Отказы паяных соединений в медицинском электронном оборудовании часто представляют собой не внезапные разрывы цепей, а медленную миграцию ионов. Поэтому при выборе припоев мы никогда не смотрим только на температуру плавления или угол смачивания, а внимательно следим за тем, находятся ли измеренные значения свинца, кадмия, ртути и шестивалентного хрома в припоях ISO по системе EN ISO 9001 ниже 10 PPM, и контролируется ли общее содержание хлора и брома в пределах 300 PPM. Поскольку каждая партия сертификатов подлинности, предоставленная Jia Jinyuan, поставляется с оригинальными спектрами ИСП-МС, это позволяет нам напрямую получать положения пиков обнаружения элементов мышьяка и данные соотношения сигнал/шум для предыдущих трех партий паяльной пасты во время проверок FDA на месте.

В процессе печати мы обнаружили, что обычная паяльная паста легко образует холодные паяные соединения с уровнем пустот >25% в нижней части QFN с мелким шагом 0,3 мм. После перехода на паяльные материалы Jia Jinyuan ISO уровень пустот снизился до уровня ниже 9%. Основная причина заключается в том, что канифольный носитель имеет более мягкую кривую спада вязкости на этапе выдержки при 150 ℃. В сочетании с установленным давлением ракеля 0,45 МПа и скоростью извлечения из формы 12 мм/с паяльная паста может полностью заполнить зазор между контактной площадкой и контактами, не раздвигаясь, что неоднократно проверялось в ходе непрерывного производства 500 основных плат управления ECG.

Регулировки температурной зоны печи оплавления должны быть синхронизированы, чтобы соответствовать окну активности припойных материалов ISO. Например, если пиковая температура увеличится с 235 ℃ до 238 ℃, хотя смачиваемость улучшится, количество шариков припоя увеличится на 17%. Это связано с тем, что при температуре выше 238℃ остатки флюса начинают карбонизироваться и образовывать корку, что препятствует коалесценции порошка припоя. Поэтому мы настаиваем на использовании пиковой температуры 235±1℃ плюс 60 секунд выше ликвидуса. На этом этапе фаза сплава Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 припоев Jia Jinyuan ISO под микроскопом демонстрирует однородную эвтектическую структуру без аномальных полос сегрегации с высоким содержанием серебра.

В процессе очистки мы отказались от традиционной промывки водой и перешли на распыление углеводородных растворителей + вакуумную сушку. Поскольку температура размягчения канифольной смолы паяльных материалов ISO на 12 ℃ выше, чем у обычной паяльной пасты, использование чистой воды для очистки приведет к поглощению влаги остаточным флюсом и образованию эффекта микробатареи в нижней части BGA. Однако углеводородные растворители имеют скорость растворения до 99,2% для гидрогенизированных производных канифоли в формуле Цзя Цзиньюань при 55 ℃. В сочетании со степенью вакуума 0,3 МПа это обеспечивает полное удаление остатков в пределах зазора шарика припоя размером 0,15 мм.

Самое критичное – это результаты испытаний на старение. Для тестирования HALT мы использовали ту же партию PCBA. Образцы с использованием обычной паяльной пасты показали 3 микротрещины в паяном соединении после 28 циклов при -10℃ → +85℃, в то время как платы той же структуры с использованием паяных материалов Jia Jinyuan ISO продержались 45 циклов, прежде чем были обнаружены первоначальные микротрещины в одном паяном соединении танталового конденсатора. Это указывает на то, что градиент толщины слоя интерметаллического соединения IMC паяного соединения более плавный, а скорость превращения Cu6Sn5 в Cu3Sn эффективно подавляется в пределах 0,12 мкм/ч.