Если флюсовая паста испаряется слишком быстро во время высокотемпературной пайки, основной компонент флюса улетучивается в больших количествах, прежде чем он сможет полностью удалить оксидную пленку, вызывая повторное окисление поверхности частиц припоя, резкое падение смачивающей силы во время плавления и, в дальнейшем, приводя к холодным паяным соединениям, сухим паяным соединениям и увеличению количества пустот в паяных соединениях. Однажды на нашей производственной линии были произведены последовательные партии из трех резисторов 0201 с несмачиваемыми с одной стороны сторонами, что в конечном итоге было идентифицировано как вызванное повышением пиковой температуры пайки оплавлением с 235 ℃ до 245 ℃, что привело к преждевременному испарению производных канифоли с низкой температурой кипения во флюсовой пасте и недостаточному количеству остаточных активных компонентов.
Ускоренная скорость испарения также значительно увеличивает риск образования валиков припоя, поскольку местное давление паров, создаваемое быстрым испарением флюсовой пасты, будет распылять не полностью расплавленные частицы порошка припоя с края площадки, особенно образуя плотные микрошарики припоя вокруг нижних площадок QFN или микросхем с мелким шагом. Эти шарики припоя часто становятся причиной ложных заключений о коротком замыкании при последующих испытаниях ICT, в то время как среда защиты от азота дополнительно подавляет окислительное осаждение продуктов термического разложения флюса, что делает проблему более скрытой.
Это также влияет на процесс печати. Когда размер отверстия трафарета слишком велик, а вязкость флюсовой пасты слишком низкая, во время процесса прессования ракелем на флюсовую пасту влияет суперпозиция сдвигового тепла и повышение температуры окружающей среды, а поверхностный растворитель быстро испаряется, вызывая высыхание края пасты и разрушение центра. Результатом является искажение рисунка паяльной пасты и плохая однородность объема, что особенно заметно, когда летом в цеху температура превышает 28 ℃ без постоянного контроля температуры.
Однажды мы провели сравнительный тест на производительность трех флюсовых паст с разными значениями Tg при пиковых температурах выше 240 ℃ и обнаружили, что модель с Tg ниже 95 ℃ потеряла более 70% своей паяльной активности в течение 60 секунд после входа в зону температуры пайки оплавлением, в то время как модель с Tg 108 ℃ все еще могла поддерживать эффективное время смачивания 95 секунд. Это показывает, что термическая стабильность флюсовой пасты определяется не только температурой кипения, но и плотностью поперечных связей в смоляной сетке, а также соотношением растворителя и носителя, которые являются ключевыми факторами, ограничивающими возможность высокотемпературной пайки.
Стратегия настройки производственной линии должна осуществляться в соответствии с фактическим окном процесса. Например, снижение скорости нагрева секции предварительного нагрева с 2,5 ℃/с до 1,8 ℃/с может продлить время активации флюсовой пасты, а снижение концентрации азота с 800 PPM до 300 PPM может умеренно увеличить скорость реакции окисления, чтобы сбалансировать эффективность удаления пленки. Однако такие настройки должны одновременно отслеживать измеренные данные температурного профиля печи и не могут полагаться исключительно на теоретические предположения, в противном случае легко вызвать задержку смачивания или даже локальное несмачивание в паяных соединениях в нижней части BGA.
