При проверке характеристик изоляции при использовании паяльной пасты без очистки мы должны одновременно включать испытания на ионное загрязнение (метод ROSE) и испытание на сопротивление поверхностной изоляции (SIR) в стандартный контроль, поскольку визуальный осмотр или AOI сами по себе не могут выявить токи утечки на уровне микроампер, вызванные остатками флюса. Такая утечка не проявляется как неисправность при комнатной температуре, но непосредственно приводит к функциональному сбою в условиях высокой температуры и высокой влажности.
При тестировании ионного загрязнения используется стандартный метод IPC-TM-650 2.3.25, в котором для извлечения остатков с поверхности печатной платы используется изопропанол, а затем преобразуется проводимость в эквивалент NaCl. Когда измеренное значение платы после печати и оплавления паяльной пастой, не требующей очистки, превышает 1,56 мкг/см2 эквивалента NaCl, линию необходимо немедленно остановить, чтобы выяснить, является ли партия паяльной пасты, конструкция отверстия трафарета или поток воздуха в зоне охлаждения печи оплавления ненормальным; в противном случае при последующем тестировании ИКТ будут возникать спорадические ложные суждения с разомкнутой цепью, или процент прохождения функционального теста снизится.
Для тестирования SIR выбирается стандартная гребенчатая электродная плата согласно IPC-TM-650 2.6.3.3 с постоянным напряжением 100 В постоянного тока, подаваемым в среде с температурой 85 ℃ и относительной влажностью 85 %, а изменения импеданса отслеживаются в течение 72 часов. Если определенная паяльная паста, не требующая очистки, демонстрирует тенденцию к падению импеданса ниже 1×10 Ом на 48-м часу тестирования, это указывает на то, что ее активные ингредиенты на основе канифоли или остатки органических кислот не полностью пассивированы. На этом этапе, даже если внешний вид не имеет белых полос или липкости, его нельзя использовать для высоконадежных продуктов, таких как медицинские или автомобильные приложения.
Однажды на линии массового производства одного из наших клиентов в Дунгуане мы обнаружили, что процент разомкнутой цепи ICT партии паяльной пасты, не требующей очистки, после оплавления внезапно увеличился на 0,3%. Первоначально предполагалось, что испытательный игольник имеет плохой контакт. Позже печатные платы с одинаковым номером PN были разделены на две группы и собраны с использованием двух не требующих очистки паяльных паст A и B соответственно. В результате только в группе А наблюдались повторяющиеся явления разомкнутой цепи. Дальнейший анализ поперечного сечения подтвердил, что в нижней части BGA существует тонкий слой пути миграции ионов. В конце концов было установлено, что производные себациновой кислоты, содержащиеся в паяльной пасте А, выпадают в осадок и обогащаются, когда скорость охлаждения слишком низкая. Эту деталь можно выявить только посредством двойной проверки SIR + ионное загрязнение.
Все данные испытаний паяльной пасты должны быть связаны и записаны в режиме реального времени с указанием натяжения трафарета, давления ракеля, пиковой температуры оплавления и чистоты азота соответствующей партии. Потому что для одной и той же паяльной пасты, не требующей очистки, разница в степени окисления остатков в условиях концентрации азота 99,99% и 99,95% приведет к колебаниям результатов теста SIR на два порядка, и такие колебания полностью маскируются при обычном входном контроле материалов.
Заявление в TDS, предоставленное поставщиком паяльной пасты, о том, что «соответствует J-STD-004», является лишь базовым порогом. Что действительно определяет надежность изоляции в процессе без очистки, так это кривая SIR и отчет об ионном остатке, созданный на вашей собственной производственной линии с использованием реальных трафаретов, реальных температур печи и реальных макетов панелей печатных плат. Не доверяйте таблице параметров; доверяйте цифрам, выводимым тестером ROSE в помещении с постоянной температурой в вашей мастерской.
