При обработке печатных плат BGA на производственной линии мы наблюдали под микроскопом очевидные остатки паяльной пасты после установки SMT, особенно полупрозрачное пленочное покрытие по краям площадок с шагом 0,4 мм. Это явление вызвано не только неполной очисткой, но и совокупным результатом характеристик остатков флюса самой паяльной пасты, точности конструкции отверстий трафарета, колебаний давления печати и содержания кислорода в атмосфере оплавления. Среди них в не требующей очистки паяльной пасте используются системы канифоли или синтетической смолы с низким содержанием смолы; Изменения поверхностного натяжения приводят к плохому расползанию припоя по краям, а также усугубляют образование пленки в местах, где нет пайки.
Эффективность очистки паяльной пасты тесно связана с соотношением содержания металлического порошка в пасте. Мы протестировали паяльную пасту Sn96.5Ag3.0Cu0.5 с содержанием металла 88,5% после оплавления в среде азота, и ее остатки все равно требовали более 3-х протираний изопропиловым спиртом для полного удаления. In, напротив, тот же состав с содержанием металлов, сниженным до 87,2%, легче эмульгировался и удалялся с помощью чистящих средств на водной основе из-за повышенного коэффициента флюса. Это показывает, что очистка паяльной пасты не может зависеть исключительно от эффективности чистящего средства; содержание твердых веществ в паяльной пасте, диапазон температур кипения носителя и тип активатора органической кислоты должны быть включены в общую цепочку оценки.
После перехода на не требующую очистки паяльную пасту на производственной линии частота отказов контактов на испытательном стенде ICT увеличилась на 1,2%. Исследование показало, что регулятор тиксотропности, добавленный в не требующую очистки паяльную пасту, после высокотемпературного оплавления образует сшитую полимерную пленку. Эта пленка нерастворима в обычных углеводородных чистящих средствах при комнатной температуре и должна быть эффективно удалена с помощью смешанного растворителя, содержащего 15% монобутилового эфира этиленгликоля. Однако такие растворители ускоряют коррозию ракелей из нержавеющей стали. Таким образом, выбор процесса паяльной пасты — это, по сути, динамический баланс между эффективностью очистки, износом оборудования и стабильностью выхода продукции.
После изменения толщины трафарета с 0,12 мм до 0,10 мм скорость отделения той же паяльной пасты при печати улучшилась, но вместо этого увеличились остатки на поверхности платы. Это связано с тем, что утончение трафарета подвергает паяльную пасту большему экструзионному напряжению во время процесса сдвига, вызывая локальное осаждение фазы флюса и его обогащение за пределами контактных площадок. На этом этапе даже сильные чистящие средства не могут полностью растворить термически полимеризованные производные канифоли. Поэтому вопросы очистки паяльной пасты необходимо решать совместно на этапе разработки трафарета, а не оставлять исключительно на последующем процессе очистки.
Однажды мы использовали одну и ту же модель ультразвуковой чистящей машины, чтобы сравнить очистку трех типов остатков паяльной пасты. Результаты показали, что паяльная паста, содержащая эмульгатор этоксилат нонилфенола, может быть удалена за 30 секунд при промывке водой при температуре 60°C, в то время как паяльная паста, содержащая смешанную систему активации адипиновой и глутаровой кислот, все еще имеет небольшой флуоресцентный остаток даже после увеличения времени до 120 секунд. Это подтверждает, что ключевым фактором, ограничивающим очистку паяльной пасты, является не мощность очистительного оборудования, а ограничение, присущее собственному составу паяльной пасты на последующих путях очистки. Таким образом, выбор процесса должен начинаться с конечной цели, а возможность очистки должна быть наложена вето в обзоре внедрения паяльной пасты.
