Ключом к совместимости паяльной пасты при печати плат OSP является контроль способности флюса смягчать органическую пленку. Если паяльная паста имеет слишком высокое кислотное число или недостаточный предварительный нагрев, это приведет к чрезмерной эрозии слоя OSP паяльной пастой перед оплавлением, что приведет к обнажению меди на контактных площадках и увеличению количества валиков припоя. Однажды мы выбрали неправильную паяльную пасту средней активности, в результате чего процент выхода паяльной пасты ниже 82% в течение трех дней подряд при использовании QFN с мелким шагом 0,3 мм. После перехода на паяльную пасту с низкой коррозионной активностью выход при первом проходе сразу же увеличился до 99,6%.
Требования к совместимости паяльной пасты на платах с иммерсионным золотом сосредоточены на толщине слоя золота и целостности барьерного слоя никеля. Когда толщина золота в покрытии ENIG превышает 0,1 мкм или в слое никеля имеются микропоры, сплав свинец-олово в паяльной пасте будет претерпевать аномальный рост IMC с никелем во время оплавления, вызывая охрупчивание паяного соединения. На этом этапе необходимо выбрать низкотемпературную паяльную пасту, содержащую висмут или индий, чтобы подавить чрезмерное образование Ni3Sn4, а пиковую температуру необходимо строго контролировать в пределах 235 ℃ ± 2 ℃. В противном случае процент прохождения теста на падение упадет более чем на 40% после 24 часов выдержки.
Трудность совместимости паяльной пасты с платами из иммерсионного серебра заключается в эффекте связи миграции ионов серебра и остатков флюса. Если содержание галогенов в паяльной пасте превышает стандарт или размер отверстия трафарета слишком велик, в основании шариков припоя BGA после оплавления легко образуется белый остаток AgCl. Из-за этой проблемы клиенты дважды возвращали нас на определенную линию по производству материнских плат медицинского назначения. Проблема была полностью решена только после перехода на безгалогенную паяльную пасту с низким содержанием канифоли и уменьшения толщины трафарета с 0,12 мм до 0,10 мм.
Платы из никель-золота с твердым золотым покрытием подходят для высокочастотной пайки, но при совместимости с паяльной пастой следует избегать систем с высокоактивной канифолью. В противном случае остатки флюса образуют карбонизированную пленку на поверхности золотого слоя, в результате чего угол смачивания при пайке волновой пайкой будет превышать 90°. Когда-то мы использовали ту же паяльную пасту, которая хорошо себя показала на платах OSP, но испытывала массовую холодную пайку на платах из твердого золота. Основная причина заключается в том, что твердая поверхность золота имеет низкую поверхностную энергию и высокий диффузионный барьер. Для достижения эффективного смачивания необходимо использовать паяльную пасту, содержащую специальный аминный активатор.
Подобрать паяльную пасту к контактным площадкам печатной платы – это не то, что можно решить, просто просмотрев таблицы. Каждый раз, когда вводится новый номер детали, необходимо провести три серии фактических испытаний: проверку морфологии печати первого изделия после калибровки натяжения трафарета, измерение толщины IMC в поперечном сечении паяных соединений после оплавления и испытание на осевое усилие после 500 циклов термического удара -40℃~125℃. Пропуск любого шага может таить в себе скрытую опасность взлома партии через три месяца.
