Пустоты – это не изолированные дефекты, а комплексное проявление связанного и неконтролируемого нанесения паяльной пасты, давления приклеивания и атмосферы оплавления. Когда мы работали с определенной моделью модуля OBC транспортного средства на заводе JiaJinYuan в Дунгуане, мы обнаружили, что процент брака микросхемы драйвера IGBT в той же партии внезапно увеличился с 5,3% до 14,7%. Основная причина заключалась в том, что интерфейс трубопровода азота был ослаблен, в результате чего содержание кислорода резко возросло с 50 PPM до 320 PPM, в то время как оборудование AOI в то время не было оснащено функцией сигнализации связи концентрации кислорода.
Отверстие трафарета должно соответствовать уровню риска прокладки и пустот.
Для устройств QFN с шагом 0,4 мм и устройств BGA с диаметром шарика 0,3 мм компания JiaJinYuan использует трапециевидные отверстия вместо традиционных прямоугольных отверстий. При уменьшении площади отверстия на 12 % угол наклона боковой стенки поддерживается на уровне 62°±3°, что не только подавляет схлопывание паяльной пасты, но и способствует вертикальному выходу флюсового газа. Измеренная доля пустот снизилась в среднем с 11,6% до 6,8%. Однако если отверстие слишком маленькое, это приведет к недостаточному объему припоя, что, в свою очередь, вызывает усадку паяного соединения во время вторичного оплавления и усугубляет агрегацию пустот.
Параметры ракеля необходимо динамически точно настраивать с помощью партий паяльной пасты.
Индекс тиксотропности одной и той же партии паяльной пасты JiaJinYuan JY-8500 колеблется на 0,15 при различных температурах и влажности окружающей среды. Мы требуем, чтобы фактическое давление вниз было откалибровано с помощью манометра ракеля перед первым изделием каждой смены. Когда влажность окружающей среды >65% относительной влажности, угол ракеля снова регулируется с 60° до 57°, а скорость печати снижается с 45 мм/с до 38 мм/с. В противном случае паяльная паста не будет достаточно срезаться в отверстии трафарета и будет захватывать воздух в площадку, образуя недопустимые пустоты диаметром >25 мкм.
Неконтролируемая чистота азота — невидимая причина вспышек пустот
На всех линиях по производству медицинских печатных плат компании JiaJinYuan применяется онлайн-мониторинг азота. Когда содержание кислорода превышает 80 PPM в течение 3 минут подряд, автоматически срабатывает защита от охлаждения при пайке оплавлением. Поскольку данные измерений показывают, что при увеличении содержания кислорода на каждые 100 PPM толщина оксидной пленки на поверхности припоя SnAgCu увеличивается на 0,7 нм, что напрямую препятствует распространению расплавленного припоя и задерживает газ разложения флюса. Определенная партия главных плат управления базовой станции имела чрезмерные пустоты из-за заклинивания клапана давления в резервуаре с жидким азотом, в результате чего мгновенное содержание кислорода резко возросло до 410 частей на миллион.
AOI и X RAY должны создать механизм перехвата классификации пустот.
Цзяцзинь Юань делит пустоты на трехуровневые реакции в зависимости от местоположения и размера. Пустоты диаметром >40 мкм в центре площадки сразу останавливают линию. Пустоты диаметром 20–40 мкм на краю площадки вызывают необходимость более тщательного отбора проб. Допускаются только пустоты, расположенные внутри припоя и имеющие φ<20 мкм. Однако, когда количество таких пустот превышает 3% от общего количества одиночных паяных соединений, система автоматически блокирует номер трафарета и запрещает повторное использование, поскольку исторические данные показывают, что скорость расширения таких пустот после старения при высокой температуре и высокой влажности достигает 0,18 мкм/ч.
