Короткие замыкания при пайке микросхем с малым шагом стали высокочастотным дефектом при массовом производстве корпусов QFN и LGA с шагом менее 0,4 мм. Его суть заключается не в избыточном объеме припоя, а в нестабильности сдвигового течения паяльной пасты внутри отверстий трафарета, а вязкость паяльной пасты является основным параметром физических свойств, регулирующим такое поведение течения. Наши измерения показывают, что когда вязкость паяльной пасты падает ниже 320 Па·с, паяльная паста легко выдавливается из боковых стенок трафарета на этапе прессования ракелем, образуя начальную стадию перемычки; особенно при угле ракеля 30° и скорости печати 80 мм/с скорость пайки увеличивается в 2,7 раза. И наоборот, если вязкость превышает 380 Па·с, процент дефектов печатного слоя возрастает до 18%, что приводит к сосуществованию пустот на контактных площадках и соединений холодной пайки.
Паяльная паста серии MSP-728, которую мы в первую очередь продвигаем, имеет индекс тиксотропности, стабильно контролируемый на уровне 0,62±0,03. Это значение получено в результате реологических испытаний и скрининга 127 групп различных систем флюса и сферических соотношений порошков, что позволяет ему демонстрировать низкую вязкость и высокую текучесть в момент печати ракелем, чтобы обеспечить скорость заполнения отверстий, а также быстро восстанавливать структурную прочность после отпуска для предотвращения оседания. При ширине апертуры 0,3 мм и толщине трафарета 0,12 мм измеренный коэффициент вариации объема печати (значение CV) составляет всего 4,1%, что значительно лучше, чем средний показатель по отрасли, составляющий 5,8%, что означает, что на тысячу печатных плат приходится примерно на 37 меньше мелких дефектов пайки микросхем, вызванных колебаниями объема припоя.
Градиент испарения растворителя этой паяльной пасты был изменен. Композиционная система этанол/терпинеол увеличивает начальное время высыхания до 95±5 секунд, обеспечивая на 22 секунды более длительный период окна, чем у традиционных составов. Это напрямую поддерживает стабильность цикла установки машин для захвата и размещения при компоновке плат с высокой плотностью размещения, избегая образования перемычек припоя, вызванного смещением выводов, вызванного небольшой усадкой кромок паяльной пасты после размещения компонентов. In В ходе нашей проверки на производственной линии микроконтроллеров автомобильного класса, когда интервал между размещением и оплавлением был увеличен со 120 до 180 секунд, не наблюдалось статистически значимой разницы в частоте дефектов припоя, что указывает на то, что эта система вязкости имеет более высокую технологическую устойчивость.
Применимые сценарии явно направлены на пайку микросхем с малым шагом с шагом выводов 0,4 мм и меньше, включая, помимо прочего, такие типы корпусов, как TQFP-128, QFN-48 и LGA-100. Он особенно подходит для технологических конфигураций с соотношением апертур лазерного трафарета ≥1:1,2 и перевернутыми трапециевидными апертурами. Когда на производственной линии используется оплавление азотом с пиковой температурой, установленной на уровне 235±3℃, скорость распространения смачивания и соответствие точки окончания усадки этой паяльной пасты являются оптимальными, что снижает вероятность образования остатков до уровня PPM. Однако при использовании на голых медных платах OSP в средах с относительной влажностью хранения >60% модуль контроля влажности секции предварительного нагрева должен быть включен одновременно; в противном случае следы влаги в паяльной пасте будут испаряться на начальном этапе нагрева и нарушать агломерацию расплавленных сфер припоя.
При выборе необходимо измерить кривую спада динамической вязкости паяльной пасты в заданных условиях трафарета, и нельзя полагаться только на номинальные значения производителя. Поскольку после того, как ту же партию паяльной пасты выдерживают при комнатной температуре 30°C в течение 4 часов, ее кажущаяся вязкость при скорости вращения 60 об/мин уменьшится на 9,3%, а после 200 последовательных отпечатков на производственной линии повышение температуры в зоне ракеля приведет к дальнейшему снижению локальной вязкости на 5,1%. Поэтому рекомендуется проводить проверку с помощью реометра Brookfield RVDV-III перед первой деталью каждой смены. Если измеренное значение отклоняется от диапазона 350±30Па·с более чем на ±8%, необходимо отрегулировать время перемешивания или заменить партию. Категорически запрещается принудительно корректировать добавлением разбавителя, так как органические разбавители необратимо повреждают структуру тиксотропной сетки, приводя к последующему разрушению консистенции печати.
