Осадка паяльной пасты — это не небольшое растекание, которое исчезает через несколько секунд после печати, а явление, возникающее при комнатной температуре или на этапе выдержки перед оплаванием, когда недостаточная вязкость, медленное тиксотропное восстановление или слишком быстрое отделение трафарета приводят к тому, что паста на контактных площадках заметно переливается по краям, резко падает по высоте и проникает в соседние области контактных площадок. Его появление часто сопровождается одновременным появлением дефектов, таких как перемычки после оплавления, надгробия и шарики припоя. На производственных линиях мы обнаружили, что при хранении паяльной пасты при температуре выше 25°C и в открытом виде более 72 часов вероятность осадка увеличивается более чем в три раза.
При проведении подготовительных работ необходимо строго контролировать температуру окружающей среды, влажность и состояние материала. Температура в цехе должна поддерживаться на уровне 22±2°C, а относительная влажность поддерживаться на уровне 45%±5%. Перед открытием паяльной пасты необходимо дать возможность термически уравновеситься при температуре 22°C в течение как минимум 4 часов; после уравновешивания время смешивания должно составлять не менее 90 секунд при скорости миксера, установленной на 600 об/мин. Натяжение трафарета должно быть более 40 Н/см. Перед первым использованием новые трафареты необходимо трижды протереть карбидокремниевой бумагой с зернистостью 1000 в сочетании с IPA и после каждого протирания продуть чистым воздухом класса 100; в противном случае остатки растворителя усугубят смачивание и растекание паяльной пасты.
Среди основных параметров апертура трафарета является основной переменной, определяющей тенденцию к спаду. Для компонентов 0201 оно должно достигать 1,5 или выше; для компонентов 0402 - не менее 1,35. Если светосила устройств с разъемами QFP-100 упадет ниже 1,25, скорость спада превысит 18%. Вязкость паяльной пасты должна контролироваться на уровне 650±50Па·с (25°C/скорость сдвига 10 с·1), при этом индекс тиксотропности должен находиться в пределах от 0,62 до 0,68. Слишком высокий индекс затрудняет извлечение из формы, а слишком низкий индекс исключает устойчивость к осадке. Наши измерения показывают, что когда индекс тиксотропности падает ниже 0,6, высота центра подушечек снижается на 22% в течение 15 минут после печати, что намного превышает верхний предел в 15%, разрешенный IPC-7525B.
In с точки зрения рабочих этапов, угол ракеля должен быть зафиксирован на уровне 55±3°, давление контролироваться на уровне 5,5±0,3 кгс, а скорость печати должна быть установлена на 25±2 мм/с. Скорость разделения между трафаретом и печатной платой не должна превышать 2 мм/с; в противном случае паяльная паста будет вытягиваться и деформироваться в момент отслаивания. Каждый интервал печати должен составлять не менее 45 секунд, чтобы на поверхности паяльной пасты образовалась достаточно прочная гелевая пленка; в противном случае уровень спада резко возрастет до 12,7% к третьей печатной доске подряд. Однажды мы использовали систему микроскопии Keyence VHX-7000 для измерения содержания бессвинцовой паяльной пасты при температуре 30°C и обнаружили, что после печати пятой платы угол сгиба края контактной площадки упал с первоначальных 68° до 39°, что уже привело к срабатыванию порога оценки неисправности SMT.
Устранение неисправностей должно начинаться с трех точек одновременно. Сначала проверьте, нет ли в уравновешенной паяльной пасте расслоений или расслоений поверхностного масла. Во-вторых, убедитесь, что на нижней части трафарета нет микроцарапин или засоренных отверстий (особенно в областях с мелким шагом менее 0,3 мм). В-третьих, проверьте, превышает ли глубина нажатия установочной головки по оси Z 0,15 мм, так как чрезмерное нажатие приведет к выдавливанию незастывшей паяльной пасты наружу во всех направлениях. In в ходе одного массового производства неправильно установленное давление установки 0,22 мм привело к тому, что процент дефектов в области BGA резко увеличился до 9,4%, а после остановки и повторной калибровки он упал до уровня в пределах 0,3%.
Эмпирический метод заключается в создании механизма динамического мониторинга. Каждые 2 часа используйте оптический профилометр для отбора проб и проверки распределения паяльной пасты по высоте на трех платах, уделяя особое внимание разнице высот между центром площадки и ее четырьмя углами; разница более 8 мкм вызывает предупреждение. В то же время первая печатная плата после очистки трафарета должна пройти рентгеновское сканирование для подтверждения отсутствия скрытых перемычек. Мы последовательно печатаем 5 тестовых плат с одной и той же партией паяльной пасты при каждой смене материала, храним их в камере с постоянной температурой, измеряем высоту самой высокой точки каждые 30 минут и строим кривую затухания. Если распад превышает 13% в течение 60 минут, партия паяльной пасты немедленно выводится из употребления. Эта практика снизила количество жалоб клиентов, вызванных спадом, до нуля на одном заводе за шестимесячный период.
