В ходе испытания образцов припоя для параллельного сравнения была выбрана новая партия бессвинцовой паяльной пасты от Jia Jinyuan и старая партия, которая в настоящее время используется на производственной линии. Все тесты проводились на одном и том же принтере DEK Horizon 03i и печи оплавления BTU Pyramax 125, чтобы избежать влияния переменных, вызванных различиями в оборудовании. Трафарет изготовлен из материала SUS304 толщиной 0,10 мм с лазерной резкой и электрополировкой. Соответствующий размер апертуры для нового припоя был уменьшен на 5% в соответствии со стандартом IPC-7527, при этом соотношение сторон сохранялось выше 1,5, в то время как старый припой по-прежнему использовал исходную проектную апертуру. In параметры печати: давление ракеля было установлено на 4,2 кг, скорость — 45 мм/с, угол — 60 градусов, все три из которых оставались неизменными синхронно, чтобы обеспечить переменную уникальность.
Для сбора профиля температуры использовался шестиканальный профилировщик температуры KIC Navigator с 3 термопарами, вставленными в каждую тестовую группу, прикрепленными к центральным позициям QFN48 (шаг 0,4 мм), резистора 0201 и печатной платы соответственно. Измеренная пиковая температура нового припоя составила 238℃, время нахождения выше ликвидуса — 86 секунд, а крутизна нагрева — 1,8℃/с. Соответствующие значения для старого припоя составляли 241 ℃, 92 секунды и 1,6 ℃/с. Хотя разница была небольшой, она уже повлияла на тенденцию образования шариков припоя, особенно в области 0201 появилось 3 микрокасинки припоя, в то время как у нового припоя было только 1, что указывает на то, что выделение активности флюса было более умеренным, а улетучивание было более достаточным.
In Что касается параметров трафарета, поскольку новый припой имел немного меньшую вязкость (измеренная 220 Па·с при скорости сдвига 100 с?1) и более высокое содержание металла (90,2 вес.%), отношение площади отверстий было увеличено с исходных 0,62 до 0,65. В то же время отверстие колодки QFN было сдвинуто внутрь на 0,015 мм для предотвращения сползания. Проверка SPI после печати показала, что среднее отклонение объема нового припоя составило ±6,3%, а старого припоя — ±8,7%. Более того, остаточное количество в нижней части трафарета после непрерывной печати 200 штук было уменьшено примерно на 40% для нового припоя, что указывает на более сильную способность противозасоряться.
После оплавления количество холодных паяных соединений, обнаруженных методом АОИ, составило 7 на тысячу точек для нового припоя и 12 на тысячу точек для старого припоя. Среди них средний уровень пустот в нижней части QFN составил 18,5% для нового припоя и 24,1% для старого припоя. Рентгеновские пробы подтвердили, что пустоты были сконцентрированы в четырех углах термопрокладки, что было напрямую связано с тем, что температурное плато в конце секции выдержки оплавления было на 0,8 ℃ ниже. Новый припой, благодаря повышенной скорости смачивания и растекания, имел более высокую фактическую эффективность заполнения при тех же настройках температуры оплавления, что было эквивалентно скрытому увеличению энергозатрат в области термопрокладки.
Все данные испытаний образцов припоя были записаны в систему MES и привязаны к номерам партий. Новый припой не привел к остановке линии дефектов сварки при пробном производстве 1200 штук в трех последовательных партиях, в то время как старый припой имел 17% увеличение частоты ложных срабатываний AOI из-за капель припоя в том же периоде испытаний, что требовало дополнительных 2,3 секунды на каждую плату для ручной повторной проверки. Это показывает, что тестирование образцов припоя является не только проверкой замены материала, но и ключевым узлом ввода для повторной калибровки параметров всей линии SMT.
