Тонкие печатные платы (толщина ≤0,6 мм) деформируются во время пайки паяльной пастой. Основная причина заключается в том, что несоответствие напряжений между коэффициентом теплового расширения подложки и соединениями медной фольги и паяльной пасты усиливается, а такие факторы, как чрезмерно быстрое снижение вязкости паяльной пасты, замедленное улетучивание остатков флюса и низкая плотность упаковки металлического порошка, усугубляют этот дисбаланс. Во время непрерывного отслеживания 12 партий плат FR-4 толщиной 0,4 мм на линии по производству автомобильных модулей в Дунгуане мы обнаружили, что степень коробления достигает 18,7% при использовании обычной паяльной пасты Sn96.5Ag3.0Cu0,5, но снижается до 3,1% после перехода на паяльную пасту для тонких плат с содержанием металла 90,5% и индексом тиксотропии 5,2.
Реологические свойства паяльной пасты должны соответствовать способности тонких плат к гибкой деформации. Высокий тиксотропный индекс гарантирует, что паяльная паста не разрушается под ракелем и не скользит после расформовки, сохраняя при этом стабильную форму паяного соединения на ранней стадии оплавления, избегая локальной концентрации напряжений, вызванной растеканием паяльной пасты. Однажды мы проанализировали 32 набора данных с помощью Minitab и подтвердили, что на каждые 0,3 увеличения индекса тиксотропности степень прохождения коробления плит толщиной 0,5 мм увеличивается в среднем на 2,4 процентных пункта. Однако, если оно превышает 5,8, это может привести к засорению трафарета и недостаточному припою, поэтому его необходимо проверять синхронно в сочетании с размером отверстия трафарета и давлением ракеля.
Система флюсов для паяльной пасты для тонких плат должна сочетать низкотемпературную активацию и быстрое испарение. In обычная паяльная паста, растворители на основе канифоли не улетучиваются в достаточной степени в зоне выдержки при температуре 150 ℃, а внезапное испарение остатков на этапе пиковой температуры приведет к поднятию края площадки. После перехода на флюс, содержащий н-пропанол и изоамиловый спирт, измеренная кривая ТГА показывает, что температура потери массы 50% повышается до 132 ℃. За счет снижения конечной температуры зоны замачивания со 150 ℃ до 142 ℃ дефекты коробления можно уменьшить на 41%.
Контроль скорости нагрева во время пайки паяльной пасты более важен, чем пиковая температура. Тонкие платы имеют небольшую теплоемкость и быструю теплопередачу. Если скорость нагрева в секции предварительного нагрева превышает 2,0 ℃/с, разница температур на поверхности платы легко превышает 15 ℃. В настоящее время, даже если сама паяльная паста имеет низкую нагрузку, компенсировать термическую нагрузку сложно. Мы требуем, чтобы все линии по производству тонкого картона снижали скорость цепи на 12% и контролировали концентрацию кислорода в пределах 100 PPM в атмосфере азота. Это может не только замедлить образование окислительной корки флюса, но и обеспечить более равномерное плавление паяльной пасты, избегая коробления, вызванного локальным внезапным плавлением.
Параметры печати необходимо перекалибровать при замене паяльной пасты. Для той же платы толщиной 0,4 мм установка угла ракеля на 60° приемлема при использовании традиционной паяльной пасты, но после перехода на паяльную пасту для тонких плат с высокой тиксотропностью его необходимо отрегулировать до 52°~54°, в противном случае недостаточная сила сдвига паяльной пасты приведет к неполному заполнению. Если скорость извлечения из формы > 25 мм/с, нити припоя по краю площадки легко вытащить. Эти крошечные отклонения нелегко обнаружить при AOI-контроле, но после оплавления они проявятся в виде скрытой деформации. Поэтому необходимо выполнять как минимум три раунда проверки пайки первого изделия и записывать данные по изгибу платы каждый раз при смене модели паяльной пасты.
