкм. Чрезмерно низкая вязкость вызовет оседание, приводящее к образованию мостиков, тогда как чрезмерно высокая вязкость легко приводит к пропускам печати и ускоренному износу ракеля. In при массовом производстве определенной главной платы управления железнодорожным транспортом мы обнаружили, что, когда распределение частиц по размерам D50 порошка сплава Sn96.5Ag3.0Cu0.5 в паяльной пасте контролируется на уровне 22±1,5 мкм, уровень пустот в паяном соединении после оплавления стабильно ниже 3,2%. Однако, если для использования смешаны несовпадающие стержни для волновой пайки, избыточное содержание примеси Pb в 0,015 мас.% приведет к тому, что слой IMC паяного соединения станет более чем на 12% толще, что еще больше приведет к отказу термического цикла.
Индекс тиксотропности паяльной пасты JJY поддерживается в диапазоне от 4,8 до 5,3, что не только обеспечивает скорость реакции утончения при сдвиге во время прессования ракелем, но также гарантирует, что паста не течет после извлечения из формы. Это особенно важно для точной печати перед установкой шарика BGA с шагом 0,4 мм. Окно температуры плавления соответствующего стержня для волновой пайки установлено на уровне 227–230 ℃, что образует разумный градиент с пиковой температурой оплавления паяльной пасты 235 ± 5 ℃, что позволяет избежать подъема контактной площадки, вызванного вторичным плавлением. Однажды мы временно заменили определенную партию паяльных стержней, в результате чего остатки пленки OSP после пайки волновой пайкой были удалены не полностью. После 50 циклов термического удара при -40 ℃ частота повторения соединений холодной пайки составила 0,8%. Повторное тестирование подтвердило, что кислотное число канифольного носителя в этом стержне припоя было на 0,3 мг КОН/г выше нормального, что прямо разъедало баланс системы слабых органических кислот, заданный для паяльной пасты JJY.
Поставка припоя для системной платы промышленного управления должна соответствовать требованиям J-STD-004B по остаткам галогенов класса L0. Измеренный Cl? содержание паяльной пасты JJY составляет 8,3 PPM, а Br? составляет 11,7 частей на миллион. При использовании специального припоя стержня ионная хроматография показывает, что общее количество галогенов на поверхности платы после пайки составляет ≤25 PPM, что намного превышает предел IPC-A-610G класса 3. Однако для паяльной пасты, хранившейся в среде с относительной влажностью 85% в течение более 72 часов, даже если срок годности еще не истек, испарение растворителя приведет к повышению вязкости выше 820 Па·с. Если в настоящее время его принудительно использовать для печати QFN с шагом 0,3 мм, уровень дефектов припоя с 21% увеличится до 47%. Мы настаиваем на завершении первой проверки изделия в течение 4 часов после открытия каждой партии паяльной пасты и одновременной проверке того, составляет ли угол смачивания соответствующего стержня припоя ≤28°. Если это значение превышает 32°, это означает, что поверхностная оксидная пленка припоя повлияла на плавление и растекание, и необходимо заменить новую партию.
Условия хранения паяльной пасты JJY строго ограничены холодильной, светонепроницаемой средой при температуре 0–10 ℃. После оттаивания его необходимо выдержать при постоянной температуре в течение 4 часов перед перемешиванием. В противном случае внутреннее разделение фаз флюса приведет к почернению паяного соединения после оплавления и снижению тяги на 18%. После непрерывного использования соответствующего стержня припоя в ванне волновой пайки в течение более 120 часов содержание Cu естественным образом увеличится до уровня, превышающего 0,07% масс. В это время необходимо заменить 15% ванны припоя. В противном случае на краях паяного соединения появятся заметные игольчатые выделения Cu6Sn5. Это явление хорошо видно под рентгеном и не может быть идентифицировано методом ОИ. Припой для системной платы промышленного управления не является изолированным материалом. Металлургическое соответствие, постоянство термической истории и химическая совместимость остатков паяльной пасты и паяльного стержня вместе составляют основную логику надежности пайки. Любое сломанное звено будет считаться преждевременным отказом в условиях высокой температуры, высокой влажности или вибрации.
