Тестирование образцов припоя – это не просто печать паяльной пасты, ее оплавление и наблюдение за результатами; требуется одновременное отслеживание целостности извлечения из формы в процессе печати, динамики плавления во время фазы оплавления, состояния межфазного соединения паяных соединений после охлаждения, а также факторов возмущения по всей цепочке, которые могут вызвать появление капель припоя. Например, колебания давления ракеля непосредственно вызывают образование нитей по краям паяльной пасты, а затем на ранней стадии оплавления эти нити нарушаются потоком воздуха, образуя свободные шарики припоя. Когда мы проверили определенный бессвинцовый припой от JiaJinYuan, мы обнаружили, что после увеличения толщины трафарета с 0,12 мм до 0,15 мм, хотя высота печати увеличилась на 18%, вероятность схлопывания края выросла в 3 раза, что заставило нас перекалибровать комбинированные параметры угла ракеля и скорости печати.
Характеристики смачивания необходимо оценивать на реальных конструкциях колодок; нельзя смотреть только на диаметр растекания на голых медных пластинах. Например, площадки NSMD более плотно окружены паяльной маской, что делает их более чувствительными к активности флюса и реакции поверхностного натяжения. Для того же припоя JiaJinYuan угол смачивания на контактных площадках QFN с мелким шагом, обработанных OSP, обычно на 7–12 ° выше, чем на контактных площадках ENIG, а это означает, что если пиковая температура оплавления ниже 235 ℃, вероятно, произойдет локальное вымачивание припоя, в то время как слепое увеличение температуры усугубит чрезмерный рост IMC. Однажды мы проигнорировали различия в обработке поверхности контактных площадок и не проводили групповые сравнения перед выпуском партии, что привело к неполному смачиванию концевых выводов резисторов 0402 в первой пробной производственной партии на уровне 6,3%.
Проблемы с пустотами необходимо анализировать в сочетании с путями теплопроводности. Пустоты в нижней части BGA связаны не только со способностью самого припоя выделять газ, но также в большей степени зависят от плотности распределения тепловых отверстий печатной платы. Когда под одним шариком припоя имеется более трех незаполненных тепловых отверстий, средняя площадь пустот в этой партии припоя JiaJinYuan подскочила с 4,2% до 11,7%, а после замены переходов на отверстия, заполненные смолой, доля пустот снова упала до 5,1%. Это показывает, что при тестировании образцов припоя отдельные элементы печатной платы и переходные процессы должны быть объединены для проверки; обсуждать пустотные индикаторы без учета носителя бессмысленно.
Статистика количества шариков припоя не может полагаться исключительно на автоматическую идентификацию AOI, поскольку шарики припоя размером менее 12 мкм часто ошибочно принимаются за пыль или отражательный шум. Мы настаиваем на сканировании участка за участком с помощью 100-кратного металлографического микроскопа и используем ≥8 шариков на квадратный сантиметр в качестве порога для запуска проверки процесса. In одно испытание: припой JiaJinYuan постоянно образовывал цепочечные шарики припоя между контактами устройств SOP с шагом 0,3 мм, и основная причина была наконец идентифицирована как шероховатость боковой стенки отверстия трафарета Ra> 0,8 мкм, вызывающая разрыв паяльной пасты во время извлечения из формы; это явление полностью исчезло после замены трафарета гальванопластикой. Такого рода проблемы никогда не будут обнаружены при регулярном контроле партии; только на этапе тестирования образцов припоя есть условия для глубокого выявления основной причины.
