Во время отладки модулей датчиков давления на производственной линии мы обнаружили, что 3% модулей из одной и той же сварочной партии показали медленный дрейф нулевой точки после 72 часов испытаний на старение. Повторное тестирование ионных остатков в паяных соединениях показало, что Na? концентрация в несоответствующих соединениях достигла 0,28% масс., в то время как квалифицированная продукция оставалась стабильной ниже 0,09% масс. Это указывает на то, что содержание ионных примесей в сенсорных припоях не просто влияет на внешний вид чистоты, но и напрямую определяет электрохимическую стабильность интерфейса между чувствительными элементами и контактными площадками печатной платы. В частности, когда импеданс чувствительного моста превышает 10 МОм, а амплитуда сигнала ниже 100 мкВ, остаточные ионы галогенидов под напряжением смещения образуют эффект микробатареи, вызывая локальную коррозию и изменяя сопротивление контактов.
Припой Jia Jinyuan LIS-702 содержит композитный органический пассиватор в матрице SAC305, снижая поверхностное натяжение расплавленного припоя на 12% и сжимая угол смачивания с 38° до 26°, тем самым обеспечивая перемычку без пустот на контактных площадках корпуса MEMS с шагом 0,3 мм. Между тем, ее флюсовая система очищается с помощью трех циклов молекулярной дистилляции, контролируя содержание свободной кислоты в продуктах крекинга сырой канифоли в пределах 0,35 мг КОН/г, что намного ниже обычного промышленного диапазона 0,8–1,2. Это значительно снижает гигроскопичность остатков после оплавления, при этом явной ионной миграции не наблюдается через 96 часов в условиях 85℃/85% относительной влажности.
Однажды мы проводили сравнительное тестирование двух припоев с использованием одной и той же модели датчика температуры и влажности. Для партий с использованием обычного припоя после 15 дней работы в камере с постоянной температурой стандартное отклонение значений выборки АЦП увеличилось с исходного ±0,8LSB до ±3,6LSB. После перехода на Jia Jinyuan LIS-702 этот показатель стабильно оставался в пределах ±1,1LSB. Это связано с тем, что его низкое содержание остатков натрия и калия эффективно подавляет проникновение ионов щелочных металлов на границу раздела между SiO? пассивирующий слой и припой, что позволяет избежать нелинейного роста эквивалентной оксидной толщины диэлектрика затвора и тем самым обеспечить постоянство параметров крутизны.
При проведении ионно-хроматографического тестирования на производственной линии необходимо уделять внимание методам отбора проб. Невозможно напрямую соскрести остатки с поверхности паяного соединения; вместо этого всю печатную плату следует погрузить в 10 мл деионизированной воды и подвергнуть ультразвуковой обработке в течение 15 минут. В противном случае глубокие ионы, инкапсулированные частицами паяльной пасты, будут пропущены. У нас было два случая ошибочных оценок, вызванных отбором проб только поверхностного раствора, что привело к снижению Cl? чтения, что привело к выпуску партий, которые фактически превысили стандарт. Впоследствии это привело к пакетным переделкам в проектах установки передней части автомобиля. Поэтому о низком ионном остатке сенсорных припоев нельзя судить визуально; его необходимо проверить в замкнутом контуре с использованием стандартизированных процедур экстракции и калибровочных кривых приборов IC.
Конструкция отверстия трафарета перед размещением также должна соответствовать характеристикам припоя с низким содержанием остатков. Вязкость ЛИС-702 на 18% ниже, чем у обычного припоя. Если для печати по-прежнему используется трафарет толщиной 4 мил с апертурой 0,15 мм, это легко приведет к разрушению паяльной пасты и образованию мостов. Мы скорректировали толщину до 3,5 мил, уменьшили отверстие до 0,12 мм и снизили давление швабры с 5,2 кг до 4,0 кг. Это не только обеспечивает скорость переноса паяльной пасты >92%, но и позволяет избежать чрезмерного накопления флюса. Окончательная проверка AOI показывает, что доля соединений холодной пайки снизилась с 0,17% до 0,023%, а рентгеновские снимки подтверждают, что степень пустотности всех паяных соединений чувствительных резисторов уровня 0201 составляет <8%.
