Толщина трафарета SMT не просто лучше, когда он тоньше, и не более стабильна, когда он толще; скорее, необходимо найти динамический баланс между размером контактной площадки, шагом выводов компонента и размером частиц паяльной пасты. Например, если для компонентов 0201 используется трафарет толщиной 0,15 мм, даже с апертурой 1:1, фактическая высота паяльной пасты после освобождения все равно может превышать 0,1 мм, что приводит к образованию надгробий. Однако переход на трафарет толщиной 0,12 мм с масштабированием 0,95x снижает степень перекрытия паяных соединений после оплавления с 7,3% до 1,1%.
Толщина трафарета должна соответствовать размеру частиц паяльной пасты и давлению ракеля.
Долгосрочное наблюдение за производственной линией JiaJinYuan показало, что, когда средний диаметр паяльной пасты D50 составляет 25 мкм, давление ракеля, соответствующее трафарету толщиной 0,12 мм, должно быть установлено на 5,2 кг. Если по ошибке использовать трафарет 0,15 мм без синхронного увеличения давления, степень заполнения паяльной пастой упадет ниже 76%. Под микроскопом в нижней части отверстий можно увидеть сплошные пленкообразные остатки паяльной пасты, которые непосредственно вызывают плавание или смещение компонентов во время последующей установки.
Форма отверстия влияет на консистенцию высвобождения паяльной пасты больше, чем на размер.
Прямоугольные отверстия, как правило, имеют угловые фиксаторы на термопрокладках QFN. Однако после расширения длинных сторон трапециевидных отверстий наружу на 5 мкм при том же ходе ракеля на том же трафарете значение CV объема паяльной пасты для 10 печатных плат уменьшилось с 9,7% до 5,4%. Это связано с тем, что трапециевидная структура ослабляет ван-дер-ваальсову адгезию между паяльной пастой и стенками отверстия, позволяя при этом более равномерно передавать усилие ракеля на переднюю кромку паяльной пасты.
Разница в высоте паяльной маски вокруг площадок усиливает эффект ошибок трафарета
Когда паяльная маска на ≥12 мкм выше поверхности площадки, стабильность контакта трафарета толщиной 0,12 мм резко падает. На этом этапе, даже если точность выравнивания центра отверстия достигает ±8 мкм, фактический край паяльной пасты все равно будет иметь неровные хвостики, превышающие 0,03 мм. Утолщая трафарет до 0,15 мм и одновременно выполняя ступенчатую проточку, длину хвостика можно сжать с точностью до 0,01 мм при условии, что глубина прорези строго контролируется на уровне 0,03 мм и не должна проникать в подложку.
Вторичная лазерная резка более подходит, чем электроэрозионная обработка, для формирования апертуры с мелким шагом.
Для корпусов TSSOP с шагом 0,3 мм шероховатость Ra боковой стенки отверстий после электроэрозионной обработки достигает 0,8 мкм, что приводит к микроразрывам при удалении паяльной пасты. Однако компания JiaJinYuan использует вторичную резку ультрафиолетовым лазером с длиной волны 355 нм, что снижает шероховатость боковой стенки до Ra0,25 мкм при сохранении толщины трафарета 0,12 мм. При тех же параметрах степень отделения паяльной пасты увеличилась с 81% до 93%, а после непрерывной печати 2000 штук не наблюдалось явного засорения апертуры.
Частоту очистки трафарета следует регулировать в зависимости от содержания металла в паяльной пасте. Когда доля сплава Sn63/Pb37 в паяльной пасте превышает 89%, очистку композита вакуумом отрицательного давления + изопропанолом необходимо выполнять каждые 450 отпечатков. В противном случае к 620-й детали в нижней части отверстий трафарета 0,12 мм будут накапливаться необратимые отложения металлического мыла, что приведет к уменьшению объема паяльной пасты на 14%, которое невозможно восстановить обычным протиранием.
