Выбор паяльной пасты и припоев для SMT-пайки коммуникационных материнских плат — это не простой вопрос соответствия точек плавления или марок; он должен одновременно удовлетворять тройным ограничениям целостности высокочастотного сигнала, надежности термического цикла и производительности печати на производственной линии. Например, для устройств BGA с шагом 0,3 мм размер частиц D50 в паяльной пасте должен контролироваться в пределах 20 ± 2 мкм; в противном случае во время печати и извлечения из формы могут возникнуть перемычки или недостаточность припоя. Для припоев Sn96.5Ag3.0Cu0.5 при пайке волновой пайкой, если температура предварительного нагрева ниже 120°C и продолжительность менее 60 секунд, это приведет к карбонизации и почернению остаточного флюса на нижней части печатной платы.

На этапе подготовки необходимо убедиться, что паяльная паста находится в холодильнике при температуре 0～5°C и ее срок хранения не превысил 90 дней. После открытия ему необходимо дать возможность снова нагреться до температуры под защитой азота в течение более 4 часов и перемешивать в течение 3 минут. В то же время необходимо использовать вискозиметр для измерения того, чтобы его вращательная вязкость при 25°С сохранялась на уровне 650±80Па·с. Для припоя стержней необходимо проверить толщину поверхностного оксидного слоя и убедиться, что она составляет менее 0,5 мкм; если невооруженным глазом он кажется серовато-белым и мутным, его следует отбраковать, поскольку оксидная пленка приведет к тому, что угол смачивания будет больше 90 ° во время пайки волной и появятся заметные выступы припоя на соединениях.

In с точки зрения основных параметров, не требующая очистки паяльная паста, обычно используемая для коммуникационных материнских плат, должна соответствовать уровню содержания галогенов J-STD-004B класса L0 (Cl?+Br?<0,5% по массе), при этом содержание металла строго ограничено 88,5±0,3%. Если оно слишком велико, схлопывание краев во время печати ухудшится; если оно слишком низкое, высота паяного соединения после оплавления будет меньше 120 мкм. Для паяных стержней измеренная температура ликвидуса должна составлять 217,5±0,5°С, а температура солидуса 217,0±0,3°С; разница температур между ними должна быть уменьшена до 0,5°C. В противном случае при селективной пайке волновой пайкой количество внутренних микропор в паяных соединениях легко превысит верхний предел в 15 %, разрешенный IPC-A-610E, класс 2.

In с точки зрения этапов работы, апертура трафарета должна быть увеличена в соотношении 1:1,05. Для устройств CSP 0,4 мм принята ступенчатая конструкция апертуры, при этом площадь апертуры в нижней части 0,35 мм уменьшена на 18% по сравнению с верхней. Скорость печати паяльной пастой установлена ​​на уровне 25 мм/с, скорость извлечения из формы — на 1,2 мм/с, угол ракеля зафиксирован на уровне 60°, а значение давления откалибровано на 4,8 ± 0,3 кг в зависимости от натяжения трафарета. Пиковая температура оплавления должна быть стабильной и составлять 238±2°C, а продолжительность должна составлять 45±5 секунд. При использовании припоев Sn96.5Ag3.0Cu0.5 для локальной подкраски температура жала должна быть установлена ​​на уровне 340±5°C, а время контакта не должно превышать 3 секунды; в противном случае произойдет локальное расслоение вблизи температуры стеклования подложки FR4 (Tg=170°C).

Если во время поиска и устранения неисправностей шарики припоя сосредоточены на внешней периферии матрицы BGA, сначала проверьте, перемешивалась ли паяльная паста более 5 раз после повторного нагревания до температуры, поскольку чрезмерное сдвига приведет к разрыву молекулярных цепей флюсовой смолы и нарушению баланса скорости испарения. Затем убедитесь, что цикл очистки трафарета превысил интервал замены растворителя IPA для каждых 12 досок; в противном случае скопление остатков сетки приведет к плохому заполнению паяльной пастой. Кроме того, проверьте, есть ли O? концентрация внутри печи защиты азота превышает 100 PPM; превышение этого значения напрямую усилит окисление сплава Sn-Ag-Cu и приведет к тому, что шероховатость поверхности паяного соединения Ra превысит 0,8 мкм.

Опыт и методики неоднократно проверены на производственной линии. Например, при работе с основными платами управления базовой станции 5G с 24-слойным стеком и толщиной меди ≥3 унций рекомендуется перейти на паяльную пасту, содержащую наноразмерный активатор ZnO, который может улучшить скорость смачивания медных поверхностей на 37% в зоне выдержки 220°C. Перед ежедневным запуском печи плавки припоев необходимо провести три пустых обжига с интервалом 15 минут между каждым и повышением температуры до 280°С для тщательного удаления остатков растрескивания канифоли, оставшихся от предыдущей смены. In Кроме того, перед запуском в производство всех партий паяльной пасты необходимо отобрать образец массой 3 г для испытания на термический удар, т.е. 5 циклов -40°C/1 час → 25°C/1 час → 125°C/1 час, после чего наблюдают, не происходит ли расслоение или слеживание. При выходе из строя какой-либо позиции вся партия возвращается на склад.