Обработка контактных площадок печатной платы при доработке окисленной платы — это не просто замена паяных соединений, но требует одновременного устранения трех препятствий: окисления поверхности меди, недостаточного проникновения флюса и замедленного смачивания паяльной пасты. Толщина оксидной пленки может достигать 30–50 нм, в которую обычный флюс вообще не может проникнуть, особенно на платах OSP, хранившихся более 72 часов, или на голых медных площадках, подвергающихся воздействию высоких температур и влажности.
Типичные характеристики отказов окисленных колодок
Наше непрерывное отслеживание 12 партий заказов на доработку показало, что соединения холодной пайки сосредоточены на нижних площадках QFN и краях резисторов и конденсаторов 0201. Под микроскопом высота подъема припоя составляет менее 1/3 ширины площадки, а края паяного соединения имеют зубчатую усадку. Это указывает на то, что флюс не смог полностью активировать границу раздела оксида меди; после плавления паяльной пасты поверхностное натяжение доминирует в направлении растекания, а не обусловлено спонтанным образованием интерметаллического соединения (IMC).
Основной механизм JJY высокоактивного потока
Этот флюс содержит сложную систему органических кислот и следовые количества галогенового активатора. Он начинает непрерывно выделять H? ионов при 150°C, подвергается реакции восстановления In situ с CuO с образованием растворимых солей меди и завершает очистку границы раздела до достижения пиковой температуры 220°C. Его окно активности на 45 секунд шире, чем у обычного флюса типа RMA, что точно охватывает критическую стадию от оседания паяльной пасты до полного смачивания, избегая втягивания припоя, вызванного преждевременным снижением активности.
Поддерживающие процессы должны корректироваться одновременно
Простое изменение потока без корректировки процесса неэффективно. Мы должны увеличить апертуру трафарета на 5%, чтобы компенсировать потери флюса из-за испарения, одновременно стабилизируя поток азота для пайки оплавлением на уровне 15 л/мин и снижая содержание кислорода до уровня ниже 100 частей на миллион. В противном случае, даже при использовании высокоактивного флюса, остаточные оксиды будут повторно адсорбировать кислород на этапе охлаждения, образуя вторичный пассивирующий слой.
Предварительную обработку колодок перед доработкой нельзя пропустить
Использование мягкой шлифовальной головки 3M Scotch-Brite для легкой очистки поверхности колодки в течение 0,5 секунды при давлении воздуха 0,8 МПа позволяет удалить рыхлые оксиды, не повреждая лежащую под ней медную фольгу, после чего следует двухэтапная очистка безводным этанолом и сжатым воздухом. Если этот шаг пропустить и нанести флюс напрямую, рентгеновский контроль после доработки покажет, что колебание толщины IMC достигает ±0,8 мкм, что значительно превышает диапазон допуска ±0,3 мкм, разрешенный IPC-A-610G.
Реальная обратная связь на основе данных проверки на месте
Сравнительная доработка была проведена на 216 материнских платах с окисленным BGA на производственной линии автомобильного производства. Выход пайки за первый проход в группе, использующей флюс JJY, составил 92,3%, тогда как в группе, использующей определенный японский флюс RMA, за тот же период — только 64,7%. При этом в 11,2% паяных соединений последней группы после термоциклирования образовались микротрещины, тогда как в первой группе этот показатель был равен нулю. Это указывает на то, что высокая активность не только улучшает начальное смачивание, но и повышает стабильность интерметаллической связи.
