Тусклый блеск паяных соединений после пайки паяльной пастой часто возникает на производственных линиях, но большинство людей сосредотачиваются только на настройке параметров печи оплавления, игнорируя существенные различия, вызванные колебаниями активности между партиями паяльной пасты. Одна и та же паяльная паста может иметь зеркальный блеск или тускло-серую поверхность при различных настройках температурных зон, и это изменение часто тесно связано с остатками термического разложения производных канифоли во флюсе.
Однажды мы отслеживали проблемы с тусклыми паяными соединениями резисторов и конденсаторов 0402 в течение трех дней подряд и обнаружили, что это было вызвано не аномальной температурой в печи, а скорее тем, что номинальное содержание металла в вновь поступившей паяльной пасте составляло 89,5%, в то время как фактическое измерение составляло только 88,1%. Кроме того, соотношение органической кислоты и активатора In было слишком консервативным, что не позволяло полностью восстановить оксидную пленку при максимальной температуре 235°C, что приводило к образованию аморфного остаточного слоя микронного размера на поверхности паяного соединения. Этот слой не является ни проводящим, ни отражающим, что напрямую снижает общий блеск паяного соединения.
Не менее важна степень соответствия между размером отверстия трафарета и контактными площадками. При площади отверстий на 8 % меньше расчетного значения уменьшение осаждения паяльной пасты приводит к недостаточному растеканию жидкого припоя при оплавании, а карбиды флюса имеют тенденцию скапливаться на кромках паяного соединения. Это локальное обогащение проявляется в виде размытия границ на изображениях AOI и проявляется в виде неравномерного общего блеска, яркого в центре и темного по краям, если наблюдать невооруженным глазом.
Если концентрация кислорода в защитной атмосфере азота превышает 100 PPM, это ускоряет поверхностное окисление сплавов олово-свинец или олово-серебро-медь в расплавленном состоянии. Особенно когда скорость охлаждения в секции охлаждения ниже 2°C/с, оксидная пленка затвердевает до того, как ее можно будет повторно восстановить флюсом. В это время паяные соединения не только имеют плохой блеск, но и часто сопровождают хрупкие разрушения при испытаниях на тягу. Этот тип проблемы более чувствителен при использовании висмутсодержащих паяльных паст с низкой температурой плавления, поскольку их антиоксидантная способность вблизи ликвидуса по своей природе слаба.
Чрезмерная толщина пленки OSP на контактных площадках печатных плат или просроченный срок хранения также значительно ослабят эффект смачивания. При толщине пленки OSP более 0,3 мкм или при нахождении в среде с относительной влажностью 60% более 72 часов степень пассивации атомов Cu на ее поверхности усиливается. Даже если активность паяльной пасты достаточна, скорость смачивания первой волны все равно отстает более чем на 300 мс, в результате чего припой имеет повышенную склонность к сжатию в шарики, а геометрия паяного соединения имеет тенденцию быть высокой и выпуклой, а не плавно растекающейся, что макроскопически проявляется в виде матовой текстуры без металлического отражения.
Наиболее часто упускаемый из виду фактор в мастерской — это взаимосвязь между давлением ракеля и скоростью печати. Когда давление установлено на 5,2 кг, а скорость установлена на 45 мм/с, некоторые паяльные пасты с высокой вязкостью будут демонстрировать недостаточное утончение при сдвиге, что приводит к разрушению кромок паяльной пасты после извлечения из формы. После оплавления сечение паяного соединения имеет грибовидную форму с увеличенным верхним радиусом кривизны, что естественным образом уменьшает площадь зеркального отражения. Эту структурную тусклость нельзя улучшить путем регулировки кривой оплавления, и ее необходимо проверить, вернувшись к комбинации параметров печати.
