Узкое место при пайке SMT для чипов BGA/QFN часто заключается не в точности размещения или профиле температуры оплавления, а в присущей самой паяльной пасте силе связывания, препятствующей образованию пустот. JJY Паяльная паста JL-808 имеет вязкость 780 Па·с при 25°C и индекс тиксотропии 0,72. Это реологическое свойство позволяет ему полностью заполнять зазор размером 0,2 мм под QFN под давлением ракеля, сохраняя при этом достаточную когезию на ранней стадии оплавления для подавления выхода паров флюса вверх.

Отверстия трафарета должны соответствовать реологическим свойствам паяльной пасты.

Однажды мы использовали одну и ту же паяльную пасту JL-808 при одинаковых параметрах печати для сравнения трафаретов, вырезанных лазером, толщиной 0,12 мм и 0,15 мм. Мы обнаружили, что трафарет диаметром 0,12 мм демонстрирует явно недостаточный объем припоя в области шага QFN 0,4 мм, что приводит к тому, что уровень пустот для краевых паяных соединений после оплавления составляет 19,7%. В отличие от In, трафарет толщиной 0,15 мм в сочетании с трапециевидными отверстиями диаметром 25 мкм снизил уровень пустот до 7,2%. Это указывает на то, что более мелкая паяльная паста не обязательно означает более легкое заполнение; Ключ заключается в динамической адаптации между геометрическими размерами отверстий трафарета и пределом текучести паяльной пасты.

Азотная атмосфера не является универсальным решением, но она может усилить различия в паяльной пасте.

При использовании паяльной пасты JJY JL-808 в печи оплавления азотом с содержанием кислорода 200 PPM средний показатель пустот в устройствах BGA с шагом 0,8 мм был на 3,8 процентных пункта ниже, чем в воздушной среде. Однако после перехода на конкурирующую паяльную пасту выигрыш по азоту составил всего 1,1 процентного пункта. Можно видеть, что преимущества состава паяльной пасты с низким содержанием пустот могут быть полностью реализованы только в среде контролируемого окисления; слепое добавление азота может вместо этого замаскировать присущие дефекты паяльной пасты.

Нагреватель оплавления должен позволять паяльной пасте «отдышаться»

После замедления скорости предварительного нагрева с 1,8°C/с до 1,2°C/с морфология пустот, образованных паяльной пастой JL-808 под QFN, изменилась с крупных взаимосвязанных полостей на изолированные микропоры. Это связано с тем, что более медленный нагрев позволяет растворителю флюса постепенно испаряться, избегая концентрированного испарения в критической точке разрушения паяльной пасты, которое может привести к разрыву расплавленной пленки припоя. Это изменение хорошо видно на рентгеновских срезах и не зависит от какой-либо дополнительной компенсации процесса.

Остатки чистки могут, наоборот, ухудшить производительность Void.

Однажды на производственной линии по ошибке было использовано чистящее средство на водной основе для очистки печатных плат после пайки паяльной пастой JL-808. В результате при переделке BGA-устройства на границе шариков припоя были обнаружены кольцеобразные микротрещины. EDS-анализ подтвердил, что это было вызвано вторичной реакцией между остатками солей органических аминов в чистящем средстве и галогенными активаторами в паяльной пасте. После перехода на процесс без очистки повторяемость пустот улучшилась на 23%, что указывает на то, что конечные характеристики паяльной пасты с низким содержанием пустот во многом зависят от совместимости вспомогательной технологической цепочки.