В настоящее время производственные линии SMT обычно увеличивают скорость печати паяльной пасты с 15 мм/с до более чем 22 мм/с, но большинство заводов не обновили стратегию компенсации давления ракеля синхронно, что привело к увеличению скорости разрушения на 17% на краях отверстий трафарета и 3-кратному увеличению частоты повторения дефектов перемычки припоя на устройствах QFN с шагом 0,4 мм. За этим стоит жесткое ограничение несоответствия между задержкой реакции сервопривода оборудования и реологическими свойствами паяльной пасты, а не простая проблема эксплуатационных привычек.
Настройка давления швабры смещается от эмпирических значений к динамическим диапазонам. Например, для печатной машины немецкого производства, если традиционное давление 6,5 кгс поддерживается на скорости 20 мм/с, фактическое давление на контактную поверхность трафарета превысило порог предела текучести паяльной пасты, что привело к чрезмерному утончению паяльной пасты при сдвиге и недостаточному отскоку при извлечении из формы. Уменьшив давление до 5,2～5,8 кгс и согласовав его с передним углом ракеля 0,15 мм, объем CPK паяльной пасты SPI можно увеличить с 0,83 до 1,31. Этот диапазон должен быть зафиксирован путем фактического измерения трех наборов комбинаций скорости и давления для первой части каждой смены.
Популяризация устройств с мелким шагом вынуждает к совместной реконструкции параметров печати. Площадь контактной площадки BGA с шагом 0,3 мм составляет всего 0,12 мм². В настоящее время при каждом увеличении скорости печати на 1 мм/с стандартное отклонение колебания высоты нанесения паяльной пасты увеличивается на 0,018 мм, в то время как точность повторного позиционирования по оси Z отечественных печатных машин среднего класса составляет всего ± 0,025 мм. Это означает, что алгоритм компенсации давления должен быть встроен в ПЛК оборудования, а не полагаться на ручную точную настройку, в противном случае уровень дефектов толщины паяльной пасты на первых 50 материнских платах после смены линии неизбежно выйдет за пределы предупреждающей линии 4,2%.
Управление сроком службы трафарета больше не является простой проверкой натяжения. Когда скорость печати стабильна на уровне 22 мм/с, а ежедневная производительность превышает 1200 штук, скорость износа никелевого покрытия трафарета, вырезанного лазером, в 2,3 раза выше, чем при рабочем режиме 15 мм/с, что приводит к ухудшению значения Ra шероховатости боковой стенки отверстия с 0,21 мкм до 0,47 мкм после 8000-й печати, что напрямую приводит к образованию следов паяльной пасты. Если первоначальный 10000-кратный цикл замены по-прежнему будет соблюдаться в это время, это приведет к 61% вероятности ошибочных оценок при непрерывных пакетных ложных сигналах тревоги высокого уровня SPI.
Индекс тиксотропности (индекс тиксотропности) паяльной пасты нового поколения в целом вырос до 4,8～5,5, что намного выше, чем диапазон 3,9～4,2 пять лет назад. Это делает низкоскоростную печать склонной к удержанию паяльной пасты под тем же давлением ракеля, в то время как высокоскоростная печать усугубляет истончение при сдвиге. Решение состоит не в снижении скорости, а в использовании двухфазного привода швабры. При сохранении скорости основного хода печати 22 мм/с скорость снижается до 12 мм/с на начальном участке шириной 2 мм для завершения заполнения паяльной пастой. Для этого действия требуется, чтобы оборудование поддерживало многоскоростное программирование, а цикл сканирования ПЛК должен быть менее 8 мс, чтобы избежать джиттера.
Инженеры производственных линий должны рассматривать карту распределения толщины SPI в реальном времени как эталон калибровки для параметров печати, а не просто смотреть на индикатор OK/NG. Если обнаружено, что диапазон толщины одного и того же трафарета в направлении Y по-прежнему составляет > 18 мкм на 10 последовательных деталях, сначала проверьте, не ослабла ли жесткость кронштейна ракеля из-за длительной вибрации, затем проверьте, колеблется ли давление подачи воздуха в диапазоне 4,2 ~ 4,5 бар, и, наконец, отрегулируйте значение давления, поскольку 83% таких отклонений на самом деле возникают из-за воды в источнике газа, вызывающей перемещение поршня цилиндра, а не сам параметр неправильный.
Процесс отладки изменения строки пересматривается. Новый стандарт требует, чтобы после загрузки нового трафарета было проведено трехэтапное матричное испытание «скорость-давление»: сначала напечатайте 10 деталей со скоростью 18 мм/с+5,4 кгс для измерения базовой линии, затем перейдите к скорости 22 мм/с+5,6 кгс для печати 5 штук для наблюдения за четкостью кромок и, наконец, используйте 20 мм/с+5,3 кгс для печати 15 штук для проверки стабильности. На протяжении всего процесса используется одна и та же банка паяльной пасты, и перемешивание в середине процесса запрещено, иначе разница в вязкости паяльной пасты при разных историях сдвига замаскирует реальный эффект адаптации параметров.
Недостаточное разрешение энкодера серводвигателей в старом оборудовании становится скрытым узким местом. Производственная линия определенной марки, выпущенная в 2012 году, имеет фактическое дрожание движения ±0,035 мм при скорости 22 мм/с, что намного превышает допуск открытия трафарета ±0,012 мм. В настоящее время просто оптимизировать давление швабры не имеет смысла. Должна быть установлена внешняя обратная связь с обратной связью по шкале решетки, в противном случае уровень дефектов перекрытия паяльной пастой с шагом 0,25 мм всегда будет оставаться на уровне 3,7% и не может быть снижен.
Перекалибровка параметров при переключении партии паяльной пасты стала обязательным действием. Разброс вязкости одной и той же модели паяльной пасты в разных партиях производства может достигать ±12%, и инженеры часто ошибочно думают, что «все они имеют один и тот же номер детали», и пропускают тест. В результате после того, как клиент перешел на новую партию с японского завода, процент качества паяльной пасты для компонентов 0201 при исходной комбинации параметров 20 мм/с+5,5 кгс резко упал до 89,6%. После фактических измерений было обнаружено, что предел текучести этой партии снизился на 9,4%, а давление наконец снизилось до 5,1 кгс для восстановления податливости.
