Пропорция флюса в паяльной пасте — это не фиксированная величина, а окно процесса. Наше долгосрочное отслеживание данных с 32 линий поверхностного монтажа на заводе показало, что, когда содержание флюса ниже 7,5%, на компонентах 0201 появляются очевидные заусенцы по краям после печати, сильные следы после прохождения ракеля, а паяные соединения кажутся тусклыми после оплавления, а скорость перекрытия увеличивается в 1,8 раза. Когда содержание флюса превышает 12,5%, время пребывания паяльной пасты на трафарете сокращается, а колебания объема нанесения припоя увеличиваются. Особенно в положениях толстопленочного резистора 2512 часто происходит разбрызгивание потока, который прилипает к датчику термопары, напрямую мешая точности сбора температурного профиля.
Пропорция флюса должна регулироваться в зависимости от размера частиц припоя, типа канифоли и соотношения тиксотропных добавок. Например, при использовании порошка припоя типа 4 (20–38 мкм) с модифицированной канифольной системой содержание флюса 9,2% ± 0,3% может сбалансировать скорость отделения трафарета и величину ионного загрязнения после пайки. Однако при переходе на порошок типа 5 (15–25 мкм) содержание флюса необходимо снизить до 8,6% при том же составе; в противном случае паяльная паста слишком быстро растечется по поверхности печатной платы после печати, а количество пустот в нижней части QFN увеличится с 12% до 29%.
Температура и влажность окружающей среды оказывают очень существенное влияние на скорость испарения активных компонентов флюса. Когда летом температура в цеху достигает 28℃, а относительная влажность составляет 65%, фактическая активность флюса в паяльной пасте, оставленной открытой в течение 45 минут, снижается примерно на 22%. Если в настоящее время все еще используется номинальное содержание флюса 10 %, эквивалентная эффективная функция флюса составит всего 7,8 %. Поэтому мы требуем, чтобы все производственные линии повторно проверяли вязкость с помощью вискозиметра каждые 2 часа в периоды высокой температуры и высокой влажности и одновременно повышали целевое значение потока на 0,4 процентных пункта в качестве компенсации.
Однажды клиент потребовал снизить содержание флюса с 9,8% до 8,3% из-за ценового давления, что привело к дефектам «голова в подушке» на уровне партии в области BGA в трех последовательных партиях материнских плат. Рентгеновский контроль образцов обнаружил зазоры на уровне 0,012 мм между шариками припоя и контактными площадками. Основной причиной был недостаточный флюс, приводивший к неполному удалению оксидной пленки и предотвращению контакта на атомном уровне во время плавления паяльной пасты. Этот тип дефекта совершенно невидим при обычном АОИ и может быть проверен только путем поперечного сечения, при этом затраты на доработку намного превышают экономию материала.
Окончательное определение пропорции флюса не может основываться исключительно на этикетке на бутылке с паяльной пастой; необходимо измерить массу остаточного флюса на единицу площади после печати. Мы используем инфракрасное сканирование FTIR в сочетании со стандартным методом взвешивания медного листа. После печати на площади отверстия трафарета 20×20 мм измеренное среднее значение остаточного флюса в сухой пленке составляет 0,047 мг/мм2, что соответствует теоретической доле флюса в паяльной пасте от 9,1% до 9,5%. Это значение в среднем на 0,6% ниже значения заводских испытаний производителя, что указывает на незначительное испарение растворителя при транспортировке и хранении.
