На реальных производственных линиях мы наблюдали, что многократное извлечение одной и той же банки с паяльной пастой из морозильной камеры с температурой -40°C, ее размораживание при комнатной температуре, уравновешивание и затем повторное охлаждение значительно ускоряет ухудшение вязкости паяльной пасты. Скорость потери вязкости заметно возрастает, особенно когда время оттаивания превышает 4 часа или относительная влажность окружающей среды превышает 60%. Более того, если размороженную паяльную пасту не полностью перемешать и перемешать перед непосредственным использованием на машине, это также приведет к плохой однородности печати между передней и задней частями, с частыми появлениями пиков вытяжки при печати и разрушением кромок.
Заказчик использовал бессвинцовую паяльную пасту SN63/PB37 (номинальная вязкость 750±150Па·с). Измеренная вязкость оставалась около 720 Па·с в течение 24 часов после первого оттаивания. В тех же условиях измеренное значение упало до 610 Па·с после второго оттаивания, упало до 540 Па·с после третьего оттаивания и достигло 405 Па·с к пятому оттаиванию. Это ухудшение не является пропорциональным снижением, а скорее демонстрирует тенденцию медленного первоначального снижения с последующим быстрым ускорением, что указывает на то, что межфазная стабильность между металлическим порошком и системой флюса внутри паяльной пасты постепенно разрушается под воздействием повторяющихся термических ударов.
Мы одновременно сравнили влияние трех распространенных методов оттаивания на вязкость паяльной пасты. Естественное оттаивание при комнатной температуре (25°C) привело к примерно на 9% большей начальной потере вязкости, чем быстрое оттаивание в печи с постоянной температурой (30°C/2 часа). Кроме того, многократное распечатывание и отбор порций подвергает паяльную пасту воздействию воздуха, усиливая окисление канифольного компонента флюса и еще больше ослабляя тиксотропную восстанавливающую способность паяльной пасты. Поэтому после открытия размороженной паяльной пасты ее необходимо израсходовать в течение 8 часов; в противном случае даже повторное запечатывание и охлаждение не сможет обратить вспять ухудшение вязкости.
Отзывы производственной линии показывают, что, когда вязкость паяльной пасты ниже 500 Па·с, компоненты 0201 с отверстиями трафарета менее 0,3 мм часто испытывают недостаток припоя или даже полное отсутствие печати. В то же время в устройствах типа QFN с большими контактными площадками наблюдается перемыкание из-за повышенной пластичности паяльной пасты. Это указывает на то, что вязкость паяльной пасты не только влияет на эффективность переноса, но также напрямую определяет реологическую реакцию паяльной пасты на сдвиг ракеля. Поэтому перед каждой заменой партии или повторным использованием старой паяльной пасты необходимо измерить текущее значение вязкости с помощью ротационного вискозиметра и соответствующим образом отрегулировать параметры давления ракеля, скорости и расстояния отпуска.
Особенно важно отметить, что разные марки паяльной пасты имеют совершенно разную устойчивость к количеству циклов оттаивания. Некоторые японские паяльные пасты все еще могут сохранять более 85% своей первоначальной вязкости после трех оттаиваний, в то время как некоторые недорогие отечественные паяльные пасты демонстрируют явное расслоение уже после второго оттаивания. Таким образом, сторона, занимающаяся закупками, не может только смотреть на цену за единицу продукции, но также должна запросить отчет об испытаниях цикла оттаивания, предоставленный поставщиком, с упором на данные о степени сохранения вязкости после завершения 5 полных циклов замораживания-оттаивания в условиях -40°C–25°C.
