Разбрызгивание паяльной пасты и паяльного порошка никогда не является результатом какого-то одного фактора, а скорее является результатом совокупного несоответствия между реологическими свойствами самой паяльной пасты, геометрической точностью отверстия трафарета, давлением вниз ракеля и скоростью отскока, стабильностью вакуумной адсорбции принтера и временем выше ликвидуса во время фазы оплавления паяльной пасты. Когда мы обнаружили плотно расположенные крошечные шарики припоя диаметром 15-40 мкм рядом с резисторными площадками 0201 на линии по производству автомобильных модулей в Дунгуане, мы сначала исключили мешающие факторы, такие как дрожание конвейерной ленты печи оплавления и недостаточную чистоту азота, и вместо этого сосредоточились на динамическом поведении во время процесса печати паяльной пасты.
Паяльная паста подвергается текучести под действием сдвига ракеля. Если вязкость слишком низкая или индекс тиксотропности меньше 0,65, он будет растянут в нити из-за недостаточной сцепления в момент извлечения из формы и распадется на туманообразный порошок припоя. Эти порошки припоя переносятся парами флюса и брызгами на соседние площадки или корпуса компонентов на начальном этапе оплавления, а после охлаждения образуют крошечные шарики припоя, которые невозможно очистить. После перехода на паяльную пасту типа 4 с содержанием металла 90,5%, вязкостью 720 Па·с (@0,1 рад/с) и индексом тиксотропности 0,78 объем брызг уменьшился на 63%. В то же время мы уменьшили толщину трафарета со 100 мкм до 80 мкм, компенсировали соотношение площадей апертуры до 1:1,05 и увеличили угол ракеля с 60° до 55°, чтобы напряжение сдвига более равномерно передавалось на центральную часть площадки.
Давление печати должно быть динамически согласовано с натяжением трафарета. При натяжении 35 Н/см² давление следует установить на уровне 5,8 кгс, чтобы паяльная паста полностью заполнилась и не вытекла. Однажды нам не удалось откалибровать датчик давления, в результате чего локальное давление составило 7,3 кгс, из-за чего появились сплошные шарики припоя на стороне конденсатора 0402. Это явление исчезло после замены его на высокочувствительный пьезоэлектрический датчик и выполнения проверки дрейфа нуля каждую смену. В то же время мы сократили время пребывания после печати до 60 секунд, чтобы избежать преждевременного испарения растворителя на поверхности паяльной пасты, что могло бы вызвать разрушение кромок и усугубить последующее разбрызгивание.
Время выше ликвидуса во время процесса оплавления паяльной пасты должно строго контролироваться в диапазоне от 65 до 90 секунд. Превышение 95 секунд не только усугубит окисление и агломерацию припоя, но также приведет к разбалансировке поверхностного натяжения припоя и возникновению разбрызгивания. Когда мы использовали термопару KIC для фактических измерений, мы обнаружили, что фактическая крутизна нагрева в определенной температурной зоне была на 1,8°C/с выше заданного значения, что привело к преждевременному плавлению части припоя в конце зоны выдержки, образуя капли микронного размера до достижения пика оплавления. После повторной калибровки параметров ПИД и корректировки крутизны нагрева до 1,2°C/с количество крошечных шариков припоя стабильно поддерживалось ниже 170 PPM.
Все действия по улучшению должны обновляться синхронно в плане управления FMEA. Например, добавьте этап измерения ротационным вискозиметром к входному контролю партий паяльной пасты, измените частоту очистки трафарета с каждых 4 часов на обязательную каждые 2,5 часа и используйте РФА для определения того, составляет ли содержание кислорода в камере печи ≤100 частей на миллион для первой детали печи оплавления каждый день. Если какой-либо элемент не является замкнутым контуром, все предыдущие настройки будут недействительны. Однажды мы пропустили проверку партии паяльной пасты на заводе в Сучжоу, где гранулометрический состав D90 превысил стандарт до 28,3 мкм, а дефектность шариков припоя за три дня выросла до 2900 PPM. Он не контролировался полностью до тех пор, пока весь инвентарь не был переработан и не был прослежен предшествующий процесс распыления.
