Выбор паяльной пасты не является интуитивным решением, основанным на таблицах параметров, а скорее зависит от совокупного взаимодействия апертуры трафарета, размеров контактной площадки и среды оплавления. Например, порошковая паяльная паста T4, как правило, стабильна для устройств QFP с шагом выводов 0,4 мм, но если толщина трафарета увеличивается до 0,12 мм или коэффициент апертуры падает ниже 0,7, возникают перемычки припоя и короткое замыкание. В этот момент даже переключение на Т5 может не решить проблему, поскольку система потоков не была настроена соответствующим образом. В прошлом году наша производственная линия провела три раунда повторных испытаний на LGA с шагом 0,3 мм и, наконец, обнаружила, что порошковая паяльная паста T5 в сочетании с трафаретом, вырезанным лазером, толщиной 38 мкм, углом ракеля 55 градусов и скоростью 40 мм/с может снизить скорость подъема скругления до 0,8%. In, напротив, T4 демонстрирует очевидные заусенцы по краям после печати в сценариях с паяльной пастой с мелким шагом, а неравномерное испарение флюса во время оплавления напрямую приводит к тому, что уровень пустот превышает 25%.
Диапазон размеров частиц порошковой паяльной пасты Т5 составляет 15–25 мкм. Этот диапазон определяет, что он имеет более сильную адгезию к стенкам отверстий трафарета и более быструю реакцию на высвобождение, но компромиссом является резкое увеличение чувствительности к окислению от партии к партии. Поэтому мы требуем от поставщиков предоставления отчета об испытаниях на содержание кислорода для каждой партии; любая партия с измеренным значением, превышающим 1200 PPM, сразу отбраковывается. В противном случае после печати 20 плат будет наблюдаться резкое увеличение вязкости паяльной пасты и усиление растекания ракеля. Еще более неприятно то, что порошковая паяльная паста Т5 очень быстро теряет вязкость, когда комнатная температура превышает 28°C. Его необходимо хранить в шкафу для хранения паяльной пасты с постоянной температурой 22±2°С и ввести в производство в течение 30 минут; в противном случае та же банка с паяльной пастой, из которой утром можно было бы напечатать полные образцы паяльной пасты, во второй половине дня обнаружит широко распространенный дефицит припоя.
Порошковая паяльная паста T6 неохотно используется в корпусах CSP или FCCSP с шагом менее 0,2 мм. Хотя размер частиц 5–15 мкм улучшает разрешение печати, он также приводит к снижению содержания флюса и уменьшению силы смачивания. Однажды мы опробовали T6 на ВЧ-чипе с шагом 0,15 мм, и в результате после оплавления прочность паяного соединения колебалась на ±18%. Позже переход на T5 + азотная защита + пиковая температура 238°C сузили стандартное отклонение поперечной силы до ±6%. Паяльную пасту Т3 просто невозможно использовать на производственных линиях с мелким шагом. Размер частиц 45–75 мкм допустим для шагов более 0,5 мм, но как только они попадают на контактные площадки размером 0,4 мм, крупные частицы застревают на краях отверстий трафарета, а коэффициент изменения объема паяльной пасты после печати напрямую превышает 15 %, что значительно превышает верхний предел в 8 %, указанный в IPC-7527.
Самый интуитивный метод определения того, подходит ли паяльная паста для текущих требований к паяльной пасте с мелким шагом, — это проверка морфологии кромок напечатанной паяльной пасты под 200-кратным микроскопом. T4 должен иметь небольшой закругленный переход с шагом 0,4 мм, тогда как T5 должен иметь четкие острые края без скопления частиц или выступов. Если есть локальные блестящие отражающие пятна, это, по сути, агломерация порошка припоя или комкование окисления. Перед каждым переключением необходимо выполнять трехплатную проверку, уделяя особое внимание измерению значения CV высоты паяльной пасты, покрытия площади и количества перемычек. Если данные не соответствуют стандартам, мы скорее остановим линию, чем будем работать с дефектами, поскольку проблемы с паяльной пастой с мелким шагом часто возникают только концентрировано после оплавления, а затраты на доработку более чем в пять раз превышают расходы на дефекты печати.
