Сложность пайки плат OSP никогда не заключалась в самом материале, а скорее в жестких требованиях к координации на микросекундном уровне по всей производственной линии среди трех факторов: колебаний толщины поверхностного оксидного слоя меди, окна активности флюса и затрат энергии оплавления. Наши испытания на трех основных производственных линиях завода Jia Jinyuan в Шэньчжэне показали, что, когда отклонение толщины пленки OSP превышает 15°, разница между температурой размягчения канифольной смолы в паяльной пасте и пиковой температурой составляет менее 27°C или точка росы азота превышает -42°C, скорость соединения холодной пайкой возрастает более чем в 3,8 раза.
Отверстия трафарета должны быть выполнены с коэффициентом открытия 0,87 и обработаны трапециевидными фасками; в противном случае разрушение краев паяльной пасты после печати приведет к тому, что открытая поверхность меди будет покрыта остатками флюса во время оплавления, что, в свою очередь, приведет к локальному нарушению смачивания. Однажды мы столкнулись с партией комплектных резисторов 3216 с постоянными проблемами одностороннего несмачивания и в конечном итоге связали проблему с износом боковой стенки трафарета после более чем 1800 использований, что привело к увеличению фактического коэффициента открытия до 0,91. После замены трафарета этот дефект сократился до нуля.
Азотную систему нельзя просто установить на фиксированную концентрацию; вместо этого его следует отрегулировать в зависимости от влажности окружающей среды в течение дня и номера партии паяльной пасты. Если относительная влажность > 65% и паяльная паста была открыта более 36 часов, содержание кислорода внутри печи необходимо снизить со 100 частей на миллион до уровня ниже 65 частей на миллион. В противном случае пленка OSP ускорит разложение при температуре выше 150°C с образованием CuO, который препятствует растеканию припоя. На линии Jia Jinyuan Dongguan однажды возникла эта проблема, в результате чего процент пустот в нижних паяных соединениях BGA резко возрос с 8% до 22%.
Наклон нагрева пятой зоны оплавления должен строго контролироваться на уровне 1,8°C/с ± 0,1. Если это сделать слишком быстро, растворитель в паяльной пасте будет бурно кипеть и образовывать шарики припоя; если оно будет слишком медленным, пленка OSP обуглится и оставит осадок после пребывания в зоне высокой температуры более 45 секунд. В ходе отладки мы обнаружили, что понижение участка постоянной температуры четвертой зоны со 165°C до 158°C и удлинение его на 3 секунды позволяет пленке OSP полностью активироваться перед переходом в жидкую фазу. В сочетании с точным контролем наклона в пятой зоне частота появления шариков припоя снизилась в среднем с 4,7 на плату до 0,3.
Программа AOI должна маскировать все точки отраженного шума в пределах 0,12 мм от края площадки, поскольку отражательная способность поверхности плат OSP на 18–22 % ниже, чем у плат ENIG, а исходный алгоритм имел уровень ложных срабатываний до 14,3 %. Мы импортировали специальный шаблон компенсации градиента оттенков серого от Jia Jinyuan и сократили цикл обновления эталонного изображения контактной площадки до одного раза на каждые 200 плат, снизив уровень ложных тревог до 0,67%, при этом процент пропущенных обнаружений не увеличился.
