Принципиальное противоречие недостаточного смачивания припоя или перелива паяльной пасты при пайке многослойных плат из толстой меди заключается в разнице теплоемкости, обусловленной толщиной меди, и несоответствии кинетике плавления паяльной пасты. Мы отслеживали четырехслойные медные платы толщиной 1,2 мм на производственной линии автомобильного ЭБУ в Дунгуане в течение трех месяцев подряд и обнаружили, что при толщине меди ≥70 мкм, если стандартный объем печати паяльной пасты не увеличивается синхронно на 18–22%, высота паяного соединения после оплавления обычно на 0,08 мм ниже допустимого нижнего предела IPC-A-610G класса 2, в то время как слепое увеличение объема пасты приведет к переходная ставка поднимется выше 3,7%. Хотя увеличение толщины трафарета с 0,12 мм до 0,15 мм может увеличить объем паяльной пасты, если соотношение сторон апертуры не будет синхронно увеличено с 1,3:1 до 1,1:1, количество шариков припоя, вызванных заусенцами на краях, увеличится более чем на 40%.
Угол ракеля должен быть динамически связан с вязкостью густой медной паяльной пасты. При использовании толстомедной паяльной пасты с высокой тиксотропией REL-600, если угол ракеля остается обычным 55°, а скорость печати не снижается с 40 мм/с до 32 мм/с, остаточное количество в нижней части трафарета увеличится на 0,15 г/м2, что непосредственно приводит к риску застревания паяльной пасты между соседними площадками. Однажды мы провели сравнительный тест с тем же набором трафаретов на заводе по производству силовых модулей в Чжухае и обнаружили, что после точной настройки давления ракеля с 5,2 кг до 4,8 кг, CPK консистенции смачивания паяльной пасты для площадок QFN с шагом 0,3 мм подскочил с 0,91 до 1,33, при условии, что порог срабатывания сигнализации для смещения центра площадки в SPI перед оплавлением был синхронно уменьшен с 0,07–0,05 мм.
Поведение паяльной пасты с толстым слоем меди во многом зависит от коэффициента теплопроводности медной подложки. Когда толщина меди внутреннего слоя достигает 105 мкм, фактическая скорость нагрева в области контактной площадки на 2,3 ℃/с ниже, чем у подложки FR-4, что требует увеличения времени зоны выдержки на 3–5 секунд, чтобы компенсировать недостаточную активацию флюса при условии сохранения пиковой температуры неизменной; в противном случае ионная концентрация остатков паяльной пасты, не подлежащих очистке, превысит стандартную величину до 0,78 мкг/см2 эквивалента NaCl. Более скрытая проблема заключается в том, что если «режим компенсации толщины меди» не включен при обнаружении SPI, а оценка объема паяльной пасты для медных площадок толщиной 0,5 мм по-прежнему выполняется в соответствии со стандартной калибровочной кривой FR-4, отклонение фактического объема паяльной пасты достигнет ± 11,6%, что невозможно определить на этапе AOI.
Все настройки параметров должны проверяться в замкнутом контуре. Мы внедрили «метод проверки трех плат» на линии материнских плат промышленного контроля в Сучжоу: первая плата подвергается полноточечному сканированию объема SPI и записывает измеренное значение каждой площадки; вторая плата только выборочно проверяет контактные площадки с высоким риском (например, углы BGA, сильноточные концы толстых медных дорожек); третья плата ориентирована на повторное тестирование пэдов с отклонением громкости > 8% на первых двух платах. Как только будет обнаружено, что колебание объема в определенной области превышает 10% для двух последовательных плат, немедленно остановите машину, чтобы проверить плоскостность опорных штифтов трафарета и степень износа лезвия ракеля, вместо того, чтобы просто повторно печатать паяльную пасту или увеличивать давление ракеля.
