Мы обнаружили, что частота захоронения резисторов 0201 на производственной линии аномально росла в течение трех дней подряд. Во время устранения неполадок мы заметили, что та же банка с охлажденной паяльной пастой, которая была открыта в течение 72 часов, демонстрировала явное потемнение на краю отверстия трафарета и ощущение тянущейся липкости на ракеле, в то время как неоткрытая паяльная паста из той же партии печаталась нормально. Это указывает на то, что окисление паяльной пасты начало влиять на поверхностную активность металлических частиц, тем самым нарушая баланс смачивания между паяльной пастой и контактными площадками.
Если вынуть паяльную пасту из холодильника и силой открыть крышку, не дав ей вовремя нагреться до комнатной температуры, конденсат будет прилипать непосредственно к поверхности пасты. В сочетании с тем фактом, что относительная влажность в цехе часто превышает 65%, частицы сплава медь-олово быстро образуют пленку оксида олова под синергическим действием влаги и кислорода. Этот оксидный слой не только снижает эффективность активации флюса, но также приводит к тому, что паяльная паста проявляет такие характеристики, как внезапное увеличение вязкости и снижение текучести под действием усилия сдвига ракеля, что в конечном итоге отражается в увеличении скорости засорения трафарета на 12% и отклонении значения CV толщины печати на 0,8 мкм.
Более скрытая проблема заключается в том, что некоторые операторы обычно откручивают крышку банки с паяльной пастой на пол-оборота, прежде чем положить ее обратно в холодильник, полагая, что это предотвращает скопление газа. In реальность, это позволяет влажности внутри шкафа часто колебаться при открытии и закрытии дверей, в результате чего охлажденная паяльная паста неоднократно подвергается циклам конденсации и испарения. Содержание кислорода в воздухе в верхней части банки остается стабильно высоким, а глубина окисления поверхностного слоя паяльной пасты может достигать 15–20 мкм в течение 48 часов, что значительно превышает порог безопасности в 5 мкм, указанный в IPC-J-STD-005.
Однажды мы провели сравнительные испытания трех методов герметизации: паяльная паста с обычной винтовой крышкой, не полностью затянутой, показала среднее падение тяги на 23% после 7 дней охлаждения, в то время как паяльная паста, запечатанная в вакууме до -80 кПа перед охлаждением, показала ослабление тяги только на 4,6% в течение 14 дней. Это указывает на то, что окисление паяльной пасты не является однозначной проблемой времени, а, скорее, результатом совокупного взаимодействия трех факторов: герметичности холодильной среды, остаточного содержания кислорода внутри банки и изменения температурного градиента.
На производственной линии теперь применяется «метод двойной крышки»: внутренняя крышка должна быть полностью затянута без зазоров, внешняя крышка снабжена силиконовым уплотнительным кольцом, а затем заблокирована второй раз, а после каждого использования остатки паяльной пасты на горлышке банки необходимо вытирать спиртовой салфеткой перед закрытием крышки, чтобы предотвратить проникновение засохших остатков на уплотнительную поверхность. Эта процедура может показаться громоздкой, но она увеличила средний эффективный срок службы определенного типа бессвинцовой паяльной пасты с 96 часов до 142 часов и снизила процент брака, вызванного окислением, на 0,07%.
Стоит отметить, что не все охлажденные паяльные пасты одинаково чувствительны. Низкотемпературная паяльная паста, содержащая элементы висмута, имеет более плотный BiO? оксидная пленка, что делает ее примерно в 1,8 раза более устойчивой к нарушению герметичности, чем система SnAgCu. Однако, как только начинается окисление, его способность к восстановлению оплавления фактически ухудшается. Поэтому нельзя ослаблять контроль за герметизацией охлажденной паяльной пасты просто из-за кратковременной кажущейся стабильности.
