Пайка плат OSP должна быть разработана с использованием профиля оплавления в качестве динамического защитного барьера, а не просто в соответствии с техническими данными паяльной пасты. Поскольку пленка OSP начинает пиролизоваться при температуре выше 150°C, если скорость нагрева превышает 3,5°C/с, скорость окисления поверхности меди от конца зоны предварительного нагрева до начала оплавления значительно возрастает. Между тем, если температура зоны выдержки ниже 150°C в течение более 90 секунд, остатки флюса усугубят локальную коррозию. Поэтому в реальных настройках мы контролируем интервал 120–150 °C в пределах 60 ± 5 секунд и поддерживаем темп нагрева на уровне 2,0–2,5 °C/с, что обеспечивает достаточное испарение растворителя, избегая при этом преждевременного выхода из строя OSP.
Пиковую температуру ни в коем случае нельзя применять механически, исходя из номинального значения паяльной пасты. В ходе многочисленных проектов клиентов компания JiaJinYuan обнаружила, что при использовании паяльной пасты SAC305, если пик установлен на 215°C, несмотря на соблюдение требований по температуре плавления, за каждую дополнительную секунду, когда слой OSP остается выше 210°C, толщина оксидной пленки на поверхности медной площадки увеличивается на 0,3 нм. Поэтому мы равномерно фиксируем пик при 207°C±2°C, при этом время окна оплавления от 195°C до 207°C строго контролируется на уровне 45~55 секунд. Это окно позволяет паяльной пасте полностью оплавиться и смачиваться, позволяя OSP выполнить свою защитную миссию до критической точки термического напряжения.
TAL (Время выше ликвидуса) не становится лучше, если оно дольше; он должен соответствовать активности паяльной пасты и термической стабильности OSP в замкнутом контуре. Измерения JiaJinYuan показывают, что при увеличении TAL до 65 секунд, хотя толщина IMC площадок QFN на той же печатной плате увеличивается на 8%, доля остаточных карбидов OSP также увеличивается на 12%, что напрямую вызывает чрезмерные колебания контактного импеданса во время последующих испытаний ICT. Таким образом, все линии по производству плит OSP теперь ограничивают TAL на уровне 58 секунд с нижним пределом не менее 42 секунд, калиброванным три раза за смену с использованием профилировщика.
Настройки зоны охлаждения часто игнорируются, но быстрое охлаждение может вызвать концентрацию внутренних напряжений в паяных соединениях, что особенно чувствительно для BGA с мелким шагом на платах OSP. Мы требуем, чтобы скорость охлаждения от 207°C до 150°C контролировалась со скоростью 3,0–4,0°C/с. Слишком медленная обработка приведет к чрезмерному росту и охрупчиванию интерметаллидов Cu6Sn5, а слишком быстрая может легко вызвать отслоение контактной площадки. Этот интервал необходимо измерять непосредственно на плате с помощью профилометра и нельзя полагаться на показания встроенной в печь термопары, поскольку последние обычно отстают от фактической температуры поверхности платы на 6–8°C.
Наконец, напоминание: постоянство скорости конвейера в разных зонах одной и той же печи оплавления должно проверяться ежедневно при проверке первого изделия. Колебание скорости конвейера на 0,5 см/мин приведет к смещению фактического TAL на 3–4 секунды, а пленка OSP более чувствительна к ошибкам времени, чем к температуре. Компания JiaJinYuan включила проверку скорости конвейера в обязательный ежедневный утренний отчет; любое отклонение, превышающее 0,3 см/мин, немедленно приводит к остановке линии для калибровки, прежде чем возникнут отклонения от нормы в партии.
