В процессе пайки высокочастотных плат пустоты внутри паяных соединений являются не только признаком холодной или плохой пайки, но и основной причиной нелинейных колебаний диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь. Такие колебания напрямую усиливают дисперсию S-параметров в диапазонах частот выше 28 ГГц, что приводит к выходу за пределы допустимых значений бюджета канала всей машины. Однажды при массовом производстве печатной платы радара миллиметрового диапазона мы обнаружили, что когда уровень пустот в той же партии возрастает с 2,1% до 5,8%, смещение полосы пропускания -3 дБ достигает 1,7 ГГц, и это смещение не может быть компенсировано посткалибровкой.
Механизм образования пустот тесно связан с составом паяльной пасты.
Пустоты определяются не только атмосферой оплавления или температурным профилем; их основная причина заключается в совпадении соотношения между гранулометрическим составом металлического порошка в паяльной пасте, температурой начала термического разложения флюсовой смолы и скоростью выхода газа. Паяльная паста с низким содержанием пустот Jia Jinyuan строго контролирует D50 порошка сплава Sn96.5Ag3.0Cu0.5 на уровне 18,3 мкм ± 0,4 мкм, одновременно устанавливая основную пиковую температуру разложения флюса на основе канифоли на уровне 142 ℃, которая попадает точно в окно после завершения разрушения паяльной пасты и до температуры ликвидуса (217 ℃), тем самым предотвращая захват газа и его блокировку жидкостью. припой.
Ключевые точки согласованного контроля процессов печати и размещения
Размер отверстия трафарета должен динамически адаптироваться к размеру частиц паяльной пасты. При использовании трафарета толщиной 0,08 мм с лазерной гравировкой, если ширина отверстия слишком мала, давление ракеля необходимо синхронно увеличить до 5,2 кг, чтобы обеспечить скорость заполнения, но чрезмерное давление усугубит экструзию флюса и приведет к появлению пустот на краях. Поэтому мы применяем ступенчатую конструкцию угла ракеля: используем угол 55° на начальном этапе печати для достижения начального заполнения и автоматически переключаемся на угол 62° во второй половине для полного уплотнения. Этот подход снижает частоту возникновения пустот на краях площадок устройств QFN на 41%.
Процесс перекомпоновки должен избегать трех типов скрытых точек риска.
Хотя содержание кислорода ниже 100 PPM в атмосфере азота полезно для снижения окисления, если точка росы выше -40 ℃, микропузырьки, образующиеся в результате реакции водяного пара с остатками флюса, сложнее удалить. Поэтому температура регенерации азотного осушителя должна быть зафиксирована на уровне 180 ℃, а продолжительность цикла адсорбции — 4,5 минуты. In Кроме того, недостаточное время пребывания в зоне замачивания приведет к неполной активации органических кислот, а чрезмерное время приведет к карбонизации и удерживанию некоторых смол. In на реальных производственных линиях мы устанавливаем интервал 150–180 ℃ на 98 секунд с верхним и нижним отклонением не более ± 3 секунды. Наконец, если пиковая температура превышает 245 ℃, хотя это может снизить количество пустот, это ускорит чрезмерный рост интерметаллических соединений Cu6Sn5, сокращая срок службы паяных соединений при высокочастотной механической усталости на 37%.
Границы оценки АОИ и рентгеновского контроля должны быть переопределены
Традиционный AOI сигнализирует о пустотах только на основе пропорций площади, но высокочастотные платы должны учитывать вес положения. Например, одна пустота диаметром >35 мкм в центральной части BGA должна быть перехвачена, в то время как на краевых паяных соединениях допускается наличие нескольких пустот <20 мкм, при условии, что они не соединены между собой и находятся на расстоянии >8 мкм от границы площадки. In Рентгеновские изображения: если пустоты имеют правильную круглую форму с острыми краями, они, скорее всего, вызваны улетучиванием потока; если они порваны или имеют заусенцы, это указывает на износ трафарета или смещение размещения. In В таких случаях линию необходимо немедленно остановить, чтобы заменить трафарет и повторно протестировать данные SPI.
