Основное противоречие при пайке плат OSP заключается в том, что флюс паяльной пасты должен иметь достаточную активность, чтобы пробить пленку OSP, но чрезмерная активность оставляет сильные кислотные ионы, которые вызывают коррозию паяных соединений, аномальное испытательное сопротивление ICT или снижение долгосрочной надежности. Мы отслеживали производственную линию клиента в Дунгуане в течение трех месяцев подряд и обнаружили, что после использования паяльной пасты с уровнем активности выше REL0,8 уровень потемнения кромки паяного соединения BGA увеличился с 1,2% до 4,7%, а после перехода на JJY JH-602 (REL0,55) эта проблема полностью исчезла. Это показывает, что пайка плат OSP не требует максимально возможной активности, а скорее согласования в замкнутом контуре с толщиной пленки OSP, продолжительностью хранения и пиковой температурой оплавления.
Физико-химические свойства пленки OSP определяют сложность ее удаления.
Толщина пленки основных растворов OSP, представленных на рынке, колеблется от 0,2 до 0,4 мкм, а плотность пленки напрямую зависит от времени осаждения, значения pH и температуры сушки. Измеренный импеданс пленки плат OSP от одного и того же поставщика, но разных партий может различаться до 30%, что требует, чтобы скорость диссоциации органических кислот флюса паяльной пасты покрывала этот диапазон колебаний; в противном случае некоторые колодки будут смачиваться с задержкой, а другие будут подвергнуты чрезмерной коррозии. Однажды мы использовали тестирование летающим зондом для сравнения скорости лужения 12 площадок в разных положениях на одной партии плат OSP, и максимальная разница во времени достигла 0,8 секунды, что является прямым проявлением несоответствия между неравномерной толщиной пленки и откликом флюса.
Тип органической кислоты в паяльной пасте более важен, чем ее общее количество.
JJY JH-602 использует комплексную систему азелаиновой кислоты и гидроксибензойной кислоты: первая обеспечивает мягкую начальную травящую способность, а вторая ускоряет разложение при температуре выше 150°C и высвобождает вторичную активность. Этот двухэтапный механизм активации позволяет избежать преждевременного всплеска активности традиционной паяльной пасты на основе канифоли в зоне выдержки при температуре 140°C, что может привести к локальному разрушению пленки OSP. Мы использовали горячую сцену для наблюдения в режиме реального времени на производственной линии клиента из Сучжоу и обнаружили, что эта паяльная паста начинает значительно разрушать пленку при температуре 165°C, что попадает точно в зону перекрытия между температурой начала термического разложения пленки OSP (162±3°C) и основным диапазоном плавления паяльной пасты (от 179 до 217°C), обеспечивая синхронизацию смачивания и одновременно устраняя риск окисления поверхности меди.
Параметры печати и перекомпоновки должны оставлять место для активности.
Даже если выбрана правильная паяльная паста, если отверстие трафарета слишком маленькое или давление ракеля слишком высокое, в результате чего объем паяльной пасты будет ниже 0,08 г/см², флюс не сможет образовать сплошной слой покрытия жидкой фазы на начальном этапе оплавления, а локальные участки пленки OSP останутся целыми из-за отсутствия активатора. Однажды мы с помощью РФА проверили поперечное сечение холодных паяных соединений и обнаружили, что на поверхности меди все еще существует полный остаточный слой OSP толщиной 0,03 мкм, тогда как объем отпечатка паяльной пасты в соответствующем положении составляет всего 0,062 г/см². Поэтому объем печати паяльной пасты необходимо контролировать в диапазоне от 0,085 до 0,095 г/см², а зону выдержки оплавления следует устанавливать на температуру от 150 до 160°C на 90 секунд, чтобы флюс имел достаточную энергию для завершения удаления пленки со всей платы.
