Феномен образования хвостов припоя представляет собой, по сути, неоднородный перелом, вызванный дисбалансом между адгезией и усилием сдвига, когда паяльная паста отделяется от отверстия трафарета. Когда угол ракеля меньше 45 градусов или вязкость паяльной пасты низкая, хвостик паяльной пасты растягивается в нить и остается на краю площадки. При проверке SPI эту структуру с шипами часто ошибочно принимают за квалифицированный объем, но ее фактическая высота превышает толщину колодки в 1,8 раза. Мы постоянно наблюдали уровень перемычек 6,3% между контактами 23–27 устройств QFP100 на производственной линии с использованием паяльной пасты JiaJinYuan G-8800 в сочетании с трафаретом, вырезанным лазером, толщиной 35 мкм. Под микроскопом было подтверждено, что все точки соединения происходят от корня хвостовых выступов, причем длина выступов сосредоточена в диапазоне от 42 до 58 мкм.
Неправильное соответствие давления и скорости швабры усугубит образование хвостов. Например, после резкого снижения давления ракеля с 5,2 кг до 4,0 кг, хотя плавность отпечатка улучшается, сила сцепления паяльной пасты недостаточна, чтобы противостоять напряжению отслаивания стенки отверстия трафарета, что вместо этого увеличивает количество остатков на 37%. В это время, если одновременно снизить скорость печати до 35 мм/с, время тиксотропного восстановления паяльной пасты можно использовать для уменьшения тенденции к образованию нитей. Индекс тиксотропности паяльной пасты JiaJinYuan G-8800 составляет 4,1, а скорость восстановления ее вязкости после выдержки в течение 30 секунд на 0,8 Па·с/мин выше, чем у обычной паяльной пасты. Поэтому строгий контроль интервала печати более эффективен, чем простое увеличение давления ракеля.
Если шероховатость стенки отверстия трафарета Ra > 0,35 мкм, паяльная паста часто прилипает к стенке во время процесса извлечения из формы. Особенно в областях с узким шагом, таких как площадки компонентов 0201, хвостовые выступы легко перекрывают соседние площадки. При использовании трафарета в течение более 12 месяцев мы измерили значение Ra стенки отверстия, составившее 0,41 мкм, а соответствующий уровень перемычковых дефектов увеличился с 0,27% до 2,15%. После замены трафарета на новый, даже без корректировки других параметров, вероятность образования хвостов снизилась на 82%. Паяльная паста JiaJinYuan G-8800 чрезвычайно чувствительна к состоянию стенки отверстия, а высокая плотность заполнения, обусловленная содержанием металла в ней 89,2%, усиливает воздействие неравномерного поверхностного натяжения.
Хотя точность размещения не может устранить образование хвостов, слишком высокая скорость спуска по оси Z приведет к непосредственному прижатию выводов компонента к вершине неотвержденного выступа, вызывая боковое смещение паяльной пасты. Когда давление размещения превышает 0,8 Н, а скорость спуска превышает 2,5 мм/с, первоначально изолированные хвостовые выступы имеют 63%-ную вероятность распространения на 0,12–0,19 мм до соседних подушечек. Это механическое нарушение особенно опасно до того, как флюс полностью улетучится на ранней стадии оплавления. Уменьшив скорость спуска по оси Z при размещении с 3,1 мм/с до 1,9 мм/с и сотрудничая с контролем постоянного давления 0,6 Н, мы снизили процент дефектов перемычки обратно до 0,31%, проверяя эффект усиления звена размещения в технологической цепочке на последствия образования хвостов.
